蘇教版選修四專題一《金屬的化學腐蝕與防護》教學

第三單元金屬的腐蝕與防護金屬的腐蝕我國作為世界上鋼鐵產(chǎn)量最多的國家（2005年全國生產(chǎn)鋼材37117.02萬噸），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（2005年我國國內(nèi)生產(chǎn)總值將達15萬億元）。根據(jù)各國調(diào)查結果，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)國外統(tǒng)計，金屬腐蝕的年損失遠遠超過水災、火災、風災和地震（平均值）損失的總和，在這里還不包括由于腐蝕導致的停工、減產(chǎn)和爆炸等造成的間接損失。你知道嗎國內(nèi)外都曾發(fā)生過許多災難性腐蝕事故，如飛機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；化工廠中儲酸槽穿孔泄漏，造成重大環(huán)境污染；管道和設備跑、冒、滴、漏，破壞生產(chǎn)環(huán)境，有毒氣體如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更會危及工作人員和附近居民的生命安全。腐蝕不僅造成經(jīng)濟損失，也經(jīng)常對安全構成威脅?。?！你知道嗎面對這樣驚人的數(shù)據(jù)和金屬腐蝕危害事實，大家有沒有想過，鐵怎么會被腐蝕？怎樣防腐？你思考過嗎請比較這兩組實驗現(xiàn)象的異同？聯(lián)系舊知1、金屬的腐蝕金屬或合金與周圍環(huán)境中的物質(zhì)發(fā)生化學反應而腐蝕損耗的過程。一、金屬的電化學腐蝕新知儲備鐵與酸反應，鐵被腐蝕。腐蝕速率較慢。鐵作負極（陽極）被腐蝕腐蝕速率較快。（按下圖進行實驗）請比較實驗現(xiàn)象的差異？聯(lián)系舊知化學腐蝕電化學腐蝕條件現(xiàn)象本質(zhì)聯(lián)系金屬與其他物質(zhì)直接接觸不純金屬或合金發(fā)生原電池反應無電流產(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發(fā)生，電化學腐蝕更普遍2、金屬腐蝕的類型（書P23）新知儲備鋼鐵及其制品通常為含碳的鐵合金，它們是如何發(fā)生電化學腐蝕生成紅色的鐵銹的呢？你思考過嗎向鐵粉中加入少量的炭粉，混合均勻后，撒入內(nèi)壁分別用氯化鈉和稀醋酸潤濕過的兩支試管分別標記為a、b中，按書P24圖1-27裝置好儀器。3分鐘后，打開止水夾，觀察、比較導管中水柱（小試管中加入品紅溶液）的變化?；顒犹骄浚〞鳳23）注：具支試管中留有少量的氯化鈉溶液和稀醋酸。實驗現(xiàn)象：裝置a中的導管中水柱上升，裝置b中的導管中水柱下降。裝置a中的導管中水柱上升，說明大試管內(nèi)氣體壓強減小，a裝置中有氣體參加反應。裝置b中的導管中水柱下降，說明大試管內(nèi)氣體生成。思考：向鐵粉中加入炭粉的作用是什么？在a裝置中鐵、炭、氯化鈉溶液及b裝置中鐵、炭、醋酸均構成原電池，能加快化學反應速率。交流討論實驗結論：氧氣（O2）氫氣（H2）Fe2O3·nH2O（鐵銹）通常兩種腐蝕同時存在，吸氧腐蝕更普遍。析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜呈酸性。水膜呈中性或堿性。電極反應負極Fe(-)正極C(+)總反應:Fe-2e-=Fe2+2H++2e-=H2↑Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe-4e-=2Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH-2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3聯(lián)系新知儲備3、金屬的電化學腐蝕1、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,電極反應式為：負極：,正極：若液面下降，則溶液呈性，發(fā)生腐蝕，電極反應式為：負極：正極：。（2）中性或堿性吸氧Fe–2e-＝Fe2+O2+2H2O+4e-＝4OH－酸性析氫Fe–2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑典型例題2、下圖各容器中盛有海水，鐵在其中被腐蝕時由快到慢的順序是(

)A.④>②>①>③B.②>①>③>④C.④>②>③>①D.③>②>④>①A典型例題

在同一電解質(zhì)溶液中，電解原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕＞化學腐蝕＞有防腐措施的腐蝕金屬腐蝕的快慢規(guī)律

總結規(guī)律

金屬的腐蝕如此厲害，我們應該采取哪些措施防腐呢？你思考過嗎除此以外還有哪些防護方法？新知儲備二、金屬的防護1、在金屬表面覆蓋保護層a.涂礦物質(zhì)油脂、油漆或覆蓋搪瓷塑料。b.鍍上一層耐腐蝕的金屬。c.用化學方法使其表面形成一層致密氧化膜，如烤藍.2、改變金屬內(nèi)部組成結構制成合金。如不銹鋼3、電化學保護法。1.犧牲陽極的陰極保護法原理：形成原電池反應時，讓被保護金屬做正極，不反應，起到保護作用；而活潑金屬反應受到腐蝕。犧牲陽極的陰極保護法示意圖2.外加電流的陰極保護法將被保護金屬與另一附加電極作為電解池的兩個極，使被保護的金屬作為陰極，在外加直流電的作用下使陰極得到保護。此法主要用于防止土壤、海水及水中金屬設備的腐蝕。輔助陽極（不溶性）外加電流的陰極保護法示意圖典型例題3、下列舉措不能防止或減緩鋼鐵腐蝕的是（）A.在鋼鐵制品表面鍍一層金屬鋅