魯科版選擇性必修第一冊第1章第4節(jié)金屬的腐蝕與防護(hù)課件（35張）

第4節(jié)金屬的腐蝕與防護(hù)第1章【課程標(biāo)準(zhǔn)】1.了解金屬腐蝕的兩種類型(化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕)。2.能解釋金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因,認(rèn)識金屬腐蝕的危害。3.掌握化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的比較?！舅仞B(yǎng)目標(biāo)】1.通過實驗,科學(xué)探究金屬腐蝕的本質(zhì)及其原因,認(rèn)識金屬腐蝕的主要類型,能正確書寫析氫腐蝕和吸氧腐蝕的電極反應(yīng)式。(科學(xué)探究與創(chuàng)新意識)2.認(rèn)識金屬腐蝕產(chǎn)生的危害和影響,樹立防止金屬腐蝕的意識,熟知金屬腐蝕常用的防護(hù)方法。(科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任)課前自主學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)任務(wù)一金屬腐蝕任務(wù)驅(qū)動: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(GDP)的2%~4%左右。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,那么,什么是金屬的腐蝕呢?1.金屬腐蝕的含義和分類2.化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕金屬腐蝕化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕定義金屬與接觸到的物質(zhì)直接反應(yīng)不純的金屬在潮濕的空氣或電解質(zhì)溶液中發(fā)生原電池反應(yīng)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)生實質(zhì)與聯(lián)系(1)實質(zhì):都是金屬原子失去電子被氧化而損耗;(2)化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕往往同時發(fā)生,但電化學(xué)腐蝕更普遍。3.鋼鐵的吸氧腐蝕和析氫腐蝕類別吸氧腐蝕析氫腐蝕條件__________________________正極反應(yīng)____________________________________負(fù)極反應(yīng)_______________生成鐵銹的反應(yīng)Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓______________________________2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O水膜酸性不強水膜酸度較高O2+2H2O+4e-===4OH-4H++4e-===2H2↑2Fe-4e-===2Fe2+4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3【巧判斷】(1)金屬的腐蝕全都是氧化反應(yīng)。 (

)提示:金屬腐蝕的本質(zhì)是金屬失去電子變?yōu)榻饘匐x子,故發(fā)生的為氧化反應(yīng)。(2)金屬的腐蝕分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。 (

)提示:

由于與金屬接觸的物質(zhì)不同,發(fā)生腐蝕的情況也不同,一般分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。(3)因為CO2普遍存在,所以鋼鐵的腐蝕以析氫腐蝕為主。

(

)提示:

雖然CO2普遍存在,但一般情況下,鋼鐵表面的水膜酸性很弱,或呈中性且溶有一定量的O2,故鋼鐵腐蝕以吸氧腐蝕為主。(4)不論吸氧腐蝕還是析氫腐蝕,都是金屬被腐蝕。 (

)(5)鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時負(fù)極反應(yīng)為Fe-2e-===Fe2+,發(fā)生吸氧腐蝕時負(fù)極反應(yīng)為Fe-3e-===Fe3+。

(

)提示:

