第3單元-金屬的腐蝕與防護(hù)-課件4-蘇教版

第3單元-金屬的腐蝕與防護(hù)-課件4---蘇教版第一頁，共46頁。第一頁第二頁，共46頁。鐵銹的主要成分：Fe2O3·XH2O第二頁第三頁，共46頁。銅器表面生成銅綠,主要成分：Cu2(OH)2CO3第三頁第四頁，共46頁?！厩榫皠?chuàng)設(shè)】：

金屬腐蝕現(xiàn)象在日常生活生產(chǎn)中非常普遍，請(qǐng)舉例說明金屬腐蝕會(huì)帶來哪些不良的后果.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(jì)損失大致為該國國民生產(chǎn)總值(GDP)的2%--4%左右.另據(jù)國外統(tǒng)計(jì)，金屬腐蝕的年損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過水災(zāi)、火災(zāi)、風(fēng)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.金屬腐蝕的主要害處，不僅在于金屬本身的損失，更嚴(yán)重的是金屬制品結(jié)構(gòu)損壞所造成的損失比金屬本身要大到無法估量.1.經(jīng)濟(jì)損失.第四頁第五頁，共46頁。國內(nèi)外都曾發(fā)生過許多災(zāi)難性腐蝕事故，如飛機(jī)因某一零部件破裂而墜毀；橋梁因鋼梁產(chǎn)生裂縫而塌陷；油管因穿孔或裂縫而漏油，引起著火爆炸；化工廠中儲(chǔ)酸槽穿孔泄漏，造成重大環(huán)境污染；管道和設(shè)備跑、冒、滴、漏，破壞生產(chǎn)環(huán)境，有毒氣體如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更會(huì)危及工作人員和附近居民的生命安全.2.安全威脅.因此我們有必要弄清楚引起金屬腐蝕的原因，并采取相應(yīng)的措施加以防護(hù)，這就是我們這一單元學(xué)習(xí)的主題.第五頁第六頁，共46頁。一、金屬的電化學(xué)腐蝕自主探究：[閱讀教材P22，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？第六頁第七頁，共46頁。一、金屬腐蝕的概念.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)而腐蝕損耗的過程.1.定義：2.金屬腐蝕后的特征.在外形、色澤以及機(jī)械性能等方面都發(fā)生一定的變化.3.金屬腐蝕的本質(zhì)：金屬本身失去電子變成陽離子的過程(發(fā)生氧化反應(yīng)).金屬陽離子失e-氧化反應(yīng)金屬原子M–ne-→Mn+第七頁第八頁，共46頁。二、金屬腐蝕的分類和原理探究.(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.如鐵與氯氣直接反應(yīng)，鋼管被原油中的含硫化合物腐蝕.特點(diǎn)：反應(yīng)簡(jiǎn)單、金屬與氧化劑之間的氧化還原反應(yīng)。(2).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).如鋼鐵在潮濕的空氣中被腐蝕.為什么鋼鐵在干燥的空氣中不易生銹，而在潮濕的空氣中卻易生銹呢？1.分類.【科學(xué)探究】：第八頁第九頁，共46頁。鐵與酸反應(yīng)，鐵被腐蝕。腐蝕速率較慢。鐵作負(fù)極（陽極）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)系舊知第九頁第十頁，共46頁。歸納小結(jié)1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)腐蝕過程無電流產(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，危害更大第十頁第十一頁，共46頁。1、鐵粉中加入炭粉有何作用？兩裝置中均能形成原電池嗎？

