金属的电化学腐蚀与防护(公开课).ppt

第四节金属的电化学腐蚀与防护 学习目标 1 掌握金属腐蚀的定义及分类 2 理解金属腐蚀的化学原理 分清化学腐蚀与电化学腐蚀的区别和联系 3 知道金属防护的常用方法 认识防止金属腐蚀的重要意义 观察这些金属腐蚀的图片 问题引导下的再学习 全球每一分钟就有1吨钢腐蚀成铁锈 全球每年钢铁腐蚀的经济损失约100000亿美元 占各国国民生产总值的2 4 我国钢铁腐蚀经济约占国民生产总值的4 每年约有30 的钢铁因腐蚀而报废 全世界每年因为金属腐蚀造成的直接经济损失是地震 水灾 台风等自然灾害造成损失总和的6倍 了解金属腐蚀的危害 问题引导下的再学习 一 金属的腐蚀 1 什么是金属腐蚀 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 2 金属腐蚀的本质是什么 是金属本身失去电子变成阳离子的过程 发生氧化反应 M ne Mn 问题引导下的再学习 升温可金属腐蚀 促进 问题引导下的再学习 潮湿的环境可金属腐蚀 促进 问题引导下的再学习 3 金属腐蚀的类型有哪些 金属跟接触到的干燥气体 如SO2 Cl2 O2等 或非电解质溶液 石油 等直接发生化学反应而引起的腐蚀 不纯的金属与电解质溶液接触时 发生原电池反应 比较活泼的金属失去电子被氧化 化学腐蚀 电化学腐蚀 根据与金属接触的介质不同 金属的腐蚀以电化学腐蚀为主 问题引导下的再学习 电化学腐蚀 讨论 为什么钢铁在干燥的空气中不易生锈 而在潮湿的空气中却易生锈 铁钉锈蚀条件的探究 阅读 课本 在潮湿的空气里 钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜 水膜中溶解有来自大气中的CO2 SO2 H2S等气体使水膜中含有一定量的H H2O CO2 H2CO3 H HCO3 H2O H OH 这样在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜 它跟钢铁里的铁和少量的碳构成无数微小的原电池 钢铁的析氢腐蚀示意图 下列现象与电化学腐蚀无关的是 A 黄铜 铜和锌合金 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 银质奖章久置表面变暗 D 当堂检测 科学探究 问题引导下的再学习 加醋酸的试管 加NaCl的试管 问题引导下的再学习 钢铁的析氢腐蚀示意图 问题引导下的再学习 钢铁的吸氧腐蚀示意图 问题引导下的再学习 通常以电化学腐蚀为主 其中又以吸氧腐蚀更普遍 水膜呈酸性 水膜呈碱性 中性或弱酸性 负极 正极 总反应 2H 2e H2 Fe 2e Fe2 Fe 2H Fe2 H2 O2 2H2O 4e 4OH 2Fe 4e 2Fe2 2Fe 2H2O O2 2Fe OH 2 4Fe OH 2 2H2O O2 4Fe OH 3 钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 电极反应 联系 问题引导下的再学习 若液面上升 则溶液呈 发生腐蚀 电极反应式为 负极 正极 1 如图 水槽中试管内有一枚铁钉 放置数天观察 2 若液面下降 则溶液呈 发生腐蚀 电极反应式为 负极 正极 弱酸性或中性 吸氧 2Fe 4e 2Fe2 O2 2H2O 4e 4OH 较强酸性 析氢 Fe 2e Fe2 2H 2e H2 当堂检测 二 金属的防护 1 原理 防止金属失电子 2 电化学防护 牺牲阳极保护法 形成原电池反应时 负极材料很快被腐蚀 而正极材料不容易被腐蚀 被保护 问题引导下的再学习 将被保护金属作为电解池的阴极 另一导电物质作为阳极 在外加直流电的作用下使阴极得到保护 外加电流的阴极保护法 问题引导下的再学习 在同一电解质溶液中 金属腐蚀的快慢 防腐措施由好到坏的顺序如下 电解池的阳极 原电池的负极 化学腐蚀 原电池的正极 电解池的阴极 外接电源的阴极保护法 牺牲阳极的阴极保护法 有一般防腐条件保护 无防腐条件 问题引导下的再学习 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 问题引导下的再学习 3 金属的常见防护方法 在金属表面覆盖保护层 例如 喷涂漆 涂油脂 表面钝化 电镀 在钢铁表面形成铬等耐腐蚀性较强的金属镀层 等 改变金属内部的组成结构 制成合金 在钢铁中加入一定比例的铬和镍 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 合金 问题引导下的再学习 自行车的金属部件采用了什么样的防护措施 问题引导下的再学习 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 问题引导下的再学习 1 总结本节内容 整理笔记 2 完成一线精炼课时二十四 作业 一 金属的腐蚀1 定义2 本质3 分类 化学腐蚀 电化学腐蚀 钢铁的析氢腐蚀 次要 钢铁的吸氧腐