高中化学 专题1 化学反应与能量变化 1.3 金属的腐蚀与防护课件 苏教版选修4.ppt

第三单元金属的腐蚀与防护 一 金属的电化学腐蚀1 金属腐蚀的危害在生产生活中 金属腐蚀所带来的损失非常巨大 金属生产设备的腐蚀会导致工厂停产 金属腐蚀还会使桥梁 建筑物等损坏甚至坍塌 地下金属管道会因腐蚀而泄漏 据报道 全世界每年因金属腐蚀造成的直接经济损失约占各国国内生产总值 gdp 的2 4 超过地震 水灾 台风等自然灾害造成损失的总和 2 金属的腐蚀 1 金属的腐蚀是指金属及其合金与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象 2 金属腐蚀的实质都是金属原子失去电子被氧化的过程 用化学方程式表示 m代表金属元素 为m ne mn 3 分类 金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀 化学腐蚀是指金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀 电化学腐蚀是指不纯的金属或合金发生原电池反应 使较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀 3 钢铁的电化学腐蚀钢铁的电化学腐蚀根据钢铁表面水溶液薄膜 电解质溶液 的酸碱性不同而不同 钢铁的电化学腐蚀分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀 1 钢铁的电化学腐蚀中 哪种腐蚀更为普遍 为什么 提示吸氧腐蚀 因为即使开始时为析氢腐蚀 但随着氢气的放出 金属表面的氢离子浓度逐渐降低 从而转化为吸氧腐蚀 二 金属的电化学防护1 金属防护的基本思路 1 防止金属与氧化性介质直接接触 2 防止金属表面形成电解质溶液层 水膜 3 改变金属内部结构 2 自行车为什么在干燥环境中不易生锈 提示在干燥环境中 自行车的金属表面不易形成电解质溶液 2 金属防护的常用方法 1 加保护层防止形成原电池 2 电化学防护 我们知道 金属在发生电化学腐蚀时 总是作为原电池的负极的金属被腐蚀 作为正极的金属不被腐蚀 如果能让被保护的金属成为正极 则该金属就不被腐蚀 牺牲阳极的阴极保护法 外加电流的阴极保护法 3 改变金属内部的组成结构 将金属制成合金 增强抗腐蚀能力 知识点1 知识点2 知识点3 金属的电化学腐蚀 例题1 铜制品上的铝制铆钉 在潮湿的空气中易腐蚀的主要原因可描述为 a 形成原电池 铝作负极b 形成原电池 铜作负极c 形成原电池时 电流由铝流向铜d 铝制铆钉发生了化学腐蚀解析电化学腐蚀与化学腐蚀的本质区别在于是否发生原电池反应 金属铝发生的是电化学腐蚀 铝比铜活泼 故金属铝是负极 电流的流动方向与电子的流动方向恰好相反 电流应是由铜流向铝 答案a 知识点1 知识点2 知识点3 主要从以下几个方面来解决此类题目 1 正确地判断出金属腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀 2 如果是电化学腐蚀 判断出正 负极 一般活泼的金属为负极被腐蚀 不活泼的金属为正极被保护 知识点1 知识点2 知识点3 针对训练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 铁制器件附有铜制配件 在接触处易生铁锈d 银制奖牌久置后表面变暗解析黄铜 铜锌合金 发生电化学腐蚀时 被腐蚀的金属应是金属性较活泼的锌而不是铜 生铁中含较多的碳 在电解质溶液作用下容易形成原电池 即更容易生锈 铁制器件附有铜配件时 在接触电解质溶液时 铁是原电池的负极 易被腐蚀生成铁锈 银制奖牌久置后可能被硫或氧气氧化成银的化合物而使其表面变暗 这是化学腐蚀 与电化学腐蚀无关 答案d 知识点1 知识点2 知识点3 金属的吸氧腐蚀和析氢腐蚀 例题2 如图装置中 u形管内为红墨水 a b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液 呈酸性 各加入生铁块 放置一段时间 下列有关描述错误的是 a 生铁块中的碳是原电池的正极b 红墨水柱两边的液面变为左低右高d a试管中发生了吸氧腐蚀 b试管中发生了析氢腐蚀 知识点1 知识点2 知识点3 答案b 知识点1 知识点2 知识点3 影响金属腐蚀的因素包括金属的本性和介质两个方面 就金属本性来说 金属越活泼 就越容易失去电子而被腐蚀 介质对金属腐蚀的影响也很大 如果金属在潮湿的空气中 接触腐蚀性气体或电解质溶液 就容易被腐蚀 1 电解原理引起的腐蚀 原电池原理引起的腐蚀 化学腐蚀 有防护腐蚀措施的腐蚀 2 对同一金属来说 腐蚀的快慢 强电解质溶液 弱电解质溶液 非电解质溶液 3 活动性不同的两种金属 活动性差别越大 活动性强的金属腐蚀越快 4 对同一种电解质溶液来说 电解质溶液浓度越大 金属腐蚀越快 知识点1 知识点2 知识点3 针对训练2 1 如下图所示 将紧紧缠绕不同金属丝的铁钉放入培养皿中 再加入含有适量酚酞和nacl的琼脂热溶液 冷却后形成琼胶 离子在琼胶内可以移动 下列叙述正确的是 a a中铁钉附近呈现红色b b中铁钉上发生还原反应c a中铜丝上发生氧化反应d b中铝条附近有气泡产生 答案b 知识点1 知识点2 知识点3 知识点1 知识点2 知识点3 解析铁作原电池的负极 发生氧化反应而被腐蚀 电极反应式为fe 2e fe2 铁片腐蚀最严重的区域应是与电解质溶液接触的地方 答案d 知识点1 知识点2 知识点3 金属腐蚀的防护方法 例题3 下列有关金属保护方法的说法中正确的是 a 常使用的快餐杯表面有一层搪瓷 搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用b 白铁 镀锌铁 镀层破损后 铁皮的腐蚀速度很慢c 轮船的船壳水线以下常装有一些锌块 这是利用了牺牲阴极的阳极保护法d 钢铁制造的暖气管道外常涂有一层沥青 这是钢铁的电化学保护法解析a项中涂层破损后 铁直接暴露在空气中 因而搪瓷层不能对破损部分进行保护 b项中镀层破损后由于锌的金属活动性比铁强 和铁构成原电池 锌作负极 保护铁不被腐蚀 c选项应是牺牲阳极的阴极保护法 d项中应是用沥青作涂层的涂层保护法 答案b 知识点1 知识点2 知识点3 常见防止金属腐蚀的具体方法 1 给金属穿上 防护服 涂漆 如在钢铁表面涂防锈油漆 热镀 加热锌或锡等耐腐蚀性能较强的金属 使其均匀覆盖于钢铁表面 电镀 在钢铁表面形成锌或铬等耐腐蚀性较强的金属镀层 喷涂有机或无机涂层材料等 2 电化学防护法 即牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法 3 在钢铁中加入一定比例的铬和镍 如14 18 cr 7 9 ni 改变钢铁内部的组成和结构 可极大程度地提高钢铁抗腐蚀性能 这就是常见的 不锈钢 知识点1 知识点2 知识点3 针对训练3 为了防止钢铁锈蚀 下列防护方法中正确的是 a 在精密机床的