高中化学 第4章 课题4 金属制品的防护同步课件 鲁教版选修1.ppt

第4章认识生活中的材料课题4金属制品的防护 栏目链接 金属腐蚀的现象非常普遍 由金属制成的日用品 生产工具 机器部件 海轮的船壳等 如保养不好 都会腐蚀 从而造成大量金属的损耗 金属被腐蚀后 外形 色泽以及机械性能等方面都将发生变化 会使机器设备 仪器 仪表的精密度和灵敏度降低 影响使用以至报废 甚至发生严重事故 至于因设备腐蚀损坏而引起停工减产 产品质量下降 污染环境 危害人体健康 甚至造成严重事故的损失 那就更无法估计了 栏目链接 据初步估计 每年由于钢铁生锈使我国损失100 150亿元 因此 了解金属腐蚀的原因 掌握防护的方法 是具有十分重要的意义的 那么要想减少或避免金属腐蚀 我们应该采取什么措施 请你举出几个你所了解的具体事例 栏目链接 栏目链接 一 自行车金属部件为什么易被腐蚀 1 金属在有 溶液存在情况下通过 反应发生的腐蚀叫做电化学腐蚀 电化学腐蚀分为 腐蚀和 腐蚀 这两种电化学腐蚀中腐蚀金属的氧化剂分别是 和 钢铁的两种电化学腐蚀中 铁都是作为 极 其电极反应式为 电解质 原电池 吸氧 析氢 氧气 氢离子 负 fe fe2 2e 栏目链接 2 金属与氧化剂直接接触而被腐蚀的过程 称为 腐蚀 3 金属腐蚀的本质是金属原子 电子变成金属阳离子 在此过程中金属被 化学 失去 氧化 栏目链接 二 自行车金属部件的防腐蚀 1 给车架 挡泥板 车后座烤上一层漆 2 给链条涂上 给轴承涂上 3 将车把 车圈 车辐条进行 4 将车座弹簧用一层 保护 5 采用 作自行车的零部件 机油 凡士林 电镀 烤蓝 合金 栏目链接 三 自行车中的合金材料 1 合金及其特点 合金是由金属与其他金属或非金属熔合制成的 它克服了单一金属强度小的缺点 具有较好的 性能 2 自行车选材主要指标为 和 物理 化学 机械 重量轻 耐腐蚀 强度高 减震性能好 栏目链接 3 几种常见合金 1 铁合金 优点 缺点 2 铝合金 优点 性高 3 钛合金 优点 4 镁合金 优点 使车架变轻 笨重 易腐蚀 质轻 成本低 易加工 机械 重量轻 强度高 韧性好 耐腐蚀 质轻 栏目链接 四 金属腐蚀的防护 1 金属防护方法有两大类 1 在金属表面添加防护层 如 等 2 电化学保护法 如 和 烤漆 涂机油 电镀 烤蓝 牺牲阳极的阴极保护法 外加电流的阴极保护法 栏目链接 2 电镀 1 概念 在金属表面镀上一层有保护能力的 2 电镀的原理 待镀部件与直流电源的 极相连 镀层金属与直流电源的 极相连 的盐溶液作电镀的电解质溶液 金属 负 正 镀层金属 栏目链接 3 烤蓝 1 概念 又称 发蓝 可以增强铁器件的抗腐蚀能力 2 原因 烤蓝在铁器件的表面生成致密的 薄膜 四氧化三铁 栏目链接 栏目链接 知识点一金属的腐蚀 金属腐蚀是指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程 1 实质 金属原子失去电子而被氧化的过程 即m mn ne 2 类型 包括电化学腐蚀和化学腐蚀 栏目链接 栏目链接 2 电化学腐蚀 不纯的金属 或合金 接触到电解质溶液发生原电池反应 相对较活泼的金属原子失去电子而被氧化所引起的腐蚀 说明 绝大多数金属腐蚀属电化学腐蚀 特点是伴有微弱的电流产生 类型通常有析氢腐蚀和吸氧腐蚀两种情况 以吸氧腐蚀为主 这两种腐蚀的差异主要体现在正极反应上 栏目链接 3 影响因素 1 金属的本性 金属越活泼 就越容易失去电子而被腐蚀 如果金属中能导电的杂质不如该金属活泼 则容易形成原电池而使金属发生电化学腐蚀 2 介质 与金属所接触的电解质强弱有关 活泼金属在电解质溶液中的腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀 在强电解质溶液中的腐蚀快于在弱电解质溶液中的腐蚀 