第二節(jié)　金屬的腐蝕和防護 (2)

1、隴縣第二高級中學(xué)隴縣第二高級中學(xué) 李戰(zhàn)俠李戰(zhàn)俠人教版人教版 選修一選修一 化學(xué)與生活化學(xué)與生活第三章第三章 第二節(jié)第二節(jié) 金屬的腐蝕與防護金屬的腐蝕與防護根據(jù)各國調(diào)查結(jié)果，一般說來，金屬腐蝕所造成的經(jīng)濟根據(jù)各國調(diào)查結(jié)果，一般說來，金屬腐蝕所造成的經(jīng)濟損失大致為該國國民生產(chǎn)總值的損失大致為該國國民生產(chǎn)總值的4%左右。另據(jù)國外統(tǒng)計，左右。另據(jù)國外統(tǒng)計，金屬腐蝕的年損失遠遠超過水災(zāi)、火災(zāi)、風(fēng)災(zāi)和地震（平均金屬腐蝕的年損失遠遠超過水災(zāi)、火災(zāi)、風(fēng)災(zāi)和地震（平均值）損失的總和，在這里還不包括由于腐蝕導(dǎo)致的停工、減值）損失的總和，在這里還不包括由于腐蝕導(dǎo)致的停工、減產(chǎn)和爆炸等造成的間接損失。金屬腐蝕的主要害

2、處，不僅在產(chǎn)和爆炸等造成的間接損失。金屬腐蝕的主要害處，不僅在于金屬本身的損失，更嚴(yán)重的是金屬制品結(jié)構(gòu)損壞所造成的于金屬本身的損失，更嚴(yán)重的是金屬制品結(jié)構(gòu)損壞所造成的損失比金屬本身要大到無法估量。損失比金屬本身要大到無法估量。 腐蝕不僅造成經(jīng)濟損失，也經(jīng)常對安全構(gòu)成威脅。國內(nèi)腐蝕不僅造成經(jīng)濟損失，也經(jīng)常對安全構(gòu)成威脅。國內(nèi)外都曾發(fā)生過許多災(zāi)難性腐蝕事故，如飛機因某一零部件破外都曾發(fā)生過許多災(zāi)難性腐蝕事故，如飛機因某一零部件破裂而墜毀；橋梁因鋼梁產(chǎn)生裂縫而塌陷；油管因穿孔或裂縫裂而墜毀；橋梁因鋼梁產(chǎn)生裂縫而塌陷；油管因穿孔或裂縫而漏油，引起著火爆炸；化工廠中儲酸槽穿孔泄漏，造成重而漏油，引起著火

3、爆炸；化工廠中儲酸槽穿孔泄漏，造成重大環(huán)境污染；管道和設(shè)備跑、冒、滴、漏，破壞生產(chǎn)環(huán)境，大環(huán)境污染；管道和設(shè)備跑、冒、滴、漏，破壞生產(chǎn)環(huán)境，有毒氣體如有毒氣體如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更會危及工作人員和等的泄漏，更會危及工作人員和附近居民的生命安全。附近居民的生命安全。 你你知知道道嗎嗎 是指金屬或合金與周圍接觸到的氣體是指金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過程?；蛞后w進行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。 由于與金屬接觸的介質(zhì)不同，發(fā)生腐由于與金屬接觸的介質(zhì)不同，發(fā)生腐蝕的化學(xué)原理也不同，一般可分為蝕的化學(xué)原理也不同，一般可分為化學(xué)腐化學(xué)腐蝕蝕和和電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕

4、。一、金屬的腐蝕一、金屬的腐蝕1 1、化學(xué)腐蝕、化學(xué)腐蝕 金屬跟接觸到的物質(zhì)（如金屬跟接觸到的物質(zhì)（如O2、Cl2、SO2等）等）直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕而引起的腐蝕叫做叫做化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕。 一般情況下，溫度的升高會加快化學(xué)反應(yīng)速一般情況下，溫度的升高會加快化學(xué)反應(yīng)速率。因此，溫度對化學(xué)腐蝕的影響較明顯。率。因此，溫度對化學(xué)腐蝕的影響較明顯。家用燃氣灶家用燃氣灶放在南極已差不多放在南極已差不多9090年食品罐頭年食品罐頭2 2、電化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕 不純的金屬（或合金）跟電解質(zhì)不純的金屬（或合金）跟電解質(zhì)溶液接觸時，會溶液接觸時，會發(fā)生原電池反應(yīng)發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑

