人教版高中化學(xué)選修1-3.2《金屬的腐蝕》參考課件

1、20072007年年8 8月月1 1日，美國明尼蘇達(dá)州一座跨越密西西比河的大橋發(fā)生坍塌。事日，美國明尼蘇達(dá)州一座跨越密西西比河的大橋發(fā)生坍塌。事故造成故造成6 6人死亡。早在年由明尼蘇達(dá)州交通部門作出的一份研究報(bào)人死亡。早在年由明尼蘇達(dá)州交通部門作出的一份研究報(bào)告顯示，大橋連接路堤和主橋的引橋告顯示，大橋連接路堤和主橋的引橋“存在老化問題存在老化問題”。同時，支撐橋梁。同時，支撐橋梁的主結(jié)構(gòu)桁架也存在的主結(jié)構(gòu)桁架也存在“老化問題老化問題”。 20012001年年1111月月0707日，四川宜賓市南門大橋于七日凌晨四時三十分左右發(fā)生懸日，四川宜賓市南門大橋于七日凌晨四時三十分左右發(fā)生懸索及橋面局

2、部斷裂事故，導(dǎo)致兩輛汽車墜入江中，一艘小船被毀，有二人死索及橋面局部斷裂事故，導(dǎo)致兩輛汽車墜入江中，一艘小船被毀，有二人死亡，二人受傷，交通和市外通訊中斷。四川省一些橋梁專家和工程設(shè)計(jì)人員亡，二人受傷，交通和市外通訊中斷。四川省一些橋梁專家和工程設(shè)計(jì)人員在橋梁的斷裂處進(jìn)行了現(xiàn)場勘查，發(fā)現(xiàn)坍塌斷裂之處露出一層薄薄的鋼筋網(wǎng)，在橋梁的斷裂處進(jìn)行了現(xiàn)場勘查，發(fā)現(xiàn)坍塌斷裂之處露出一層薄薄的鋼筋網(wǎng)，懸吊的承重鋼管中露出了銹跡斑斑的鋼纜。懸吊的承重鋼管中露出了銹跡斑斑的鋼纜。 銅器表面生成一層薄薄的銅器表面生成一層薄薄的銅綠銅綠【銅綠的主要銅綠的主要成分是成分是Cu2(OH)2CO3】金屬腐蝕金屬腐蝕1 1

3、造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和金屬材料的消耗造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和金屬材料的消耗金屬腐蝕的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)損壞所造成的損失比金屬本身要大到無法屬制品結(jié)構(gòu)損壞所造成的損失比金屬本身要大到無法估量。估量。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)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(jì)損失大致為該國國民生產(chǎn)總值的濟(jì)損失大致為該國國民生產(chǎn)總值的4%4%左右。而我國截左右。而我國截至至20052005年每年因鋼鐵銹蝕經(jīng)濟(jì)損失達(dá)年每年因鋼鐵銹蝕經(jīng)濟(jì)損失達(dá)30003000億人民幣。億人民幣。另據(jù)國外統(tǒng)計(jì)，金屬腐

4、蝕的年損失另據(jù)國外統(tǒng)計(jì)，金屬腐蝕的年損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過水災(zāi)、火水災(zāi)、火災(zāi)、風(fēng)災(zāi)和地震（平均值）損失的災(zāi)、風(fēng)災(zāi)和地震（平均值）損失的總和總和，在這里，在這里還不還不包括包括由于腐蝕導(dǎo)致的停工、減產(chǎn)和爆炸等造成的間接由于腐蝕導(dǎo)致的停工、減產(chǎn)和爆炸等造成的間接損失。損失。 2 2造成重大事故和嚴(yán)重的環(huán)境污染造成重大事故和嚴(yán)重的環(huán)境污染 國內(nèi)外都曾發(fā)生過許多災(zāi)難性腐蝕事故，如飛機(jī)因國內(nèi)外都曾發(fā)生過許多災(zāi)難性腐蝕事故，如飛機(jī)因某一零部件破裂而某一零部件破裂而墜毀墜毀；橋梁因鋼梁產(chǎn)生裂縫而；橋梁因鋼梁產(chǎn)生裂縫而塌塌陷陷；油管因穿孔或裂縫而漏油，引起著火；油管因穿孔或裂縫而漏油，引起著火爆炸爆炸；化；化工

5、廠中儲酸槽穿孔泄漏，造成重大環(huán)境工廠中儲酸槽穿孔泄漏，造成重大環(huán)境污染污染；管道；管道和設(shè)備跑、冒、滴、漏，破壞生產(chǎn)環(huán)境，有毒氣體和設(shè)備跑、冒、滴、漏，破壞生產(chǎn)環(huán)境，有毒氣體如如ClCl2 2、H H2 2S S、HCNHCN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附近居民的生命安全。生命安全。 3 3阻礙新技術(shù)、尖端科學(xué)技術(shù)的發(fā)展阻礙新技術(shù)、尖端科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 國防工業(yè)高新武器研制、原子能工業(yè)、航天技術(shù)、國防工業(yè)高新武器研制、原子能工業(yè)、航天技術(shù)、火箭制造、化工生產(chǎn)等領(lǐng)域都不斷地提出腐蝕與防火箭制造、化工生產(chǎn)等領(lǐng)域都不斷地提出腐蝕與防護(hù)的新課題，期待人們找出解決問題

