金屬的腐蝕高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

第三節(jié)金屬的腐蝕與防護(hù)

第1課時(shí)金屬的腐蝕

人教版選擇性必修1

在日常生活中，我們經(jīng)常見到鋼鐵制品生銹，銅制品長出銅綠，這就是金屬腐蝕的現(xiàn)象。金屬腐蝕的現(xiàn)象普遍存在，常常是自發(fā)進(jìn)行的。

情景引入金屬腐蝕的危害使橋梁、建筑物的金屬構(gòu)架強(qiáng)度降低而造成坍塌機(jī)器設(shè)備、儀器、儀表的精度和靈敏度降低，直至報(bào)廢使地下金屬管道發(fā)生泄漏、輪船船體損壞等你知道金屬銹蝕的原因是什么嗎？對(duì)此應(yīng)采取怎樣的防護(hù)措施？Fe2O3·xH2O(化合態(tài))Fe(游離態(tài))0+3Cu2(OH)2CO3(化合態(tài))Cu(游離態(tài))0+2金屬原子失去電子，被氧化(

M-ne-=Mn+)

如鐵與氯氣直接反應(yīng)而腐蝕，輸油、輸氣的鋼管被原油、天然氣

的含硫化合物腐蝕等。1、化學(xué)腐蝕：金屬與其表面接觸的一些物質(zhì)（如O2、Cl2、SO2）

直接反應(yīng)而引起的腐蝕。家用燃?xì)庠畹闹行牟课缓苋菀咨P食品罐頭放在南極80多年卻很少生銹溫度對(duì)化學(xué)腐蝕的影響較為明顯。特點(diǎn)無電流產(chǎn)生、如鋼材高溫下易被氧化，表面生成FeO、Fe2O3、Fe3O4一、金屬的腐蝕2、電化學(xué)腐蝕：當(dāng)不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)會(huì)發(fā)生原電池反應(yīng)，

比較活潑的金屬發(fā)生氧化還原反應(yīng)而被腐蝕?！舅伎肌夸撹F在潮濕的空氣里很快被腐蝕，這是為什么？

在潮濕的空氣中，鋼鐵表面吸附了一薄層水膜。水膜中溶有O2、CO2、SO2等氣體，這樣在鋼鐵表面形成了一層電解質(zhì)溶液的薄膜，它跟鋼鐵中的鐵和少量的單質(zhì)碳構(gòu)成無數(shù)微小的原電池。①鋼鐵的成分：鐵碳合金②鋼鐵所處的環(huán)境：潮濕的空氣一、金屬的腐蝕電化學(xué)腐蝕條件不同析氫腐蝕吸氧腐蝕酸性環(huán)境弱酸性或中性1）析氫腐蝕在酸性環(huán)境中，在腐蝕過程中不斷有H2放出（pH≤4.3）Fe-2e-===Fe2+2H++

2e-

===H2↑Fe+2H+===Fe2++

H2↑總反應(yīng)

：負(fù)極（Fe）：正極（C）： 如酸雨嚴(yán)重的地方。2）吸氧腐蝕

鋼鐵表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性或堿性，但溶有一定量的氧氣，此時(shí)就會(huì)發(fā)生吸氧腐蝕Fe2O3·xH2O4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3Fe-2e-=Fe2+O2+

2H2O+4e-=4OH-2Fe+O2+

2H2O=2Fe(OH)2負(fù)極（Fe）：正極（C）： 總反應(yīng)：探究一：將經(jīng)過酸洗除銹的鐵釘用飽和食鹽水浸泡一下，放入圖中所示的具支試管中。幾分鐘后，觀察導(dǎo)管中水柱的變化，解釋引起這種變化的原因。實(shí)驗(yàn)[4-3]實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：導(dǎo)管中液面上升實(shí)驗(yàn)解釋:裝置中鐵、碳、飽和食鹽水構(gòu)成原電池，鐵釘發(fā)生吸氧腐蝕，壓強(qiáng)變小探究二：取兩支試管，分別放入兩顆鋅粒和等體積、等濃度的稀鹽酸，觀察現(xiàn)象。然后，向其中一支試管中滴加1-2滴硫酸銅溶液，再觀察現(xiàn)象。解釋產(chǎn)生不同現(xiàn)象的原因。兩只試管均冒出氣泡，且①試管中產(chǎn)生氣泡的速率更快Zn置換出Cu，Zn、Cu、稀鹽酸構(gòu)成原電池，形成電化學(xué)腐蝕，能加快反應(yīng)速率實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)解釋:實(shí)驗(yàn)[4-3]類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件金屬與接觸到的物質(zhì)直接反應(yīng)不純金屬接觸到電解質(zhì)溶液發(fā)生原電池反應(yīng)本質(zhì)M－ne－=Mn＋M－ne－=Mn＋現(xiàn)象金屬被腐蝕較活潑金屬被腐蝕區(qū)別無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生聯(lián)系電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕往往同時(shí)發(fā)生，但電化學(xué)腐蝕更普遍，腐蝕速率更快，危害也更嚴(yán)重化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕而析氫腐蝕和吸氧腐蝕中，______腐蝕更普遍。吸氧二、金屬的防護(hù)思考討論我國因金屬腐蝕造成的損失占國民生產(chǎn)總值(GNP)的2%～

