高中化学《金属的腐蚀与防护》课件苏教版选修4

铁锈的主要成分：Fe2O3·XH2O铜器表面生成铜绿,主要成分：Cu2(OH)2CO31.2.金属阳离子失e-氧化反应金属腐蚀的类型化学腐蚀电化腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀（常见普遍）金属原子金属腐蚀的本质：3.金属腐蚀：金属（或合金）跟周围接触到的气体（或液体）反应而腐蚀损耗的过程。一、金属的电化学腐蚀金属的化学腐蚀：金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。电化学腐蚀：不纯的金属或合金与电解质溶液接触，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子被氧化的腐蚀。铁与酸反应，铁被腐蚀。腐蚀速率较慢。铁作负极（阳极）被腐蚀腐蚀速率较快。（按下图进行实验）请比较下列现象的差异？图一联系旧知化学腐蚀与电化腐蚀的比较化学腐蚀电化腐蚀条件现象本质联系金属跟非金属单质直接接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触无电流产生有微弱电流产生金属被氧化较活泼金属被氧化两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍电化学腐蚀化学腐蚀2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2实验编号ab所用电解质NaClCH3COOH主要实验现象原因分析腐蚀类型形成条件电极反应式正极负极电池总反应溶液中反应(铁锈的生成)出现的频率右侧导管内液面上升右侧导管内液面下降有气体参与反应(O2)有气体生成(H2)发生吸氧腐蚀发生析氢腐蚀水膜酸性很弱或呈中性水膜酸性较强O2+2H2O+4e-=4OH-2H++2e-=H2↑Fe-2e-=Fe2+较低较高Fe+2H+=Fe2++H2↑Fe2++2OH-=Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3==Fe2O3·nH2O+(3-n)H2O较高较低归纳小结2学生阅读课本P23后钢铁表面形成的微小原电池示意图1、析氢腐蚀（酸性水溶液）负极：Fe－2e－=Fe2+总反应：Fe+2H+=Fe2++H2↑正极：2H++2e－=H2↑(一)、钢铁的腐蚀2、吸氧腐蚀（中性水溶液）负极：2Fe-4e=2Fe2+正极：O2+2H2O+4e=4OH－总反应：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2后续反应：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3Fe2O3练习：如图,水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：（1）若液面上升，则溶液呈________性，发生_______腐蚀，电极反应式为：负极：_____________________,正极：______________________；（2）若液面下降，则溶液呈______性，发生_________腐蚀，电极反应式为：负极：______________________正极：______________________。中性或碱吸氧2Fe–4e-＝2Fe2+O2+2H2O+4e-＝4OH－酸析氢Fe–2e－＝Fe2+2H++2e-＝H2↑【交流与讨论】：铁生锈除了必须有空气及水的参与外，还受其他一些因素的影响.请解释下列有关铁生锈现象的原因.1.相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀.海轮更容易被腐蚀，是因为海水中含有较多的氯化钠等盐类，导电能力比内河的水更强，而在电解质溶液中，电化学腐蚀更易进行.2.1910年遗留在南极的食品罐头盒，其表面至今很少有铁锈出现.由于南极的温度常年在0℃以下，说明在较高温度下，腐蚀更易进行.3.用于连接铜板的铁螺丝容易生锈.由于铁与铜及空气中的水蒸气构成了原电池，铁作电池的负极，因此更容易腐蚀而生锈.4.当化工厂派出的废气为酸性气体时,工厂附近的铁制品容易生锈.因为铁制品在酸性条件下比在中性条件下更易被腐蚀.及时反馈1下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是(5)(2)(1)(3)(4)2、下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是(4)(2)(1)(3)1.防止金属腐蚀最常见的方法就是在金属的表面覆盖保护层，生活中常见的通过覆盖保护层防止铁生锈的方法：•（1）在铁的表面喷涂上防腐油漆（如桥梁、汽车、船舶）•（2）油和油脂可以用来保护机器中由金属制成的转动部分，如齿轮。•（3）在铁的表面覆盖一层其他金属（如镀锡、镀锌）等等，这是通过使钢铁与空气、水隔绝来达到防腐蚀的目的。二、金属的电化学保护2.我们还可以改变金属的组成和结构的方法来阻止金属腐蚀。例如在钢中加入镍、铬等耐蚀金属形成不锈钢。原理：形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。（1）牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法示意图3.电化学保护法（2）外加电流法将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。3.2000年5月，保利集团在香港拍卖会上花费3000多万港币购回在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首，普通铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分是[Cu2(OH)2CO3]这三件1760年铜铸的国宝在240年后看上去仍然熠熠生辉不生锈，下列对起原因的分析，最可能的是：A.它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金B.环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去C.铜的金属活动性比氢小，因此不宜被氧化D.它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金改变金属的内部组织结构防腐D烤蓝涂机油烤漆涂凡士林镀锌镀铬[交流研讨]你知道自行车的金属部件采用了什么样的防护措施吗?