金屬的電化學(xué)腐蝕與防護課件高二上學(xué)期化學(xué)人教版選擇性必修1

觀察生活鋼鐵生銹課題導(dǎo)入銅器生銹觀察生活金屬腐蝕我國是世界上鋼鐵產(chǎn)量最多的國家，每年被腐蝕的鐵占到我國鋼鐵年產(chǎn)量的十分之一，因為金屬腐蝕而造成的損失占到國內(nèi)生產(chǎn)總值的2%~4%；約合人民幣3000億元。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)濟損失大致為該國國民生產(chǎn)總值的4%左右。另據(jù)統(tǒng)計，金屬腐蝕的年損失遠遠超過水災(zāi)、火災(zāi)、風災(zāi)和地震(平均值)損失的總和，在這里還不包括由于腐蝕導(dǎo)致的停工、減產(chǎn)和爆炸等造成的間接損失。觀察數(shù)據(jù)

第四章

化學(xué)反應(yīng)與電能

§4.3金屬的電化學(xué)腐蝕與防護目標引領(lǐng)1.掌握并區(qū)分析氫腐蝕和吸氧腐蝕2.掌握并區(qū)分犧牲陽極的陰極保護法和外加電流的陰極保護法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)而引起損耗的現(xiàn)象。金屬陽離子失e-(氧化反應(yīng))3.金屬腐蝕的類型化學(xué)腐蝕金屬原子2.金屬腐蝕的本質(zhì)：1.概念:M–ne-→Mn+一、金屬腐蝕電化學(xué)腐蝕—直接反應(yīng)—原電池反應(yīng)獨立自學(xué)(1)化學(xué)腐蝕金屬跟接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕叫做化學(xué)腐蝕。(2)電化學(xué)腐蝕不純的金屬跟電解質(zhì)溶液接觸時，會發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失電子而被氧化的腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕。金屬腐蝕的類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件現(xiàn)象本質(zhì)影響因素聯(lián)系金屬跟干燥氣體或非電解質(zhì)液體直接接觸不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生金屬被氧化較活潑金屬被氧化與接觸物質(zhì)的氧化性及溫度有關(guān)與電解質(zhì)溶液的酸堿性及金屬活性有關(guān)兩者往往同時發(fā)生，電化學(xué)腐蝕更普遍化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的對比燃氣灶的中心部位易生銹食品罐頭放在南極80多年卻很少生銹化學(xué)腐蝕觀察生活海邊的鐵制品比較容易生銹鋼鐵潮濕空氣水膜CO2、SO2、H2S電解質(zhì)溶液鐵C

原電池觀察生活裝置中導(dǎo)管內(nèi)水柱為什么會上升？引導(dǎo)探究負極：Fe-2e-=Fe2+正極：O2+2H2O+4e-=4OH-電池反應(yīng)：2Fe+

O2+2H2O

=2Fe(OH)2總結(jié)：金屬表面吸附的水膜呈中性或酸性很弱條件下，溶有一定量氧氣發(fā)生的電化腐蝕叫吸氧腐蝕。裝置中進一步反應(yīng)：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O正極：2H++2e-=H2↑負極：Fe-2e-=Fe2+電池反應(yīng)：Fe+2H+=Fe2++H2↑總結(jié)：金屬表面水膜溶解大氣中的酸性氣體，使水膜中含有一定量的H+，使溶液呈一定酸性發(fā)生的電化腐蝕叫析氫腐蝕問題思考：如果將鐵釘浸沒在一定酸性的電解質(zhì)溶液中電極反應(yīng)有變化嗎？

析氫腐蝕和吸氧腐蝕都屬于電化學(xué)腐蝕鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較Fe2O3·nH2O（鐵銹）通常兩種腐蝕同時存在，但以后者更普遍。析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜呈酸性。水膜呈中性或酸性很弱或堿性。電極反應(yīng)負極Fe(-)Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+正極C(+)2H++2e-=H2↑O2+2H2O+4e-=4OH-總反應(yīng):Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3聯(lián)系1、用壓強傳感器探究生鐵在pH=2和pH=4醋酸溶液中發(fā)生腐蝕的裝置及得到的圖象如下，以下結(jié)論錯誤的是()

A.溶液pH≤2時，生鐵發(fā)生析氫腐蝕B.在酸性溶液中生鐵可能發(fā)生吸氧腐蝕C.析氫腐蝕和吸氧腐蝕的速率一樣快D.兩溶液中負極反應(yīng)均為：Fe-2e-=Fe2+C當堂診學(xué)2、如圖兩套實驗裝置，都涉及金屬的腐蝕反應(yīng)，假設(shè)其中的金屬塊和金屬絲都是足量的．請同學(xué)們仔細觀察，判斷下列說發(fā)正確的是（）

A．裝置Ⅰ在反應(yīng)過程中自始至終只生成紅棕色氣體B．裝置Ⅱ開始階段鐵絲只發(fā)生析氫腐蝕C．裝置Ⅱ在反應(yīng)過程中能產(chǎn)生氫氣D．裝置Ⅰ在反應(yīng)結(jié)束時溶液中的金屬陽離子只有Cu2+C當堂診學(xué)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二、金屬防護引導(dǎo)探究烤藍涂機油烤漆涂凡士林鍍鋅鍍鉻自行車的金屬部件采用了什么樣的防護措施?〖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

即可選用適當?shù)牟牧鲜菇饘倥c空氣或其他腐蝕性試劑隔離開，以阻止金屬的腐蝕。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。1、給金屬穿上“保護膜”-在金屬表面覆蓋保護層思路二：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)。2、改變金屬材料的組成思路三：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。3、電化學(xué)防護法——重點找另一種活潑性較強金屬作

級1.犧牲陽極的陰極保護法原理：應(yīng)用

原理，讓被保護金屬作

極，原電池正負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，鋅塊必須定期更換鋅塊原理：應(yīng)用

原理，將被保護的鋼鐵設(shè)備做

極，用惰性電極做輔助

極，在外加直流電作用下，電子被迫流向被保護的鋼鐵設(shè)備，使鋼鐵表面的腐蝕電流降至零或接近等于零。2.外加電流的陰極保護法陰陽電解池1.在如圖各燒杯中盛有海水，鐵在其中腐蝕速率由快到慢的順序是()A.①＞②＞③＞④＞⑤B.⑤＞④＞③＞②＞①C.④＞②＞①＞③＞⑤D.②＞③＞⑤＞①＞④C當堂診學(xué)判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律1、電解原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕＞化學(xué)腐蝕＞防腐措施的腐蝕2、對同一種金屬來說，腐蝕的快慢：3、活潑性不同的兩金屬，活潑性差別越大，腐蝕越快。4、對同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕越快。強電解質(zhì)溶液＞弱電解質(zhì)溶液＞非電解質(zhì)溶液總結(jié)感悟某研究性學(xué)習(xí)小組探究金屬銹蝕的條件，進行如下對照實驗：

【實驗現(xiàn)象】數(shù)天后鐵釘銹蝕情況：A無銹蝕，B無銹蝕，C有銹蝕；

【實驗結(jié)論】金屬銹蝕的條件是___________________________

【結(jié)論分析】鐵釘生銹主要屬于________腐蝕（填“化學(xué)”或“電化學(xué)”）；其負極反應(yīng)為_____