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第二節(jié)金屬的腐蝕和防護(hù)第一頁,共三十一頁。資料二七千年歷史二千年歷史VS第二頁,共三十一頁。資料三第三頁,共三十一頁。第三章探索生活材料第二節(jié)金屬的腐蝕和防護(hù)選修一·化學(xué)與生活(人教版)主講人:南樓高中
曹楠第四頁,共三十一頁。一、金屬的腐蝕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)而腐蝕損耗的過程。金屬腐蝕化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕定義:本質(zhì):金屬失去電子被氧化。分類:第五頁,共三十一頁。金屬跟接觸到的物質(zhì)(如O2、Cl2、SO2等)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。1.化學(xué)腐蝕第六頁,共三十一頁。左邊家用燃?xì)庠畹闹行牟课缓苋菀咨P,而右邊的食品罐頭放在南極90多年了,卻很少生銹,你知道為什么嗎?升溫可加快金屬腐蝕第七頁,共三十一頁?,F(xiàn)有潔凈無銹的鐵釘,試管、植物油、NaCl溶液、CH3COOH溶液和煮沸后迅速冷卻的蒸餾水,你也可以選用其他物品,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)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。不同條件下鐵釘?shù)母g科學(xué)探究第八頁,共三十一頁。選修一P50—實(shí)驗(yàn)第九頁,共三十一頁。實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)論鐵釘與空氣、水同時(shí)接觸才會發(fā)生銹蝕;與NaCl、CH3COOH等電解質(zhì)溶液接觸會加速鐵釘?shù)匿P蝕。第十頁,共三十一頁。
不純的金屬(或合金)跟電解質(zhì)溶液接觸時(shí),會發(fā)生原電池反應(yīng),比較活潑的金屬失去電子而被氧化,這種腐蝕,叫做電化學(xué)腐蝕。
2.電化學(xué)腐蝕第十一頁,共三十一頁。鋼鐵在干燥的空氣里長時(shí)間不易被腐蝕,但在潮濕的空氣里卻很快被腐蝕,這是什么原因呢?在潮濕的空氣里,鋼鐵表面吸附了一層薄薄的水膜。水能電離出少量的H+和OH-,同時(shí)由于空氣中CO2的溶解,使水里的H+
增多:
H2O+CO2H2CO3H+
+HCO3
-
這樣在鋼鐵表面形成了一層電解質(zhì)溶液的薄膜,它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳構(gòu)成無數(shù)微小的原電池。第十二頁,共三十一頁。負(fù)極:__,電極反應(yīng)式:正極:__,電極反應(yīng)式:總反應(yīng)式:Fe-2e-=Fe2+Fe+2H+=Fe2++H2↑鐵碳①若電解質(zhì)溶液酸性較強(qiáng)——析氫腐蝕2H++2e-=H2↑第十三頁,共三十一頁。負(fù)極:__,電極反應(yīng)式:正極:__,電極反應(yīng)式:總反應(yīng)式:2Fe-4e-=2Fe2+2H2O+O2+4e-=4OH-2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2↓鐵碳②若電解質(zhì)溶液酸性較弱或呈中性——吸氧腐蝕第十四頁,共三十一頁。思考:燒過菜的鐵鍋如果未及時(shí)洗凈(殘液中含NaCl),第二天便出現(xiàn)紅棕色銹斑(主要成分為Fe2O3?nH2O)。請問這種腐蝕是化學(xué)腐蝕還是電化學(xué)腐蝕?為什么?答:屬于電化學(xué)腐蝕。因?yàn)殍F鍋是由生鐵做成的,鐵鍋生銹是因?yàn)镕e-C-NaCl形成原電池。Fe作負(fù)極,失去電子變成Fe2+,從而被腐蝕。第十五頁,共三十一頁。1、影響金屬腐蝕的因素:2、金屬在什么條件下容易被腐蝕?金屬的本性和介質(zhì)在潮濕的空氣中、接觸腐蝕性氣體或電解質(zhì)溶液,都容易被腐蝕。二、金屬的防護(hù)第十六頁,共三十一頁。金屬腐蝕的防護(hù)思路和方法是?
