【公開課】+金屬的防護-（人教版2019選擇性必修1）

2023-2024學(xué)年選擇性必修1(人教版2019)第四章·化學(xué)反應(yīng)與電能第三節(jié)

金屬的腐蝕與防護第2課時金屬的防腐千年不銹之謎1965年冬天，在湖北省望山楚墓群中，出土了傳說中的越王勾踐劍。越王勾踐劍的含銅量約為80%-83%、含錫量約為16%-17%。該劍出土?xí)r插在髹漆的木質(zhì)劍鞘內(nèi)。這座墓葬深埋在數(shù)米的地下，墓室四周用白膏泥填塞，其下部采用的還是經(jīng)過人工淘洗過的白膏泥，致密性更好。加上墓坑上部填土夯實，墓室?guī)缀醭闪艘粋€密閉的空間。墓處在現(xiàn)代荊州附近的漳河二干渠上，地下水位較高，該墓的墓室曾經(jīng)長期被地下水浸泡，地下水酸堿性不大，基本上為中性，這從該墓出土的大量精美的漆木器保存情況較好而得到證實。讓人驚奇的是，這把青銅寶劍穿越了兩千多年的歷史長河，但劍身幾乎不見銹斑。它千年不銹的原因到底是什么呢？目錄改變結(jié)構(gòu)加保護層01電化學(xué)防護法02習(xí)學(xué)目標(biāo)1.了解金屬腐蝕及其危害2.了解金屬防護的方法，特別是電化學(xué)防護的方法思考角度切斷原電池反應(yīng)給予電子改變金屬材料組成在金屬表面覆蓋保護層金屬防護的本質(zhì)：阻止M-ne-=Mn+

的發(fā)生思考與討論根據(jù)金屬腐蝕的實質(zhì)M-ne-=Mn+，你能提出金屬的防護方法嗎？NO.1金屬腐蝕的本質(zhì)及類型

觀察下列金屬防護的方法，并解釋防止金屬腐蝕的原因?！舅伎肌坎讳P鋼1.改變金屬的組成結(jié)構(gòu)，使其具有較強的抗腐蝕性能。在金屬中添加其他金屬或非金屬可以制成性能優(yōu)異的合金。例如：在鋼鐵中加入一定比例的鉻和鎳，改變鋼鐵內(nèi)部的組成和結(jié)構(gòu)，可極大程度地提高鋼鐵抗腐蝕性能，這就是常見的“不銹鋼”(合金)。健身器材刷油漆以防銹請根據(jù)生活常識以及下圖總結(jié)金屬防護常用的方法外面包上一層塑料層“機械轉(zhuǎn)動部位”選用油脂來防銹烤藍涂機油烤漆涂凡士林鍍鋅鍍鉻【交流研討】自行車部件采用了什么樣的防護措施嗎?通過化學(xué)反應(yīng)在鐵制品表面生成一層致密的氧化物薄膜(如烤藍)烤藍發(fā)簪所謂烤藍是鋼鐵零件表面處理的一種防腐蝕的工藝。其原理就是在鋼鐵表面生成一定厚度和強度的致密的氧化層，成分主要是Fe3O4

金屬的防護1、目的：防止金屬被氧化2、依據(jù)：依據(jù)金屬腐蝕的化學(xué)反應(yīng)原理和腐蝕類型來確定金屬防護的方法〖思考與討論〗鑒于金屬發(fā)生腐蝕的原因，我們可以從哪些方面設(shè)想解決問題的思路？思路一：直接隔離

在金屬表面覆蓋致密的保護層，將金屬制品與周圍物質(zhì)隔開是一種普遍采用的防護方法。

例如：1.噴涂漆；2.涂油脂；3.表面鈍化；4.電鍍(在鋼鐵表面形成鉻等耐腐蝕性較強的金屬鍍層)等;5.發(fā)藍(鋼鐵零件表面生成一定厚度和強度的致密的氧化層，成分主要是Fe3O4)一、在金屬表面覆蓋保護層噴漆搪瓷包裹塑料涂礦物性油脂發(fā)藍處理鍍鉻(1)犧牲陽極的陰極保護法找替罪“陽”船身上裝鋅塊形成原電池反應(yīng)時，讓被保護金屬作正極，不反應(yīng)，起到保護作用；而活潑金屬作負(fù)極，參加反應(yīng)受到腐蝕。這種保護法犧牲了陽極（原電池負(fù)極），保護了陰極（原電池的正極）。＋e－－A—Fe