6、的新途徑護(hù)的新課題，期待人們找出解決問題的新途徑 面對這樣驚人的數(shù)據(jù)和金屬腐蝕危害事實(shí)，面對這樣驚人的數(shù)據(jù)和金屬腐蝕危害事實(shí)，大家有沒有想過：大家有沒有想過： 鐵怎么會被腐蝕呢？鐵怎么會被腐蝕呢？ 你能否從金屬元素的原子結(jié)構(gòu)角度分析，你能否從金屬元素的原子結(jié)構(gòu)角度分析，金屬為什么會被腐蝕？金屬為什么會被腐蝕？ 我們又該怎樣防腐呢我們又該怎樣防腐呢? ?實(shí)驗(yàn)方案記錄結(jié)論植物油，植物油，鐵釘完鐵釘完全浸沒全浸沒CaCl2固體固體NaCl溶溶液，鐵液，鐵釘浸沒釘浸沒一半一半CHCH3 3COOHCOOH溶液，溶液，鐵釘浸鐵釘浸沒一半沒一半煮沸后迅煮沸后迅速冷卻的速冷卻的蒸溜水蒸溜水鐵鐵釘完全浸釘完全

7、浸沒沒相當(dāng)長時相當(dāng)長時間，鐵釘間，鐵釘未被腐蝕未被腐蝕有氣體產(chǎn)有氣體產(chǎn)生，反應(yīng)生，反應(yīng)速度快速度快鐵釘鐵釘漸漸漸漸生銹生銹無現(xiàn)象無現(xiàn)象由于無氧由于無氧和水，鐵和水，鐵釘不被腐釘不被腐蝕蝕上層植物上層植物油，下層油，下層NaCl溶液，溶液，鐵釘完全鐵釘完全浸沒浸沒無現(xiàn)象無現(xiàn)象相當(dāng)長時相當(dāng)長時間，鐵釘間，鐵釘未被腐蝕未被腐蝕由于無水，由于無水，鐵釘不被鐵釘不被腐蝕腐蝕鐵釘被鐵釘被腐蝕腐蝕鐵釘被腐鐵釘被腐蝕最快蝕最快由于無氧，由于無氧，較長時間鐵較長時間鐵釘不被腐蝕釘不被腐蝕由于無氧，由于無氧，鐵釘較長鐵釘較長時間不被時間不被腐蝕腐蝕探究實(shí)驗(yàn)：探究實(shí)驗(yàn)：“不同條件下鐵釘?shù)匿P蝕不同條件下鐵釘?shù)匿P蝕”煮

8、沸后迅煮沸后迅速冷卻的速冷卻的蒸溜水蒸溜水鐵鐵釘浸沒一釘浸沒一半半鐵釘鐵釘漸漸漸漸生銹生銹由于有由于有氧氧鐵釘鐵釘被腐蝕被腐蝕 鐵釘遇到酸或在鐵釘遇到酸或在O O2 2、H H2 2O O存在的條件下，均可被腐蝕。遇存在的條件下，均可被腐蝕。遇到電解質(zhì)時，一般腐蝕速度更快。到電解質(zhì)時，一般腐蝕速度更快。銅綠：銅綠： 請大家閱讀教材請大家閱讀教材P49P495151金屬金屬的腐蝕，歸納總的腐蝕，歸納總結(jié)，嘗試回答以下問題：結(jié)，嘗試回答以下問題： 1. 1. 什么是金屬腐蝕？什么是金屬腐蝕？ 2. 2. 金屬腐蝕后的特征是什么？金屬腐蝕后的特征是什么？ 3. 3. 金屬腐蝕的本質(zhì)是什么？金屬腐蝕的

9、本質(zhì)是什么？化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的差異化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的差異鐵與酸反應(yīng)，鐵被腐蝕。鐵與酸反應(yīng)，鐵被腐蝕。腐蝕速率較慢。腐蝕速率較慢。鐵作負(fù)極被腐蝕鐵作負(fù)極被腐蝕腐蝕速率較快。腐蝕速率較快。 負(fù)極：，電極反應(yīng)式：負(fù)極：，電極反應(yīng)式：正極：，電極反應(yīng)式：正極：，電極反應(yīng)式：總反應(yīng)式：總反應(yīng)式：Fe - 2e- Fe2+2H+ + 2e- H2Fe + 2H+ Fe2+ + H2鐵鐵碳碳H2O + CO2 H2CO3H+ + HCO3-負(fù)極：，電極反應(yīng)式：負(fù)極：，電極反應(yīng)式：正極：，電極反應(yīng)式：正極：，電極反應(yīng)式：總反應(yīng)式：總反應(yīng)式：2Fe - 4e- 2Fe2+2H2O + O2 + 4e-

