第三單元金屬的腐蝕與防護(hù) (8).ppt

1、2020年8月3日星期一，選修4化學(xué)反應(yīng)原理主題一化學(xué)反應(yīng)和能量變化，第三單元金屬的腐蝕和防護(hù)，鐵銹的主要成分： Fe2O3XH2O，銅器表面生成綠色，主要成分： Cu2(OH)2CO3，【情景創(chuàng)設(shè)】: 金屬橋梁是鋼梁發(fā)生裂縫而坍塌的油管因穿孔和裂縫而油引起發(fā)火爆炸的化工廠中酸貯存槽的穿孔泄漏會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染的管道和設(shè)備跑、取出、滴下、泄漏，破壞生產(chǎn)環(huán)境，有毒氣體例如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，進(jìn)一步威脅工作人員和附近居民的生命安全. 明確金屬腐蝕的原因，需要采取相應(yīng)的措施加以防護(hù)2 .金屬腐蝕可以分為哪些種類？ 3 .金屬的電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕的本質(zhì)是什么，一、金屬腐蝕.是指金屬或合

2、金與周圍環(huán)境中的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損失的現(xiàn)象.1 .定義：2 .金屬腐蝕的本質(zhì)：金屬自身失去電子變成陽離子的過程(發(fā)生氧化反應(yīng)).M ne-=Mn (2) . 不純金屬(或合金)引起一次電池反應(yīng)，活躍的金屬失去電子而被氧化所引起的腐蝕.例如，鋼鐵在濕潤的空氣中被腐蝕.3.分類.鐵與酸反應(yīng)，鐵被腐蝕. 腐蝕速度慢。 以鐵為負(fù)極(陽極)腐蝕的腐蝕速度快。 (如下圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn))請比較以下現(xiàn)象的差異：圖1、化學(xué)腐蝕與電化腐蝕的比較、金屬與非金屬單質(zhì)直接接觸、不純金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸、產(chǎn)生無電流、產(chǎn)生微弱電流、金屬被氧化、比較活躍的金屬被氧化、兩者同時(shí)產(chǎn)生， 電氣化腐蝕更普遍，1、鐵粉加入碳粉有

3、什么作用哪種裝置都可以制造一次電池？ 進(jìn)行P23活動(dòng)和探索，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，回答相關(guān)問題：2，兩裝置中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如何不同？發(fā)生的現(xiàn)象說明什么問題？ 繼續(xù)研究，實(shí)驗(yàn)：2FeO2H2O=2Fe(oh)2， 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、有氣體干擾反應(yīng)(o2)、氣體生成(H2)的Fe - 2e-=Fe2、Fe 2H=Fe2 H2、Fe 22oh-=Fe (oh ) 24fe (oh )2o 22h2o=4Fe (oh ) 32fe 負(fù)極： Fe 2e=Fe2、總反應(yīng)： Fe 2H =Fe2 H2、正極：2H 2e=H2、二、鋼鐵的腐蝕、二、儲(chǔ)氧腐蝕(中性水溶液)總反應(yīng)：

4、2Fe 2H2O O2=2 Fe(OH)2、后續(xù)反應(yīng)：4Fe (oh )2h2o o o2=4Fe (oh ) 2 注意：在鋼鐵的腐蝕過程中，練習(xí)：如圖所示，在水槽中的試管內(nèi)裝入1枚鐵釘，放置幾天進(jìn)行觀察： (1)液面上升時(shí)，溶液呈現(xiàn)_ _ _性，(2)液面下降時(shí)，溶液呈現(xiàn)_ _ _性，發(fā)生電極反應(yīng)式中性或堿、吸氧、2Fe 4e-2Fe2、O2 2H2O 4e-4OH、酸、氫分解、fe2efe2、2h2e-h2、【交流和討論】:鐵銹需要空氣和水的干預(yù)。 海輪之所以容易被腐蝕，是因?yàn)楹Ｋ泻泻芏嗦然c等鹽類，導(dǎo)電力比內(nèi)河的水強(qiáng)，在電解質(zhì)溶液中容易進(jìn)行電化學(xué)腐蝕，鐵和銅以及空氣中的水蒸氣構(gòu)成一次