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%。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。面對(duì)金屬腐蝕危害的事實(shí)，你了解哪些金屬防護(hù)的方法？根據(jù)金屬腐蝕實(shí)質(zhì)，你能提出金屬的防護(hù)方法嗎？4.

24世界腐蝕日切斷原電池反應(yīng)給予金屬電子改變金屬材料組成在金屬表面覆蓋保護(hù)層金屬的防護(hù)方法1.改變金屬材料的組成

鈦合金髖關(guān)節(jié)二、金屬的防護(hù)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。如普通鋼中加入鎳、鉻等制成不銹鋼產(chǎn)品，鈦合金不僅具有優(yōu)異的抗腐蝕性，還具有良好的生物相容性。二、金屬的防護(hù)表面噴涂油漆/油脂，覆蓋搪瓷、塑料等電鍍：表面鍍上一層鋅、錫、鉻、鎳等化學(xué)方法：生成致密的四氧化三鐵薄膜

陽極氧化：使鋁制品形成致密的氧化膜非金屬保護(hù)層金屬保護(hù)層發(fā)藍(lán)處理鈍化處理2、在金屬表面覆蓋保護(hù)層在金屬表面覆蓋致密的保護(hù)層，將金屬制品與周圍物質(zhì)隔開。3.電化學(xué)保護(hù)法原理：原電池原理，被保護(hù)的金屬作正極，活潑性更強(qiáng)的金屬作負(fù)極。應(yīng)用：鍋爐內(nèi)壁、船舶外殼、鋼鐵閘門安裝鎂合金或鋅塊。二、金屬的防護(hù)(1)犧牲陽極法【實(shí)驗(yàn)4-4】實(shí)驗(yàn)操作現(xiàn)象有關(guān)反應(yīng)結(jié)論

一段時(shí)間后在Fe電極區(qū)滴入2滴黃色K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液電流表：指針_____陽極：___________________陽極(負(fù)極區(qū))：Zn溶解陰極(正極區(qū))：有_____產(chǎn)生，___藍(lán)色沉淀生成陰極：________________偏轉(zhuǎn)Zn－2e－===Zn2＋氣泡無2H＋＋2e－===H2↑Fe2+檢驗(yàn)：Fe2+與K3[Fe(CN)6]

(黃色)反應(yīng)生成KFe[Fe(CN)6]藍(lán)色沉淀。溶液中不含F(xiàn)e2＋，鐵作正極未被腐蝕【實(shí)驗(yàn)4-4】（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(gè)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(gè)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(gè)培養(yǎng)皿中；如圖(b)所示，將纏有銅絲的鐵釘放入另一個(gè)培養(yǎng)皿中。觀察并解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。ab實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：裹有銅絲的鐵釘，鐵釘逐漸溶解，鐵釘附近溶液有藍(lán)色沉淀生成；實(shí)驗(yàn)結(jié)論：鋅作負(fù)極：Zn-2e-=Zn2+鐵作正極：O2+2H2O+4e-=4OH-鐵作正極，不反應(yīng)，被保護(hù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：鐵作負(fù)極：Fe-2e-=Fe2+銅作正極：O2+2H2O+4e-=4OH-鐵作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，被腐蝕ab3.電化學(xué)保護(hù)法(2)外加電流法原理：電解池原理，被保護(hù)的金屬作為陰極，與電源的負(fù)極相連。應(yīng)用：鋼鐵閘門、高壓線鐵架、地下管道連接直流電源的負(fù)極。二、金屬的防護(hù)(兩極材料的活動(dòng)性差別越大，活潑金屬被腐蝕的速度越快)2.與構(gòu)成原電池兩極的材料有關(guān)(電解池的陽極>原電池的負(fù)極>化學(xué)腐蝕>原電池的正極>電解池的陰極)1.同一電解質(zhì)溶液中(強(qiáng)電解質(zhì)中>弱電解質(zhì)中>非電解質(zhì)中)3.同一種金屬在相同濃度不同介質(zhì)中三、金屬腐蝕快慢規(guī)律(無保護(hù)措施的金屬腐蝕>有一定保護(hù)措施的金屬腐蝕>犧牲陽極法引起的金屬腐蝕>外加電流法引起的金屬腐蝕)5.有無保護(hù)措施的腐蝕快慢順序4.同一種電解質(zhì)溶液來說，電