10、4 OH-2Fe+ 2H2O + O2 2 Fe(OH)2鐵鐵碳碳Fe2O3 nH2O 燒過菜的鐵鍋如果未及時洗凈（殘液中含燒過菜的鐵鍋如果未及時洗凈（殘液中含 NaClNaCl），第二天便出現(xiàn)紅棕色銹斑（主要成分為），第二天便出現(xiàn)紅棕色銹斑（主要成分為）。請問這種腐蝕是化學(xué)腐蝕還是電化學(xué)）。請問這種腐蝕是化學(xué)腐蝕還是電化學(xué)腐蝕腐蝕? ?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?yàn)殍F鍋是由生鐵做成的因?yàn)殍F鍋是由生鐵做成的, ,鐵鍋生銹是因?yàn)殍F鍋生銹是因?yàn)镕e-C-NaClFe-C-NaCl形成原電池。鐵作負(fù)極，失去電子變形成原電池。鐵作負(fù)極，失去電子變成亞鐵離子，從而被腐

11、蝕。成亞鐵離子，從而被腐蝕。【思考與交流思考與交流】電極反應(yīng)：電極反應(yīng)：正極：正極：負(fù)極：負(fù)極：金屬腐蝕的實(shí)質(zhì)金屬的腐蝕種類原理區(qū)別聯(lián)系金屬原子失去電子被氧化而消耗的過程：金屬原子失去電子被氧化而消耗的過程：M-ne-=Mn+。 化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕金屬和其它物質(zhì)金屬和其它物質(zhì)直接接直接接觸觸發(fā)生發(fā)生氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)而而引起的腐蝕引起的腐蝕不純金屬或合金發(fā)生不純金屬或合金發(fā)生原電池原電池反應(yīng)，使反應(yīng)，使較活潑較活潑的金屬失電的金屬失電子被氧化而引起的腐蝕子被氧化而引起的腐蝕直接直接發(fā)生發(fā)生氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)發(fā)生發(fā)生原電池原電池反應(yīng)反應(yīng)腐蝕過程腐蝕過程無無電流產(chǎn)生電

12、流產(chǎn)生有有電流產(chǎn)生電流產(chǎn)生金屬被腐蝕金屬被腐蝕較活潑較活潑金屬被腐蝕金屬被腐蝕往往同時發(fā)生，但往往同時發(fā)生，但電化學(xué)電化學(xué)腐蝕腐蝕更普遍更普遍，速率，速率更快。更快。 知識總結(jié)知識總結(jié)金屬陽離子金屬陽離子失失e-氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)3、金屬腐蝕的類型、金屬腐蝕的類型化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕電化腐蝕電化腐蝕析氫腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕吸氧腐蝕（常見普遍）（常見普遍）一、金屬腐蝕一、金屬腐蝕金屬原子金屬原子2、金屬腐蝕的本質(zhì)、金屬腐蝕的本質(zhì)：1、金屬腐蝕：、金屬腐蝕：是指金屬或合金跟接觸的氣體或液體發(fā)是指金屬或合金跟接觸的氣體或液體發(fā)生氧化還原反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。生氧化還原反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。（學(xué)生交流）（學(xué)

13、生交流）（常見普遍）（常見普遍）條件：酸性環(huán)境條件：酸性環(huán)境條件：弱酸性或中性或堿性環(huán)境條件：弱酸性或中性或堿性環(huán)境【課堂練習(xí)課堂練習(xí)】1、（、（2003全國理綜）家用炒菜鐵鍋用水清洗放置后，出現(xiàn)紅棕色的全國理綜）家用炒菜鐵鍋用水清洗放置后，出現(xiàn)紅棕色的銹斑，在此變化過程中不發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是銹斑，在此變化過程中不發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是 ( ) 、4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 、2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2 、2H2O+O2+4e-=4OH 、Fe-3e-=Fe3+ 2、（、（2007廣東理基，廣東理基，25）鋼鐵在潮濕的空氣中會被腐）鋼鐵在潮濕的空氣中會被腐蝕，發(fā)生

14、的原電池反應(yīng)為：蝕，發(fā)生的原電池反應(yīng)為： Fe+OFe+O2 2+2H+2H2 2O = 2Fe(OH)O = 2Fe(OH)2 2。以以下說法正確的是（下說法正確的是（ ） A A、負(fù)極發(fā)身的反應(yīng)為：、負(fù)極發(fā)身的反應(yīng)為： Fe - 2e- = Fe2+ B B、正極發(fā)生的反應(yīng)為：正極發(fā)生的反應(yīng)為： O2+2H2O+2e-=4OH- C C、原電池是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置、原電池是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置 D D、鋼柱在水下部分比在空氣與水交界處更容易腐蝕、鋼柱在水下部分比在空氣與水交界處更容易腐蝕若液面下降，則溶液呈若液面下降，則溶液呈 性，發(fā)生性，發(fā)生 腐蝕，電極反應(yīng)式為：負(fù)極：腐蝕，電極