5、電池，鐵成為電池的負(fù)極， 容易腐蝕，容易生銹.4.化工廠排出的廢氣為酸性氣體時(shí)，工廠附近的鐵制品容易生銹.由于鐵制品在酸性條件下比在中性條件下容易腐蝕. (二)對于同種金屬來說：與引起腐蝕的原因有關(guān)：一般來說，根據(jù)電解原理進(jìn)行腐蝕，根據(jù)一次電池原理進(jìn)行腐蝕. 簡單、快、快、銅板鐵鉚釘為什么特別容易生銹，1銅器鐵鉚釘為什么特別容易生銹？ 練習(xí)：練習(xí)，2銀牌長時(shí)間變黑變成黑銹，可以用研磨的方法恢復(fù)光澤。 研磨的簡單方法是，將變質(zhì)的獎(jiǎng)牌放入裝有食鹽的鋁鍋中，放置一段時(shí)間，黑銹就會(huì)被除去，銀也不會(huì)丟失。 (1)黑銹的原因： (2)除銹原理：4Ag 2H2S O2=2Ag2S 2H2O，4，金屬的電化學(xué)

6、防護(hù)，犧牲陽極(負(fù)極)的陰極(正極)保護(hù)法，施加電流的陰極保護(hù)法，改變金屬的鋼中加入鎳、鉻等耐腐蝕金屬形成不銹鋼，空氣和水在金屬制品表面復(fù)蓋保護(hù)層，或鍍耐腐蝕金屬，防止生活中常見鐵銹的方法： 1、在鐵表面涂防腐蝕涂料(橋梁、汽車、船舶等) 2、噴油和油脂以保護(hù)機(jī)械的金屬旋轉(zhuǎn)部分3、在金屬表面涂塑料(如聚乙烯、聚氯乙烯等) 4 .在鐵的表面鋪上搪瓷，如臉盤等金屬器皿。5 .鐵的表面有其他金屬(如鍍錫、鍍鋅)，1 .影響金屬腐蝕的兩個(gè)要素，金屬的性質(zhì)介質(zhì)，金屬是否活躍，是否純粹，金屬和什么物質(zhì)共存，2 .金屬腐蝕的本質(zhì)：金屬原子失去電子變成陽離子的過程.(1) .在金屬表面復(fù)蓋保護(hù)層. 涂料或搪瓷

7、塑料，b .抗蝕劑鍍敷金屬鍍敷，熱鍍敷，噴鍍法，c .在其表面形成化學(xué)致密氧化膜，例如燒藍(lán)，(2)，b .施加電流的陰極保護(hù)法， 防腐措施從好到壞依次為：外接電源的陰極保護(hù)法犧牲陽極的陰極保護(hù)法有一般的防腐條件保護(hù)無防腐條件，有犧牲陽極的陰極保護(hù)法的形象，一次電池反應(yīng)時(shí)，以被保護(hù)金屬為正極，不反應(yīng)，起保護(hù)作用的活躍的金屬反應(yīng)腐蝕的原理：施加電流的陰極保護(hù)法的模式圖， 原理：將保護(hù)金屬和另一個(gè)附加電極作為電解單元的兩個(gè)電極，將保護(hù)金屬作為陰極，通過施加直流來保護(hù)陰極，a .甲和乙用導(dǎo)線連接插入稀鹽酸溶液中，乙溶解，甲釋放出H2氣體，b .在氧化還原反應(yīng)中，甲比乙丟失的電子多甲比乙氧化性強(qiáng)(c )

8、，例1 :以下制氫氣體的反應(yīng)速度最快的是粗鋅和1mol/L硫酸，b .a .純鋅和1mol/L硫酸； 純鋅和18 mol/L硫酸； 在c .粗鋅和硫酸1mol/L的反應(yīng)中加入數(shù)滴CuSO4溶液。 分析d .(d )、例3、右圖，根據(jù)需要分析反應(yīng)方程式： (1)、鐵棒上的電極反應(yīng)式： (2)、碳棒上的電極反應(yīng)式： (3)、在溶液中反應(yīng)的化學(xué)方程式：Cd(OH)2 2Ni(OH)2、放電、充電、A. Cd、(d )、B. NiO(OH )、D. Ni(OH)2 例4、鹽酸與鋅板反應(yīng)時(shí)，如果加入可溶性醋酸銅(CH3COO)2Cu，則會(huì)產(chǎn)生影響生成速度的兩個(gè)因素，其中之一是：其二是：有m、n兩種金屬，

