《金屬的腐蝕與防護(hù)》(蘇教版選修4)

化學(xué)反應(yīng)與能量變化第三單元金屬的腐蝕與防護(hù)中國(guó)世界上鋼鐵年產(chǎn)量最大的是哪個(gè)國(guó)家?據(jù)報(bào)道，我國(guó)鋼鐵的年產(chǎn)量達(dá)到了4．2億噸，占全世界年產(chǎn)量的1/3，已經(jīng)連續(xù)十年居世界首位。到2020年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化時(shí)年產(chǎn)量可能達(dá)到6億噸左右。鋼鐵工業(yè)素有“工業(yè)糧食”之稱，它的發(fā)展一度被認(rèn)為是國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的晴雨表。鐵銹的主要成分：Fe2O3·XH2O銅器表面生成銅綠,主要成分：Cu2(OH)2CO3

2007年8月1日，美國(guó)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6人死亡。金屬制品的腐蝕金屬腐蝕給生產(chǎn)生活帶來(lái)很多不便，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。全世界每年因?yàn)榻饘俑g造成的直接經(jīng)濟(jì)損失約達(dá)7000億美元，是地震、水災(zāi)、臺(tái)風(fēng)等自然災(zāi)害造成損失總和的6倍。我國(guó)因金屬腐蝕造成的損失占國(guó)民生產(chǎn)總值(GNP)的4%，鋼鐵因腐蝕而報(bào)廢的數(shù)量約占鋼鐵當(dāng)年產(chǎn)量的25%-30%。金屬腐蝕還可能造成環(huán)境污染。資料在線一、金屬的電化學(xué)腐蝕自主探究：[閱讀教材P23，回答]

1、什么是金屬的腐蝕？

2、金屬的腐蝕可分為哪幾類？

3、金屬的電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕的本質(zhì)是什么？1、金屬的腐蝕

指金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過(guò)程2、金屬的化學(xué)腐蝕金屬跟接觸到的物質(zhì)（主要是非金屬單質(zhì)或非電解質(zhì)液體）直接接觸發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起的腐蝕3、金屬的電化學(xué)腐蝕不純的金屬(或合金)跟電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，會(huì)發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失去電子而被氧化的反應(yīng)一、金屬的腐蝕鐵與酸反應(yīng)，鐵被腐蝕。腐蝕速率較慢。鐵作負(fù)極（陽(yáng)極）被腐蝕腐蝕速率較快。（按下圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）請(qǐng)比較下列現(xiàn)象的差異？圖一聯(lián)系舊知?dú)w納小結(jié)金屬腐蝕的實(shí)質(zhì)金屬的腐蝕種類原理區(qū)別腐蝕速度聯(lián)系金屬的化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕比較

金屬原子失去電子被氧化而消耗的過(guò)程：

M-ne-=Mn+

化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕金屬和其它物質(zhì)直接接觸發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起的腐蝕不純金屬或合金發(fā)生原電池反應(yīng)，使較活潑的金屬失電子被氧化而引起的腐蝕直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)發(fā)生原電池反應(yīng)腐蝕過(guò)程無(wú)電流產(chǎn)生有電流產(chǎn)生金屬直接被腐蝕較活潑金屬被腐蝕電化學(xué)腐蝕>化學(xué)腐蝕往往同時(shí)發(fā)生，但電化學(xué)腐蝕更普遍，危害更大1、鐵粉中加入炭粉有何作用？?jī)裳b置中均能形成原電池嗎？

進(jìn)行P23[活動(dòng)與探究]，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，回答有關(guān)問(wèn)題：2、兩裝置中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有何不同？產(chǎn)生的現(xiàn)象說(shuō)明什么問(wèn)題？繼續(xù)探究實(shí)驗(yàn)：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2實(shí)驗(yàn)編號(hào)ab所用電解質(zhì)NaClCH3COOH主要實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象原因分析腐蝕類型形成條件電極反應(yīng)式正極負(fù)極電池總反應(yīng)溶液中反應(yīng)(鐵銹的生成)出現(xiàn)的頻率4、鋼鐵的電化學(xué)腐蝕右側(cè)導(dǎo)管內(nèi)液面上升右側(cè)導(dǎo)管內(nèi)液面下降有氣體參與反應(yīng)(O2)有氣體生成(H2)發(fā)生吸氧腐蝕發(fā)生析氫腐蝕水膜酸性很弱或呈中性水膜酸性較強(qiáng)O2+2H2O+4e-=4OH-2H++2e-=H2↑Fe-2e-=Fe2+較低較高Fe+2H+=Fe2++H2↑Fe2++2OH-=Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3==Fe2O3·nH2O+(3-n)H2O較高較低歸納小結(jié)1、相對(duì)于在內(nèi)河行駛的輪船來(lái)說(shuō)，海輪更容易被腐蝕。2、1910年遺留在南極的食品罐頭盒，其表面至今很少有鐵銹出現(xiàn)。3、用于連接銅板的鐵螺絲容易生銹。4、當(dāng)化工廠排出的廢氣為酸性時(shí)，工廠附近的鐵制品容易生銹。交流與討論哪些因素影響了金屬腐蝕的快慢呢?５、金屬腐蝕快慢的判斷(一)對(duì)于不同的金屬而言：與金屬的活潑性有關(guān)，一般地，活潑性越強(qiáng)的金屬，越_________被腐蝕。(二)對(duì)于同種金屬而言：與引起腐蝕的原因有關(guān)：一般說(shuō)來(lái)，電解原理引起的腐蝕___原電池原理引起的腐蝕___化學(xué)腐蝕__有防腐措施的腐蝕(2)與介質(zhì)條件有關(guān)：一般說(shuō)來(lái)同種金屬的腐蝕在強(qiáng)電解質(zhì)中___弱電解質(zhì)中__非電解質(zhì)中(3)與構(gòu)成微電池兩極的材料有關(guān)：兩極材料的活動(dòng)性差別越大，較活潑金屬被腐蝕的速度越