栏目链接 例1铜制品上的铝质铆钉 在潮湿空气中易腐蚀的原因可描述为 a 形成原电池时铝作负极b 形成原电池时铜作负极c 形成原电池时 电流由铝经导线流向铜d 铝铆钉发生了化学腐蚀 栏目链接 解析 在潮湿环境下铜 铝形成的原电池 活泼铝作负极 失电子发生氧化反应 铜得电子发生还原反应 电子由铝流向铜 而电流应由铜流向铝 发生电化学腐蚀 故a项正确 答案 a 栏目链接 判断原电池正负极的方法 1 根据原电池两极材料 较活泼的金属作负极 较不活泼的金属或非金属作正极 2 根据电子或电流流向判断 电子流出极为负极 电子流入极为正极 电流流向正好相反 方法技巧 栏目链接 3 根据内电路离子迁移方向 阳离子流向原电池正极 阴离子流向原电池负极 4 根据电极附近的反应现象判断 一般质量减小的为负极 质量增加的为正极 方法技巧 栏目链接 变式应用 1 2014 湛江二中高二学业水平模拟考试 最易使钢铁生锈的环境是 a 干燥的空气b 潮湿的空气c 浸没在水中d 浸没在油中 答案 b 栏目链接 知识点二金属腐蚀的类型比较 1 化学腐蚀和电化学腐蚀的比较 栏目链接 2 吸氧腐蚀和析氢腐蚀的比较 栏目链接 例2下列现象与电化学腐蚀无关的是 a 黄铜 铜锌合金 制作的铜锣不易生铜绿b 生铁比软铁芯 几乎是纯铁 容易生锈c 铁质器件附有铜质配件 在接触处易生铁锈d 银质奖牌在空气中久置后表面变暗 栏目链接 解析 黄铜 铜锌合金 制作的铜锣不易生铜绿 因为铜锌合金遇到电解质溶液构成原电池时 铜作原电池的正极 发生还原反应 生铁比软铁芯 几乎是纯铁 容易生锈 是因为生铁中含碳 遇到电解质构成原电池时铁作负极 发生氧化反应 铁质器件附有铜质配件 在接触处易生铁锈 是因为铁和铜在遇到电解质溶液时会形成原电池 铁因为发生氧化反应而生锈 银质奖牌在空气中久置后表面变暗 因为单质银直接被空气中的物质所氧化 并没有形成原电池 答案 d 栏目链接 变式应用 2 化学腐蚀与电化学腐蚀的相同点是 a 金属与氧化剂直接反应b 金属原子失电子被氧化的过程c 无电流d 有电流 栏目链接 变式应用 解析 不管是化学腐蚀还是电化学腐蚀 反应的实质都是金属原子失电子被氧化的过程 区别是化学腐蚀无电流 而电化学腐蚀产生电流 答案 b 栏目链接 知识点三金属的防护 1 思路 金属防护的思路是将腐蚀物与金属隔离开来以减弱化学腐蚀 避免形成原电池以减弱电化学腐蚀 2 常用防护方法 1 改变金属的结构 制成各种合金 如不锈钢 钢中加入一定量的镍和铬 等 2 加保护层 电镀 热镀 喷镀 涂漆 涂油等 或制成氧化膜保护 如在钢铁制品表面生成fe3o4 在铝制品表面生成al2o3等 栏目链接 3 电化学保护法 消除引起金属发生电化学腐蚀的原电池反应的方法 牺牲阳极的阴极保护法 在被保护的金属上连接一种更活泼的金属 当发生电化学腐蚀时 首先腐蚀的是负极 活泼金属一极 这样保护了另一极的金属不被腐蚀 如在轮船船身上装上一定数量的锌块 地下钢铁管道连接镁块来防止钢铁的腐蚀等 说明 使用此法时 作负极的金属要定期更换 栏目链接 外加电流的阴极保护法 将被保护的金属与外加直流电源负极相连 能导电的惰性材料 如石墨 与电源正极相连 通电后 被保护的金属上积累电子而防止其被氧化而腐蚀 3 影响防腐方法选择的因素 1 金属制品的使用期限 如果是短期使用 不需采用昂贵的防腐方法 2 金属制品的使用环境 不同的环境造成金属腐蚀的因素 金属发生腐蚀的速率不同 使用的防腐方法也不同 3 对金属制品外观的要求 栏目链接 4 几种防腐方法的比较 栏目链接 例3金属的防护分为物理方法和化学方法 例如 刷漆 在轮船船身上嵌上锌块 包塑料层 涂油脂 镀上不活泼金属 在地下钢铁管道上连接锌块等 其中属于化学方法的是 a b c d 全部 栏目链接 解析 金属防护的方法分为物理方法和化学方法 化学方法是通过化学反