9、分別與鹽酸反應(yīng)，H2速度接近，試著設(shè)定比較m、n兩種金屬的活性的實(shí)驗(yàn)h與CH3COO結(jié)合生成CH3COOH，使h濃度減少，反應(yīng)速度減慢。Zn置換Cu，形成一次電池，反應(yīng)速度加快，例6，例5，及時(shí)反饋，1以下各情況，其中按照Fe片腐蝕從早到晚的順序，(5)，(2)，(1)， 保利集團(tuán)在香港的拍賣中花費(fèi)了3000萬港元以上購買了燒毀圓明園時(shí)丟失的國寶：銅鑄牛首、猴首和虎首、普通銅器時(shí)間稍長一點(diǎn)的容易出現(xiàn)綠色，其主要成分是Cu2(OH)2CO3這3件1760年銅鑄國寶240年可能性最高的是a .它們表面耐腐蝕的金b .環(huán)境污染越來越嚴(yán)重，它們表面的銅綠被酸雨溶解，c .沖洗銅的金屬活性比氫小，因此不

10、能被氧化的d .它們是一定比例的含金、銀、錫、鋅的合金，它們改變了金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)越王勾踐劍幾千年沒有生銹，1965年冬天，在湖北省荊州市附近的望山楚墓群，出土了一把鋒利的寶劍。 專家通過解讀劍體的8個(gè)鳥篆碑文，證明了這把劍是傳說中的越王勾踐劍。 令人驚訝的是，這把青銅寶劍渡過了2000多年歷史悠久的河流，劍體卻一點(diǎn)也沒有生銹。 千年不銹鋼的原因是什么？ 金屬腐蝕都有害嗎？ 閱讀教科書開闊視野，4 .金屬腐蝕的應(yīng)用，2 )腐蝕防腐，1 )印刷電路板，放學(xué)后的探索活動(dòng)，溶液如何影響凹陷的食品罐，去蔬菜罐和水果罐。 前者包含鹽溶液，后者包含糖溶液。 (a )在這些溶液中凹陷的食品罐是否生銹的實(shí)驗(yàn)

11、中，如果發(fā)生修訂試驗(yàn)的腐蝕，就比較食品罐在兩種溶液中的腐蝕速度。 (b )記錄你的結(jié)果，向同學(xué)介紹你的實(shí)驗(yàn)。 (c )實(shí)驗(yàn)結(jié)果認(rèn)識到，食用凹陷罐頭的食品安全嗎？通過本節(jié)課的教學(xué)，金屬腐蝕危害極大，可以用化學(xué)反應(yīng)原理有效地防護(hù)金屬。 然而，在復(fù)雜多樣的自然環(huán)境中并不那么簡單，“金屬腐蝕與防護(hù)”始終是世界上非常棘手的科技難題。 防止金屬腐蝕，任重道遠(yuǎn)！ 結(jié)束語，謝謝，第二節(jié)金屬的腐蝕與防護(hù)，金屬的腐蝕現(xiàn)象很普遍：1，鋼鐵銹：鐵銹的主要成分： Fe2O3XH2O 2，銅器表面生成綠：銅綠的主要成分： Cu2(OH)2CO3，金屬腐蝕的不利之一，金屬腐蝕的類型，化學(xué)腐蝕，電化學(xué)腐蝕，一與金屬接觸的物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕、原理：氧化還原反應(yīng)，例如鐵與氯氣直接反應(yīng)，鋼管被原油中的含硫化合物腐蝕，二、電化學(xué)腐蝕比較活躍的金屬失去電子而被氧化的反應(yīng)，原理：一次電池反應(yīng)，本質(zhì)：氧化還原反應(yīng)，例如鋼鐵潮濕復(fù)習(xí)：一次電池反應(yīng)原理，條件： 1，電解質(zhì)溶液2，活性不同的兩種金屬或其中一種為非金屬3的鋼鐵在潮濕空氣中易腐蝕。 原因：在空氣中溶解CO2，水分酸性變強(qiáng)(形成電解質(zhì)溶液)