高中化学 1.3 第3课时 金属的腐蚀与防护多媒体教学课件 鲁科版选修4.ppt

第3课时金属的腐蚀与防护 1 理解金属发生电化学腐蚀的原因 2 了解金属腐蚀的危害 3 了解防止金属腐蚀的常用措施 我国作为世界上钢铁产量最多的国家 每年被腐蚀的铁占到我国钢铁年产量的十分之一 因金属腐蚀而造成的损失占到国内生产总值的2 4 约合人民币3000亿元 据统计 金属腐蚀的年损失远远超过水灾 火灾 风灾和地震损失的总和 腐蚀不仅造成经济损失 也常造成灾难性事故 如飞机因零部件破裂而坠毁 桥梁因钢梁产生裂缝而塌陷 油管因穿孔或裂缝而漏油 引起着火爆炸 化工厂中储酸槽穿孔泄漏 造成重大环境污染等 金属腐蚀的危害和防腐的意义 面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害的事实 思考 铁为什么会被腐蚀 应该怎样防腐呢 1 定义 金属表面与周围的物质发生化学反应或因电化学作用而遭到破坏 一 金属腐蚀 2 本质 m ne mn 化学腐蚀 电化学腐蚀 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 3 分类 4 化学腐蚀与电化学腐蚀 金属跟化学物质接触反应 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 电化学腐蚀更普遍 钢铁在潮湿环境里长期放置容易生锈 请解释下列与铁生锈现象有关的因素 1 相对于在内河行驶的轮船来说 海轮更容易被腐蚀 2 用于连接铜板的铁螺丝容易生锈 3 当化工厂排出酸性废气时 工厂附近的铁制品更容易生锈 1 相对于在内河行驶的轮船来说 海轮更容易被腐蚀 海水含有更多盐类 在电解质溶液中电化学腐蚀更易进行 2 用于连接铜板的铁螺丝容易生锈 由于铁与铜及潮湿的空气构成了原电池 铁作负极 因而更易被腐蚀而生锈 3 当化工厂排出酸性废气时 工厂附近的铁制品更容易生锈 铁制品在酸性条件下比在中性条件下更容易被腐蚀 1 铁锈的成分是什么 是怎样形成的 2 将经过酸洗除锈的铁钉 用饱和食盐水浸泡一下 再放入如图所示的具支试管中 几分钟后 导管中的水柱上升了 你知道为什么吗 钢铁表面的微小原电池示意图 水膜的酸碱性 决定了钢铁的电化学腐蚀的不同 钢铁通常为含碳的铁合金 在一定环境中会构成原电池 铁作负极 碳作正极 从而加快了钢铁的腐蚀 钢铁的析氢腐蚀 钢铁的吸氧腐蚀 写出钢铁腐蚀的正极反应式 酸性水膜 碱性或中性水膜 2h 2e h2 o2 2h2o 4e 4oh 5 钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较 通常两种腐蚀同时存在 但后者更普遍 水膜呈酸性 水膜呈中性或酸性很弱 fe 2e fe2 2fe 4e 2fe2 2h 2e h2 o2 2h2o 4e 4oh fe 2h fe2 h2 2fe 2h2o o2 2fe oh 2 如图 水槽中试管内有一枚铁钉 放置数天后观察 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 fe 2e fe2 o2 2h2o 4e 4oh 酸 析氢 fe 2e fe2 2h 2e h2 二 钢铁腐蚀的防护 1 改变金属的内部组织结构 2 金属表面覆盖保护层 例如 在金属表面涂油漆或油脂 搪瓷 如将cr ni等金属加入钢里制成合金钢 用活泼的金属 如zn al 与被保护金属连接构成原电池 被保护金属作正极而得到保护 3 电化学保护法 1 牺牲阳极的阴极保护法 此法主要用于防止土壤 海水及水中金属设备的腐蚀 如图 将被保护金属作电解池的阴极 在外加直流电的作用下使阴极得到保护 2 外加电源的阴极保护法 在同一电解质溶液中 金属腐蚀的快慢规律如下 电解原理引起的腐蚀 原电池原理引起的腐蚀 化学腐蚀 有防腐措施的腐蚀 防腐措施由好到坏的顺序如下 外接电源的阴极保护法 牺牲阳极的阴极保护法 有一般防腐条件的腐蚀 无防腐条件的腐蚀 下列各情况中铁片腐蚀由快到慢的顺序是 5 2 1 3 4 m ne mn 1 金属腐蚀的本质 金属阳离子 失e 氧化反应 金属原子 化学腐蚀 电化学腐蚀 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 2 分类 3 钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较 水膜呈酸性 水膜呈中性或酸性很弱 fe 2e fe2 2fe 4e 2fe2 2h 2e h2 o2 2h2o 4e 4oh fe 2h fe2 h2 2fe 2h2o o2 2fe oh 2 4 钢铁腐蚀的防护 1 改变金属的内部组织结构 如将cr ni等金属加入钢里制成合金钢 2 金属表面覆盖保护层 3 电化学保护法 牺牲阳极的阴极保护法 外加电源的阴极保护法 1 以下现象与电化学腐蚀无关的是 a 黄铜 铜锌合金 制作的铜锣不易产生铜绿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 银质奖牌久置后表面变暗 d 2 下列有关金属腐蚀的说法中正确的是 金属的腐蚀全部是氧化还原反应 金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀 只有电化学腐蚀才是氧化还原反应 因二氧化碳普遍存在 所以钢铁的电化学腐蚀以析氢腐蚀为主 无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀 总是金属被氧化a b c d c 3 钢铁在潮湿空气中发生电化学腐蚀时 正极发生的主要反应是 a fe 2e fe2 b 2h2o o2 4e 4oh c 4oh 4e 2h2o o2 d 2h 2e h2 b 4 普通铜器放置时间较长后容易出现铜绿 其主要成分是 cu2 oh 2co3 而铜铸于1760年的三件国宝 牛首 猴首和虎首在240年后看上去仍然熠熠生辉不生锈 下列对其原因的分析 最有可能的是 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弱 因此不宜被氧化d 它们是含一定比例金 银 锡 锌的合金 d 5 分析如图 按要求写出有关反应方程式 1 铁棒上的电极反应式为 2