請根據(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?第十七頁,共三十一頁。①②③④⑤⑥第十八頁,共三十一頁。2.在金屬表面覆蓋保護(hù)層,使它與________、__________等物質(zhì)_________。1.改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu);如:噴油漆、涂油脂、表面鈍化(氧化成致密的氧化膜)、搪瓷、包塑料等方法??諝馑綦x如:將Cr、Ni等金屬加進(jìn)鋼里制成不銹鋼三、金屬的防護(hù)方法3.電化學(xué)保護(hù)法;第十九頁,共三十一頁。犧牲陽極的陰極保護(hù)法示意圖請學(xué)生自行閱讀教材P52的中間段落原理:形成原電池反應(yīng),讓被保護(hù)金屬做正極,較活潑的金屬作為負(fù)極,負(fù)極金屬受到腐蝕被消耗。第二十頁,共三十一頁。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(hù)船身,鋅塊必須定期更換鋅塊應(yīng)用第二十一頁,共三十一頁。當(dāng)堂檢測1.化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的相同點(diǎn)是(
)A.金屬與氧化劑直接反應(yīng)B.金屬原子失電子被氧化的過程C.無電流D.有電流B第二十二頁,共三十一頁。當(dāng)堂檢測2.如圖所示,各容器中盛有海水,鐵在其中被腐蝕時(shí)由快到慢的順序是()AA.②>①>③B.③>②>①C.②>③>①FeFeSnZn②①③Fe第二十三頁,共三十一頁。當(dāng)堂檢測3.下列有關(guān)金屬的防護(hù)方法不正確的是(
)A.對健身器材涂油漆以防止生銹B.對某些工具的“機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部位”選用刷油漆的方法來防銹C.用犧牲鋅塊的方法來保護(hù)船體D.自行車的鋼圈上鍍上一層Cr防銹B第二十四頁,共三十一頁。當(dāng)堂檢測4.下列原理或現(xiàn)象不包括原電池反應(yīng)的是(
)A.潮濕的生鐵易生銹B.純Zn比粗Zn制H2速度慢C.純銅比粗銅導(dǎo)電能力強(qiáng)D.炒菜后的鐵鍋易生銹C第二十五頁,共三十一頁。5.每年世界上鋼鐵的產(chǎn)量很高,但鋼鐵腐蝕也給人類帶來了巨大的損失,因此如何更好地進(jìn)行金屬防護(hù),一直是科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要課題。
(1)鋼鐵在潮濕的空氣中的銹蝕主要屬于_______,沿海地區(qū)的鋼鐵腐蝕比內(nèi)陸地區(qū)更嚴(yán)重的原因是_______________
;
(2)據(jù)環(huán)保部門測定,我國一些大城市的酸雨pH=3.5。在酸雨季節(jié)鐵制品極易腐蝕,則在其腐蝕中正極發(fā)生的反應(yīng)是_________________
;
電化學(xué)腐蝕沿海地區(qū)空氣潮濕,加快金屬腐蝕2H++2e-=H2↑當(dāng)堂檢測第二十六頁,共三十一頁。本課小結(jié)1、金屬的腐蝕(1)本質(zhì)(2)類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕2、金屬的防護(hù)在金屬表面覆蓋保護(hù)層電化學(xué)保護(hù)法改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)第二十七頁,共三十一頁。
作業(yè)1、P52思考與交流2、P53習(xí)題-1、2、3、5第二十八頁,共三十一頁。假如你是設(shè)計(jì)師,正計(jì)劃用鋼材建造一座大橋,并研究防止鋼鐵生銹的方法。已知這座橋要使用許多年,而且建在風(fēng)景區(qū)內(nèi)。你有三個(gè)選擇:
a.涂上油漆b.使用鍍鉻的鋼c.使用不銹鋼
請以小組的形式,討論應(yīng)選擇哪種方法?理由是什么?思考
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