。(4)與環(huán)境溫度有關(guān)，溫度越高，金屬腐蝕速度越

。注意：在鋼鐵的腐蝕過(guò)程中，其電化學(xué)腐蝕更嚴(yán)重，在電化學(xué)腐蝕中，吸氧腐蝕更普遍。容易>>>>>快快防止金屬腐蝕的措施能防止金屬腐蝕的原理二、金屬的電化學(xué)防護(hù)閱讀并思考:金屬被腐蝕與什么物質(zhì)有關(guān)？發(fā)生的主要原理是什么？怎樣才能防止金屬生銹？

主要是空氣中O2與H2O共同作用的結(jié)果犧牲陽(yáng)極（負(fù)極）的陰極(正極)保護(hù)法外加電流的陰極保護(hù)法改變金屬組成和結(jié)構(gòu)與活動(dòng)性更強(qiáng)的金屬形成原電池,被保護(hù)金屬作正極利用電解池原理，被保護(hù)金屬作陰極通過(guò)改變結(jié)構(gòu)而改變性質(zhì)，如鋼中加入鎳、鉻等耐蝕金屬形成不銹鋼隔絕空氣和水在金屬制品表面覆蓋保護(hù)層或鍍耐腐蝕金屬大家討論越王勾踐劍因何千年不銹1965年冬天，在湖北省荊州市附近的望山楚墓群中，出土了一把鋒利無(wú)比的寶劍。專家通過(guò)對(duì)劍身八個(gè)鳥(niǎo)篆銘文的解讀，證明此劍就是傳說(shuō)中的越王勾踐劍。讓人驚奇的是，這把青銅寶劍穿越了兩千多年的歷史長(zhǎng)河，但劍身絲毫不見(jiàn)銹斑。它千年不銹的原因是什么呢？課后探究活動(dòng)溶液如何影響有凹陷的食品罐?取一罐蔬菜罐頭和一罐水果罐頭,前者含鹽溶液,后者含糖溶液。(a)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn),以研究凹陷食品罐在這些溶液中會(huì)否生銹?如果有腐蝕發(fā)生,比較食品罐在兩種溶液中的腐蝕速度。(b)記錄你的結(jié)果,并向班上同學(xué)介紹你的實(shí)驗(yàn)。(c)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,你認(rèn)為吃凹陷罐頭的食品安全嗎?烤藍(lán)涂機(jī)油烤漆涂凡士林鍍鋅鍍鉻[交流研討]你知道自行車的金屬部件采用了什么樣的防護(hù)措施嗎?自行車如何防生銹？自行車的車把、車輻條、鋼圈和車鈴防銹措施是什么？是在金屬表面鍍上一層耐腐蝕的金屬，如自行車的鋼圈和車鈴是在鋼上鍍上一層既耐腐蝕又耐磨的Cr1、請(qǐng)根據(jù)以下的生活中的例子，總結(jié)金屬防護(hù)常用的方法，并解釋這些方法為什么可以達(dá)到防止金屬腐蝕的目的？健身器材如何防銹？刷油漆衣架和電線如何防銹？外面包上一層塑料層某些工具的“機(jī)械傳動(dòng)部位”，能用油漆來(lái)防銹嗎？不能用油漆來(lái)防銹，而是選用油脂應(yīng)選用什么呢？2、你還知道哪些防止金屬腐蝕的方法？舉例說(shuō)明2、在金屬表面覆蓋保護(hù)層，使它與______、_______等物質(zhì)_____。二、金屬的防護(hù)方法1、改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍、或表面鈍化(氧化成致密的氧化膜)、搪瓷、塑料等方法?？諝馑綦x例如船身如何防腐蝕的？用犧牲鋅塊的方法來(lái)保護(hù)船身上裝鋅塊如何防止地下鋼鐵管道的腐蝕？用犧牲鎂塊的方法來(lái)防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊要定期更換二、金屬的電化學(xué)防護(hù)外加電源的陰極保護(hù)法：輔助陽(yáng)極（不溶性）電化學(xué)保護(hù)法（消除引起金屬發(fā)生電化腐蝕的原電池反應(yīng)的方法）3、金屬的電化學(xué)防護(hù)(在被保護(hù)的金屬上連接比該金屬_____________或合金)，此金屬作_______極(陽(yáng)極)反應(yīng)受到腐蝕，被保護(hù)的金屬作_______極(陰極)，不反應(yīng)，起到保護(hù)作用；更活潑的金屬負(fù)正（1）*犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)法原理：做負(fù)極材料常用的有_____________鎂、鋁、鋅（2）外加