Zn—NaCl溶液思路二：改變本質(zhì)即改變金屬的內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)，使其具有較強的抗腐蝕性能。在鋼鐵中加入一定比例的鉻和鎳(如14%～8%Cr，7%～9%Ni)，改變鋼鐵內(nèi)部的組成和結(jié)構(gòu)，可極大程度地提高鋼鐵抗腐蝕性能，這就是常見的“不銹鋼”(合金)。二、改變金屬材料的組成不銹鋼高壓鍋不銹鋼盆鈦合金炒鍋思路三：因勢利導(dǎo)電化學(xué)腐蝕還是用電化學(xué)方法來解決，不回避金屬與氧化劑的直接接觸，采用還原性更強的物質(zhì)或其他替代方式來滿足氧化劑對電子的需求，從而保護主體金屬構(gòu)件免受腐蝕。NO.2電化學(xué)防護法

①原理：應(yīng)用原電池原理；②要求：被保護金屬作正極，另一活潑性較強的金屬作負(fù)極。(1)電化學(xué)保護法——犧牲陽極的保護法鋼閘門(陰極)海水鋅板(犧牲陽極)e-e-用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊必須定期更換用犧牲鋅塊的方法來保護船身，鋅塊必須定期更換找替罪“陽”Zn實驗4-4（1）Fe作保護電極，Zn作輔助電極，以經(jīng)過酸化的3%NaCl溶液作電解質(zhì)溶液，按圖所示連接好裝置。觀察電流表指針的變化，以及燒杯中兩個電極附近發(fā)生的現(xiàn)象。過一段時間，用膠頭滴管從和Fe電極區(qū)域取少量溶液于試管中，再向試管中滴入2滴K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液，觀察試管中溶液顏色變化？說明：Fe2+的檢驗：Fe2+與K3[Fe(CN)6]溶液(黃色)反應(yīng)生成帶有特征藍色的鐵氰化亞鐵KFe[Fe(CN)6]沉淀。這是檢驗溶液中Fe2+的常用方法。實驗裝置電流表陽極陰極現(xiàn)象有關(guān)反應(yīng)偏轉(zhuǎn)鋅片逐漸溶解鐵電極上有氣泡冒出Zn-2e-=Zn2＋2H＋＋2e=H2↑試管中滴入2滴K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液，無明顯變化，即溶液中無Fe2+結(jié)論：Fe電極被保護，不發(fā)生反應(yīng)。Fe、Zn和經(jīng)過酸化的NaCl溶液構(gòu)成原電池；Zn作負(fù)極被腐蝕，F(xiàn)e作正極被保護。21驗證犧牲陽極的保護法實驗裝置實驗2將1g瓊脂加入250mL燒杯中，再加入50mL飽和食鹽水和150mL水。攪拌、加熱煮沸，使瓊脂溶解。稍冷后，趁熱把瓊脂溶液分別倒入兩個培養(yǎng)皿中，各滴入5～6滴酚酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液，混合均勻。取兩個2～3cm的鐵釘，用砂紙擦光。如圖(a)所示，將裹有鋅皮的鐵釘放入上述的一個培養(yǎng)皿中；如圖(b)所示，將纏有銅絲的鐵釘放入另一個培養(yǎng)皿中。觀察并解釋實驗現(xiàn)象。實驗現(xiàn)象：裹有鋅片的鐵釘，鋅片逐漸溶解，鐵釘附近溶液變紅色；實驗結(jié)論：鋅作負(fù)極，發(fā)生反應(yīng)：Zn-2e-=Zn2+；鐵作正極，發(fā)生反應(yīng)：O2+2H2O+4e-=4OH-鐵作正極，不反應(yīng)，被保護(a)【實驗2】各滴入5～6滴酚酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液裹有鋅皮的鐵釘纏有銅絲的鐵釘現(xiàn)象a中鐵釘周圍溶液變紅b中鐵釘周圍生成藍色沉淀，銅絲周圍溶液變紅結(jié)論鐵作為負(fù)極時易被腐蝕，作為正極時不反應(yīng)，未腐蝕正負(fù)極反應(yīng)式？(2)電化學(xué)保護法——外加電流的保護法常用于防止土壤、海水及河水中的金屬設(shè)備的腐蝕。①原理：應(yīng)用電解池原理；②要求：將被保護金屬與電源的負(fù)極相連，作電解池的陰極，在外加直流電源的前提下使陰極得到保護。例.下列關(guān)于如圖所示的實驗裝置的判斷中錯誤的是（）A.若X為碳棒，開關(guān)K置于A處可減緩鐵的腐蝕B.若X為鋅棒，開關(guān)K置于A或B處都可減緩鐵的腐蝕C.若X為鋅棒，開關(guān)K置于B處時，為犧