5、的金屬失去電子而被氧化，比較活潑的金屬失去電子而被氧化，這種腐蝕叫做這種腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕。科學(xué)探究科學(xué)探究 現(xiàn)有潔凈無銹的鐵釘，試管、植物油、現(xiàn)有潔凈無銹的鐵釘，試管、植物油、NaCl溶液、溶液、CH3COOH溶液和煮沸后迅速溶液和煮沸后迅速冷卻的蒸餾水，設(shè)計實驗探究鐵釘銹蝕需要冷卻的蒸餾水，設(shè)計實驗探究鐵釘銹蝕需要哪些條件，以及在什么條件下銹蝕速率快。哪些條件，以及在什么條件下銹蝕速率快。不同條件下鐵釘?shù)母g不同條件下鐵釘?shù)母g實實驗驗方方案案CH3COOH溶溶液液煮沸后迅速冷煮沸后迅速冷卻的蒸餾水卻的蒸餾水NaCl溶液溶液煮沸后迅速冷煮沸后迅速冷卻的蒸餾水卻的蒸餾水植物油植物油

6、記記錄錄結(jié)結(jié)論論有氣泡產(chǎn)有氣泡產(chǎn)生，反應(yīng)生，反應(yīng)速率快速率快相當(dāng)長時相當(dāng)長時間鐵釘未間鐵釘未被腐蝕被腐蝕鐵釘被腐鐵釘被腐蝕最快蝕最快由于無由于無O2，較長時間較長時間鐵釘未被鐵釘未被腐蝕腐蝕鐵釘漸鐵釘漸漸生銹漸生銹鐵釘被鐵釘被腐蝕腐蝕無現(xiàn)象無現(xiàn)象由于無由于無O2，鐵，鐵釘未被釘未被腐蝕腐蝕無現(xiàn)象無現(xiàn)象由于無由于無O2、H2O鐵釘鐵釘不能被腐不能被腐蝕蝕植植物物油油鋼鐵在干燥的空氣里長時間不易被鋼鐵在干燥的空氣里長時間不易被腐蝕腐蝕, ,但在潮濕的空氣里卻很快被腐但在潮濕的空氣里卻很快被腐蝕蝕, ,這是什么原因呢這是什么原因呢? ? 在潮濕的空氣里在潮濕的空氣里,鋼鐵表面吸附了一層薄薄的水膜。水

7、膜鋼鐵表面吸附了一層薄薄的水膜。水膜中溶解有來自大氣中的中溶解有來自大氣中的CO2、SO2、H2S等氣體等氣體 使水膜中含有使水膜中含有一定量的一定量的H + H2O + CO2 H2CO3 H + + HCO3 - H2O H + +OH-這樣在鋼鐵表面形成了一層電解質(zhì)溶液的薄膜這樣在鋼鐵表面形成了一層電解質(zhì)溶液的薄膜,它跟它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳構(gòu)成無數(shù)微小的原電池。鋼鐵里的鐵和少量的碳構(gòu)成無數(shù)微小的原電池。鋼鐵的鋼鐵的析氫腐蝕析氫腐蝕示意圖示意圖鋼鐵的鋼鐵的吸氧腐蝕吸氧腐蝕示意圖示意圖負(fù)極（負(fù)極（Fe）： Fe - 2e- = Fe2+正極（正極（C）：）：水膜酸性較強 2H+2e- =

8、 H2 水膜酸性很弱或呈中性水膜酸性很弱或呈中性 2H2O+O2+4e- = 4OH-電解質(zhì)溶電解質(zhì)溶液液鋼鐵鋼鐵 其中鐵作負(fù)極其中鐵作負(fù)極, ,碳作正極碳作正極 化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕都是化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕都是鐵鐵等金屬原子失去電子變成陽離子的等金屬原子失去電子變成陽離子的過程過程。也就是說。也就是說,金屬在腐蝕過程中金屬在腐蝕過程中,發(fā)生了發(fā)生了氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)。3金屬腐蝕的本質(zhì)金屬腐蝕的本質(zhì) 燒過菜的鐵鍋如果未及時洗燒過菜的鐵鍋如果未及時洗凈（殘液中含凈（殘液中含 NaCl），第二天），第二天便出現(xiàn)紅棕色銹斑（主要成分為便出現(xiàn)紅棕色銹斑（主要成分為Fe 2 O 3nH2O）。請問