進(jìn)行P22[活動(dòng)與探究]，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，回答有關(guān)問題：2、兩裝置中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有何不同？產(chǎn)生的現(xiàn)象說明什么問題？繼續(xù)探究實(shí)驗(yàn)：第十一頁第十二頁，共46頁。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)腐蝕左側(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)2學(xué)生閱讀課本P23后第十二頁第十三頁，共46頁。鋼鐵表面形成的微小原電池示意圖第十三頁第十四頁，共46頁。1、析氫腐蝕（酸性水溶液）負(fù)極：Fe－2e－=Fe2+總反應(yīng)：Fe+2H+=Fe2++H2↑正極：2H++2e－=H2↑(一)、鋼鐵的腐蝕第十四頁第十五頁，共46頁。2、吸氧腐蝕（中性水溶液）負(fù)極：2Fe-4e=2Fe2+正極：O2+2H2O+4e=4OH－總反應(yīng)：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2后續(xù)反應(yīng)：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3Fe2O3第十五頁第十六頁，共46頁。練習(xí)：如圖,水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：（1）若液面上升，則溶液呈________性，發(fā)生_______腐蝕，電極反應(yīng)式為：負(fù)極：_____________________,正極：______________________；（2）若液面下降，則溶液呈______性，發(fā)生_________腐蝕，電極反應(yīng)式為：負(fù)極：______________________正極：______________________。中性或堿吸氧2Fe–4e-＝2Fe2+O2+2H2O+4e-＝4OH－酸析氫Fe–2e－＝Fe2+2H++2e-＝H2↑第十六頁第十七頁，共46頁?；瘜W(xué)腐蝕與電化腐蝕的比較化學(xué)腐蝕電化腐蝕條件現(xiàn)象本質(zhì)聯(lián)系金屬跟非金屬單質(zhì)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兩者往往同時(shí)發(fā)生，電化腐蝕更普遍第十七頁第十八頁，共46頁?！窘涣髋c討論】：鐵生銹除了必須有空氣及水的參與外，還受其他一些因素的影響.請(qǐng)解釋下列有關(guān)鐵生銹現(xiàn)象的原因.1.相對(duì)于在內(nèi)河行駛的輪船來說，海輪更容易被腐蝕.海輪更容易被腐蝕，是因?yàn)楹Ｋ泻休^多的氯化鈉等鹽類，導(dǎo)電能力比內(nèi)河的水更強(qiáng)，而在電解質(zhì)溶液中，電化學(xué)腐蝕更易進(jìn)行.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).由于南極的溫度常年在0℃以下，說明在較高溫度下，腐蝕更易進(jìn)行.第十八頁第十九頁，共46頁。3.用于連接銅板的鐵螺絲容易生銹.由于鐵與銅及空氣中的水蒸氣構(gòu)成了原電池，鐵作電池的負(fù)極，因此更容易腐蝕而生銹.4.當(dāng)化工廠派出的廢氣為酸性氣體時(shí),工廠附近的鐵制品容易生銹.

因?yàn)殍F制品在酸性條件下比在中性條件下更易被腐蝕.第十九頁第二十頁，共46頁。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)：一般說來，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)：一般說來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>>>>>快快第二十頁第二十一頁，共46頁。銅板上的鐵鉚釘為什么特別容易生銹？1銅器上的鐵鉚釘為什么特別容易生銹？練習(xí)：第二十一頁第二十二頁，共46頁。練習(xí)2銀質(zhì)獎(jiǎng)?wù)螺^長時(shí)間后變黑，形成黑銹，可以采用拋光的方法恢復(fù)光澤，拋光的簡(jiǎn)單方法是：將變質(zhì)的獎(jiǎng)?wù)路湃胧⒂惺雏}的鋁鍋中，放置一段時(shí)間后，黑銹就被除去,而銀不會(huì)損失。（1）形成黑銹的原因：

（2）除銹的原理：4Ag+2H2S+O2=2Ag2S+2H2O負(fù)極：2Al-6e-=2Al3+正極：3Ag2S+6e-=6Ag+3S2-2Al3++3S2-+6H2O=3H2S+2Al(OH)32Al

