1.3金屬的腐蝕與防護(hù)（同步課件）-第二輯：蘇教版2019選擇性必修1高二化學(xué)課件+練習(xí) 特供省重點(diǎn) 2021-2022學(xué)年高中化學(xué)蘇教版（2019）選擇性必修一課件+練習(xí)

第三節(jié)金屬的腐蝕與防護(hù)

第一章

化學(xué)反應(yīng)與能量變化授課人：學(xué)習(xí)目標(biāo)1．通過(guò)實(shí)驗(yàn)科學(xué)探究金屬腐蝕的本質(zhì)及其原因，認(rèn)識(shí)金屬腐蝕的主要類型，能正確書(shū)寫(xiě)析氫腐蝕和吸氧腐蝕的電極反應(yīng)式。2．通過(guò)認(rèn)識(shí)金屬腐蝕產(chǎn)生的危害和影響，樹(shù)立防止金屬腐蝕的意識(shí)，熟知金屬腐蝕常用的防護(hù)方法。課程導(dǎo)入01概念02實(shí)質(zhì)03影響金屬腐蝕是指金屬或合金與周?chē)h(huán)境中的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的現(xiàn)象。金屬原子失電子被氧化，表示為：M-ne-=Mn+金屬被腐蝕后，在外形、色澤以及機(jī)械性能等方面都將發(fā)生變化，會(huì)使機(jī)器設(shè)備、儀器、儀表的精密度和靈敏度降低，影響使用以致報(bào)廢。一、金屬的電化學(xué)腐蝕一、金屬的電化學(xué)腐蝕請(qǐng)比較下列現(xiàn)象的異同

鐵均被腐蝕。第一個(gè)裝置中，鐵和酸直接反應(yīng)放氫氣。第二個(gè)裝置中，F(xiàn)e-C形成原電池，F(xiàn)e做負(fù)極被腐蝕。相同點(diǎn)：不同點(diǎn)：電化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕一、金屬的電化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件現(xiàn)象本質(zhì)反應(yīng)類型腐蝕速度互相關(guān)系不純金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸無(wú)電流有微弱電流產(chǎn)生金屬與非電解質(zhì)（O2、Cl2等）直接接觸金屬被氧化較活潑金屬被氧化兩者同時(shí)發(fā)生，但電化學(xué)腐蝕更普遍，危害更大化學(xué)腐蝕<電化學(xué)腐蝕氧化還原反應(yīng)原電池反應(yīng)類別項(xiàng)目析氫腐蝕吸氧腐蝕圖形描述

條件水膜酸性較強(qiáng)水膜酸性很弱或呈中性一、金屬的電化學(xué)腐蝕類別項(xiàng)目析氫腐蝕吸氧腐蝕圖形描述

負(fù)極正極總反應(yīng)Fe－2e－===Fe2＋2H＋＋2e－===H2↑O2＋4e－＋2H2O===4OH－Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2一、金屬的電化學(xué)腐蝕類別項(xiàng)目析氫腐蝕吸氧腐蝕圖形描述

后續(xù)反應(yīng)最終生成鐵銹(主要成分為Fe2O3·xH2O)，反應(yīng)如下：__________________

_，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O聯(lián)系4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3通常兩種腐蝕同時(shí)存在，但后者更普遍一、金屬的電化學(xué)腐蝕思考金屬Al在空氣中放置為什么不會(huì)銹蝕？金屬Cu在潮濕空氣中銹蝕生成銅綠[Cu2(OH)2CO3]，其反應(yīng)原理是什么？一、金屬的電化學(xué)腐蝕金屬鋁在空氣中放置，與空氣中氧氣反應(yīng)，在表面形成一層致密的氧化膜，從而保護(hù)了內(nèi)部金屬不被腐蝕；銅在潮濕空氣中銹蝕的原理為2Cu＋H2O＋O2＋CO2===Cu2(OH)2CO3。思考在鐵的表面鍍上一層其他金屬是常見(jiàn)的防止鐵生銹的方法，常見(jiàn)的有鍍錫(馬口鐵)和鍍鋅(白鐵皮)，為什么鍍層破損后，鍍鋅鋼板(白鐵皮)比鍍錫鋼板(馬口鐵)耐腐蝕？一、金屬的電化學(xué)腐蝕鍍層破損后，白鐵皮形成原電池，因鋅比鐵活潑，易失去電子，從而保護(hù)了鐵；而馬口鐵破損后，因?yàn)樾纬稍姵貢r(shí)，鐵比錫活潑，鐵被腐蝕。所以在鍍層破損后，馬口鐵比白鐵皮更易被腐蝕。注意：0102金屬活動(dòng)性順序表中氫前面的金屬，在酸性較強(qiáng)的電解質(zhì)溶液中發(fā)生析氫腐蝕，在中性或酸性較弱的電解質(zhì)溶液中發(fā)生吸氧腐蝕；金屬活動(dòng)性順序在氫后面的金屬只可能發(fā)生吸氧腐蝕。鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕或吸氧腐蝕時(shí)，負(fù)極都是鐵，失電子生成Fe2＋，而非Fe3＋。一、金屬的電化學(xué)腐蝕金屬防護(hù)就是防止金屬的腐蝕，要解決的主要問(wèn)題是使金屬不被氧化，應(yīng)從金屬腐蝕的化學(xué)反應(yīng)原理、腐蝕的類型等方面來(lái)確定金屬防護(hù)的具體方法。金屬的防護(hù)原理金屬的防護(hù)主要從金屬、與金屬接觸的物質(zhì)及兩者反應(yīng)的條件等方面來(lái)考慮。二、金屬的電化學(xué)防護(hù)二、金屬的電化學(xué)防護(hù)例1下列關(guān)于金屬腐蝕和保護(hù)的說(shuō)法正確的是(