金屬發(fā)生析氫腐蝕或吸氧腐蝕時,均是金屬被腐蝕,若金屬為鋼鐵制品,則負(fù)極均為Fe-2e-===Fe2+,故(4)正確,(5)錯誤?！獭獭痢獭翆W(xué)習(xí)任務(wù)二金屬腐蝕的防護(hù)任務(wù)驅(qū)動:金屬的腐蝕是自然界中最大的浪費,腐蝕造成的危害也非常巨大。那么,我們應(yīng)采取什么措施來防止金屬的腐蝕呢?1.本質(zhì)阻止金屬發(fā)生_____反應(yīng)。2.金屬腐蝕防護(hù)的方法(1)改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu),如制成合金等。(2)加防護(hù)層,如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍等。(3)電化學(xué)防護(hù)法。氧化3.電化學(xué)防護(hù)法(1)犧牲陽極保護(hù)法。利用_______原理,將還原性較強的金屬與被保護(hù)金屬相連接,使被保護(hù)金屬成為_____。(2)陰極電保護(hù)法。利用_____原理,使被保護(hù)金屬與直流電源的負(fù)極相連使之成為_____。原電池正極電解陰極【情境·思考】如圖是一只搪瓷缸。請思考:(1)這只搪瓷缸采用了怎樣的防腐方法?(2)搪瓷層破損后是否仍能起到防止鐵生銹的作用?提示:采用的是涂保護(hù)層的方式進(jìn)行防腐的,搪瓷層破損后鐵直接暴露在空氣中,易發(fā)生金屬腐蝕,因而搪瓷層不能對破損部分進(jìn)行保護(hù)。學(xué)習(xí)任務(wù)三電化學(xué)腐蝕原理的應(yīng)用任務(wù)驅(qū)動:我們在包裝食品中會發(fā)現(xiàn)有一個小的包裝袋,里面黑色的物質(zhì)就是抗氧化劑?？寡趸瘎┑恼_使用不僅可以延長食品的貯存期、貨架期,給生產(chǎn)者、消費者帶來良好的經(jīng)濟效益,而且給消費者帶來更好的食品安全。那么,你知道抗氧化劑的原理嗎?1.鐵的腐蝕消耗空氣中的氧氣,利用這一反應(yīng)原理可以快速測定出空氣中_____的含量。2.鐵的腐蝕反應(yīng)消耗氧氣和水,以鐵粉為主要成分制成的雙吸劑放入食品包裝袋中,可以延長食品的保質(zhì)期。3.鐵的腐蝕放熱,利用這一特點可以制成一次性_______供人使用。氧氣保暖貼4.利用微電解技術(shù)處理工業(yè)廢水:負(fù)極:________________正極:_____________________(堿性或中性條件)______________(酸性條件)新生成的電極產(chǎn)物具有很高的反應(yīng)活性,能與廢水中的某些污染物發(fā)生氧化還原反應(yīng),從而達(dá)到除去污染物的目的。2Fe-4e-===2Fe2+

O2+4e-+2H2O===4OH-2H++2e-===H2↑【做一做】市場上出售的“熱敷袋”,其主要成分是鐵屑、炭粉、木屑與少量氯化鈉、水等。它在使用之前需使塑料袋與空氣隔絕。使用時開啟塑料袋上的小孔,輕輕揉搓就會發(fā)出熱量來。當(dāng)使用完后還會發(fā)現(xiàn)有鐵銹(Fe2O3的結(jié)晶水合物)生成,依上述現(xiàn)象回答:(1)“熱敷袋”放出的熱量是利用鐵發(fā)生了

反應(yīng)放出熱量。

(2)炭粉的主要作用是

。

(3)加入氯化鈉的作用是

。

(4)有關(guān)的電極反應(yīng)式:正極

,

負(fù)極

。

課堂合作探究(1)裝置a中的導(dǎo)管水柱如何變化?說明什么問題?提示:裝置a中的導(dǎo)管中水柱上升,說明裝置a中有氣體參加反應(yīng)。(2)裝置b中導(dǎo)管水柱如何變化?說明什么問題?提示:裝置b中的導(dǎo)管中水柱下降,說明裝置b中有氣體生成。(3)請根據(jù)現(xiàn)象,說明a、b兩個導(dǎo)管中分別發(fā)生什么類型的電化學(xué)腐蝕?提示:根據(jù)現(xiàn)象可知,a中發(fā)生的是吸氧腐蝕;b中發(fā)生的是析氫腐蝕。2.根據(jù)金屬腐蝕的實質(zhì)及類型,思考中科院金屬研究所提供的一系列防腐蝕方案有哪些?提示:可以涂防護(hù)層、改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、電化學(xué)防護(hù)等。3.在橋基鋼管復(fù)合框的表面鍍鋁屬于金屬的電化學(xué)保護(hù)法嗎?提示:不是。

電鍍雖然是應(yīng)用電解原理,但對金屬的防護(hù)來說,是在金屬的表面增加了保護(hù)層,屬于涂覆蓋層保護(hù)法,不屬于電化學(xué)保護(hù)法。方法犧牲陽極保護(hù)法陰極電保護(hù)法原理原電池原理電解原理