+3Ag2S+6H2O=3H2S+2Al(OH)3+6Ag第二十二頁第二十三頁，共46頁。防止作為原電池負(fù)極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)層或鍍耐腐蝕金屬第二十三頁第二十四頁，共46頁。金屬的電化學(xué)防護(hù)閱讀思考1、鐵被腐蝕與什么物質(zhì)有關(guān)？本質(zhì)是什么？2、怎樣才能防止鐵生銹？最簡(jiǎn)單的方法是什么？3、根據(jù)你的生活經(jīng)驗(yàn)，你知道生活中有哪些措施采用了覆蓋保護(hù)層的方法防止鐵生銹的？4、除了覆蓋保護(hù)層外，還有哪些保護(hù)金屬的方法，分別利用的什么原理？是空氣中O2與H2O共同作用的結(jié)果本質(zhì)都是鐵失電子被腐蝕。防止鐵失電子，最簡(jiǎn)單就是隔絕空氣和水，覆蓋保護(hù)層。第二十四頁第二十五頁，共46頁。生活中常見的通過覆蓋保護(hù)層防止鐵生銹的方法：1、在鐵的表面噴涂上防腐油漆（如橋梁、汽車、船舶）2、油和油脂可以用來保護(hù)機(jī)器中由金屬制成的轉(zhuǎn)動(dòng)部分，如齒輪。3、用塑料（如聚乙烯、聚氯乙烯等）噴涂或包裹在金屬表面。4、在鐵的表面覆蓋一層搪瓷，如臉盤等金屬器皿。5、在鐵的表面覆蓋一層其他金屬（如鍍錫、鍍鋅）第二十五頁第二十六頁，共46頁。1.影響金屬腐蝕的兩個(gè)因素.金屬本性介質(zhì)—金屬是否活潑，純凈—金屬與哪些物質(zhì)共存2.金屬腐蝕的本質(zhì)：金屬原子失去電子成為陽離子的過程.防止金屬失電子，最簡(jiǎn)單的辦法就是隔絕空氣和水，覆蓋保護(hù)層.小結(jié)：第二十六頁第二十七頁，共46頁。3.金屬的常見防護(hù)方法.(1).在金屬表面覆蓋保護(hù)層.a.涂礦物質(zhì)油脂、油漆或覆蓋搪瓷塑料.b.鍍抗蝕金屬－電鍍、熱鍍、噴鍍法.c.用化學(xué)方法使其表面形成一層致密氧化膜，如烤藍(lán).(2).改變金屬內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)而增強(qiáng)抗腐蝕能力，如制成不銹鋼.(3).電化學(xué)保護(hù)法.a.犧牲陽極的陰極保護(hù)法.b.外加電流的陰極保護(hù)法..防腐措施由好到壞的順序如下：外接電源的陰極保護(hù)法＞犧牲陽極的陰極保護(hù)法＞有一般防腐條件保護(hù)＞無防腐條件第二十七頁第二十八頁，共46頁。犧牲陽極的陰極保護(hù)法示意圖形成原電池反應(yīng)時(shí)，讓被保護(hù)金屬做正極，不反應(yīng)，起到保護(hù)作用；而活潑金屬反應(yīng)受到腐蝕.原理：第二十八頁第二十九頁，共46頁。輔助陽極（不溶性）外加電流的陰極保護(hù)法示意圖原理：將被保護(hù)金屬與另一附加電極作為電解池的兩個(gè)極，使被保護(hù)的金屬作為陰極，在外加直流電的作用下使陰極得到保護(hù).此法主要用于防止土壤、海水及水中金屬設(shè)備的腐蝕.第二十九頁第三十頁，共46頁。使用馬口鐵:在鐵皮鍍上千分之一厘米的錫,可隔絕空氣與水第三十頁第三十一頁，共46頁。使用不銹鋼第三十一頁第三十二頁，共46頁。例2：下列敘述中，可以說明金屬甲比乙活潑性強(qiáng)的是C.將甲乙作電極組成原電池時(shí)甲是負(fù)極；A.甲和乙用導(dǎo)線連接插入稀鹽酸溶液中，乙溶解，甲上有H2氣放出；B.在氧化–還原反應(yīng)中，甲比乙失去的電子多；D.同價(jià)態(tài)的陽離子，甲比乙的氧化性強(qiáng)；（C）例1：下列制氫氣的反應(yīng)速率最快的是粗鋅和1mol/L硫酸；B.A.純鋅和1mol/L硫酸；純鋅和18mol/L硫酸；C.粗鋅和1mol/L硫酸的反應(yīng)中加入幾滴CuSO4溶液。D.（D）第三十二頁第三十三頁，共46頁。例3、分析右圖，按要求寫出有關(guān)反應(yīng)方程式：（1）、鐵棒上的電極反應(yīng)式為：（2）、碳棒上的電極反應(yīng)式為：（3）、溶液中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：鎳—鎘可充電電池可發(fā)生如下反應(yīng)：Cd+2NiO(OH)+2H2O由此可知，該電池的負(fù)極材料是Cd(OH)2+2Ni(OH)2放電充電A.Cd,（D）B.NiO(OH),D.Ni(OH)2C.Cd(OH)22Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3O2+2H2O+4e-＝4OH-2Fe–4e-＝2Fe2+例4、第三十三頁第三十四頁，共46頁。鹽酸與鋅片反應(yīng)時(shí)，若加入可溶性醋酸銅〔(CH3COO)2Cu〕，將產(chǎn)生兩種影響生成速率的因素，其一是：，其二是：；有M、N兩種金屬，分別與鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生H2速率相近，試設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)比較M、N兩種金屬的活潑性。H+與CH3COO－結(jié)合生成CH3COOH，使H+濃度減小，從而減慢了反應(yīng)速率。Zn置換出Cu形成了原電池，從而加快了反應(yīng)速率例6、例5、第三十四頁第三十五頁，共46頁。及時(shí)反饋1下列各情況，在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是(5)(2)(1)(3)(4)第三十五頁第三十六頁，共46頁。2、下列裝置中四塊相同的Zn片，放置一段時(shí)間后腐蝕速率由慢到快的順序是(4)(2)(1)(3)第三十六頁第三十七頁，共46頁。3.2000年5月，保利集團(tuán)在香港拍賣會(huì)上花費(fèi)3000多萬港幣購回在火燒圓明園時(shí)流失的國寶：銅鑄的牛首、猴首和虎首，普通銅器時(shí)間稍久容易出現(xiàn)銅綠，其主要成分是[Cu2(OH)2CO3]這三件1760年銅鑄的國寶在240年后看上去仍然熠熠生輝不生銹，下列對(duì)起原因的分析，最可能的是：A.它們的表面都電鍍上了一層耐腐蝕的黃金B(yǎng).環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，它們表面的銅綠被酸雨溶解洗去C.銅的金屬活動(dòng)性比氫小，