9、這種腐蝕是）。請問這種腐蝕是化學(xué)腐蝕還是電化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕還是電化學(xué)腐蝕?為什么為什么?解析：屬于電化學(xué)腐蝕。解析：屬于電化學(xué)腐蝕。 因為鐵鍋是由生鐵做成的因為鐵鍋是由生鐵做成的,鐵鍋生鐵鍋生銹是因為銹是因為Fe-C-NaCl形成原電池。鐵形成原電池。鐵作負(fù)極，失去電子變成亞鐵離子，從作負(fù)極，失去電子變成亞鐵離子，從而被腐蝕。而被腐蝕。思考與交流思考與交流 討論自行車的不同構(gòu)件如鏈條、鋼圈、討論自行車的不同構(gòu)件如鏈條、鋼圈、支架和齒輪等分別采取了什么防銹措施？支架和齒輪等分別采取了什么防銹措施？給鏈條涂上機油給鏈條涂上機油, ,將將鋼圈表面鍍上一層鋼圈表面鍍上一層鉻鉻, ,給支架烤上一層給支架

10、烤上一層漆漆, ,將齒輪鍍上一層將齒輪鍍上一層鉻并涂上機油。鉻并涂上機油。思考與交流思考與交流 請根據(jù)生活常識以及下圖總結(jié)金請根據(jù)生活常識以及下圖總結(jié)金屬防護常用的方法，并解釋這些方法屬防護常用的方法，并解釋這些方法為什么可以達到防止金屬腐蝕的目的。為什么可以達到防止金屬腐蝕的目的。健身器材刷油漆以防銹健身器材刷油漆以防銹衣架和電線的外面衣架和電線的外面包上一層塑料層包上一層塑料層某些工具的某些工具的“機械轉(zhuǎn)動機械轉(zhuǎn)動部位部位”選用油脂來防銹，選用油脂來防銹，自行車的鋼圈和車鈴自行車的鋼圈和車鈴是在鋼上鍍上一層既是在鋼上鍍上一層既耐腐蝕又耐磨的耐腐蝕又耐磨的Cr二、金屬的防護方法二、金屬的防護

11、方法1、在金屬表面覆蓋保護層：油、油漆、塑、在金屬表面覆蓋保護層：油、油漆、塑料、搪瓷、鍍一層金屬料、搪瓷、鍍一層金屬2、改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)：如制成合金、改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)：如制成合金 3、電化學(xué)保護法、電化學(xué)保護法（原電池原理）（原電池原理）用犧牲鋅塊的方法來保護用犧牲鋅塊的方法來保護船身，鋅塊必須定期更換船身，鋅塊必須定期更換鋅塊鋅塊用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊必須定期更換管道的腐蝕，鎂塊必須定期更換形成原電池反應(yīng)時，形成原電池反應(yīng)時，讓被保護的金屬作讓被保護的金屬作正極而活潑金屬作正極而活潑金屬作負(fù)極被腐蝕負(fù)極被腐蝕1、如圖所示，各

12、容器中盛有海水，鐵在、如圖所示，各容器中盛有海水，鐵在其中被腐蝕時由快到慢的順序是（其中被腐蝕時由快到慢的順序是（ ）A、B、C、FeFeFeSnZnA2、下列事實不能用電化學(xué)理論解釋的是、下列事實不能用電化學(xué)理論解釋的是 （ ）A、輪船吃水線以下的船殼上裝一定數(shù)量的、輪船吃水線以下的船殼上裝一定數(shù)量的 鋅塊鋅塊B、鋁片不用特殊方法保護、鋁片不用特殊方法保護C、純鋅與稀硫酸反應(yīng)時，滴入少量的、純鋅與稀硫酸反應(yīng)時，滴入少量的 CuSO4溶液后速率加快溶液后速率加快D、鍍鋅鐵（在鐵上鍍一層鋅）比鍍錫耐用、鍍鋅鐵（在鐵上鍍一層鋅）比鍍錫耐用B 3、有、有a、b、c、d四種金屬。將四種金屬。將a與與b連接起來，連接起來，浸入電解質(zhì)溶液中，浸入電解質(zhì)溶液中，b不易腐蝕。將不易腐蝕。將a、d分別分別投入等濃度的鹽酸中，投入等濃度的鹽酸中，d比比a反應(yīng)強烈。將銅反應(yīng)強烈。將銅浸入浸入b的鹽溶液里，無明顯變化。如果把銅浸的鹽溶液里，無明顯變化。如果把銅浸入入c的鹽溶液里，有金屬的鹽溶