)A．犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法利用的是電解池原理B．金屬的化學(xué)腐蝕的實(shí)質(zhì)是M－ne－===Mn＋，即氧化劑失去電子C．外加電流的陰極保護(hù)法，被保護(hù)的金屬與電源負(fù)極相連D．銅碳合金的銅像在酸雨中發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋4H＋===2H2OC在金屬中添加其他金屬或非金屬制成性能優(yōu)異的合金。如普通鋼加入鎳、鉻制成不銹鋼，鈦合金不僅具有優(yōu)異的抗腐蝕性能且具有良好的生物相容性。1改變金屬材料的組成二、金屬的電化學(xué)防護(hù)在金屬表面覆蓋致密的保護(hù)層，從而使金屬制品與周?chē)镔|(zhì)(外界空氣、水、電解質(zhì)溶液等)隔離，這是一種被普遍采用的防護(hù)方法。2在金屬表面覆蓋保護(hù)層①非金屬保護(hù)層：如噴油漆、涂油脂。②金屬保護(hù)層：如鐵制品上鍍銅、鋅等。二、金屬的電化學(xué)防護(hù)3電化學(xué)防護(hù)法金屬在發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，總是作為原電池負(fù)極(陽(yáng)極)的金屬被腐蝕，作為正極(陰極)的金屬不被腐蝕，如果能使被保護(hù)的金屬成為陰極，就不易被腐蝕。二、金屬的電化學(xué)防護(hù)3電化學(xué)防護(hù)法犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法活潑性強(qiáng)的金屬做負(fù)極，被保護(hù)金屬做正極。原理：原電池原理二、金屬的電化學(xué)防護(hù)3電化學(xué)防護(hù)法犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法此法常用于保護(hù)海輪外殼及石油管道等。更活潑的金屬（如鎂、鋅等）作陽(yáng)極（負(fù)極），在不斷被腐蝕后定期更換，而作為陰極（正極）的金屬就不易被腐蝕而得到保護(hù)。二、金屬的電化學(xué)防護(hù)3電化學(xué)防護(hù)法外加電流的陰極保護(hù)法被保護(hù)的金屬與外接電源負(fù)極相連做陰極。原理：電解池原理二、金屬的電化學(xué)防護(hù)3電化學(xué)防護(hù)法外加電流的陰極保護(hù)法通電后，電子流向被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備，在鋼鐵表面積累了大量的負(fù)電荷，從而抑制鋼鐵失去電子，阻止鋼鐵被腐蝕。此主要用于防止土壤、海水及河水中金屬設(shè)備的腐蝕。二、金屬的電化學(xué)防護(hù)01電解原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕＞化學(xué)腐蝕＞防腐措施的腐蝕判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律電解池的陽(yáng)極＞原電池的負(fù)極＞化學(xué)腐蝕＞原電池的正極＞電解池的陰極二、金屬的電化學(xué)防護(hù)02對(duì)同一種金屬來(lái)說(shuō)，腐蝕的快慢：強(qiáng)電解質(zhì)溶液＞弱電解質(zhì)溶液＞非電解質(zhì)溶液03活潑性不同的兩金屬，活潑性差別越大，腐蝕越快。04對(duì)同一種電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō)，電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕越快。判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律二、金屬的電化學(xué)防護(hù)典例解析例2我國(guó)多條高壓直流電線路的瓷絕緣子出現(xiàn)鐵帽腐蝕現(xiàn)象，在鐵帽上加鋅環(huán)能有效防止鐵帽的腐蝕，防護(hù)原理如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A．通電時(shí)，鋅環(huán)為陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．通電時(shí)，陰極上的電極反應(yīng)：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－C．?dāng)嚯姇r(shí)，鋅環(huán)上的電極反應(yīng)：Zn2＋＋2e－===ZnD．?dāng)嚯姇r(shí)，仍能防止鐵帽被腐蝕C課堂小結(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕金屬的電化學(xué)防護(hù)不良反應(yīng)化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕外加電流的陰極保護(hù)犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法課堂練習(xí)1.硫酸鹽還原菌SRB在地球上分布很廣泛，通過(guò)多種相互作用發(fā)揮諸多潛力。但在水體中，會(huì)促使許多金屬及合金發(fā)生腐蝕。某種Fe合金在硫酸鹽還原菌存在條件下腐蝕的機(jī)理如圖所示。對(duì)于該反應(yīng)機(jī)理相關(guān)信息分析錯(cuò)誤的是(

)①升高溫度有利于硫酸鹽還原菌(SRB)對(duì)金屬的腐蝕；②硫酸鹽還原菌(SRB)對(duì)金屬的腐蝕作用是在有氧環(huán)境下進(jìn)行的；課堂練習(xí)③在硫酸鹽還原菌(SRB)作用