高中化学 第三章 第二节金属的腐蚀和防护精品课件 新人教版选修1.ppt

第二节金属的腐蚀和防护 课程标准导航1 能描述金属腐蚀的类型和化学原理 2 了解影响金属腐蚀的快慢因素 3 知道金属防护的常用方法 4 认识防止金属腐蚀的重要意义 自主学习一 金属的腐蚀1 定义 或 与周围接触到的气体或液体进行 而腐蚀损耗的过程 2 本质 金属 合金 化学反应 3 分类金属的腐蚀分为 与 二 金属的防护1 影响金属腐蚀的因素 1 金属的性质金属越 越易被腐蚀 化学腐蚀 电化学腐蚀 活泼 若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 2 介质的影响在潮湿的空气中 接触 气体或 溶液 都容易被腐蚀 2 金属的防护方法 电化学腐蚀 腐蚀性 电解质 电化学 自主体验1 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 解析 选b 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 2 为了防止轮船的腐蚀 应在船壳水线以下位置嵌下一定数量的 a 铜块b 铅块c 锌块d 金块 解析 选c 轮船船体的成分是fe 为防止fe被腐蚀 通常在轮船身上装上一定数量的活动性比铁强的金属 但活动性不能太强 如钠可与水发生反应 故选c 3 2012 湖南长沙高二调研 下列各种方法中 金属表面涂抹油漆 改变金属内部结构 保持金属表面清洁干燥 在金属表面进行电镀 使金属表面形成致密的氧化物薄膜 其中能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的是 a b c d 全部解析 选d 本题防止金属腐蚀的方法大致可分为 改变金属内部结构 在金属与氧化物间形成隔离 保持金属表面干燥 均为有效的金属防护方法 要点1金属的腐蚀探究导引1金属腐蚀是以化学腐蚀为主 还是以电化学腐蚀为主 提示 化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生 但电化学腐蚀比化学腐蚀要普遍得多 要点归纳1 化学腐蚀与电化学腐蚀的比较 2 吸氧腐蚀与析氢腐蚀的比较 以钢铁腐蚀为例 特别提醒影响金属化学腐蚀快慢的因素 1 金属的活泼性 金属越活泼 越容易被腐蚀 2 氧化剂的氧化性 氧化剂的氧化性越强 浓度越大 腐蚀作用越强 3 温度 温度越高 腐蚀越容易发生 3 判断金属电化学腐蚀快慢的方法不纯的金属或合金 在潮湿的空气中形成原电池 发生电化学腐蚀 活泼金属因被腐蚀而损耗 金属腐蚀的快慢可从以下两方面进行判断 1 构成原电池的材料 两极材料的活动性差别越大 氧化还原反应的速率越快 活泼金属被腐蚀的速率就越快 2 金属所接触的电解质强弱 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 即时应用1 埋在地下的输油管道 在下列情况下 被腐蚀的速率最慢的是 a 在含铜元素较多的土壤中b 在潮湿疏松透气的土壤中c 在干燥致密不透气的土壤中d 在含碳颗粒较多 潮湿透气的中性土壤中 解析 选c a项中形成了原电池 fe为负极 cu为正极 腐蚀速率很快 b中形成了原电池 fe为负极 c为正极 腐蚀速率较快 d项的情况与b项基本相同 c项既不易形成原电池发生电化学腐蚀 也没有充足的o2和水分 化学腐蚀也不易发生 腐蚀速率最慢 要点2金属的防护探究导引2金属防腐蚀的常用方法有哪些 提示 主要有改善金属的本质 把被保护金属与腐蚀介质隔开 或对金属进行表面处理以及电化学保护等 要点归纳1 改变金属的内部组织结构例如 把铬 镍等金属元素加入普通钢中制成不锈钢 就大大增强了钢铁的抗腐蚀能力 2 在金属表面覆盖保护层在金属表面覆盖致密的保护层 从而使金属制品跟周围介质隔离开来 这是一种普遍采用的防护方法 以钢铁的防护为例 根据保护层成分的不同 可分为如下几种 1 金属的氧化处理将钢铁制品加到naoh和nano2的混合溶液中 加热处理 其表面即可形成一层厚度约为0 5 1 5 m的蓝色氧化膜 主要成分为fe3o4 以达到钢铁防腐蚀的目的 此过程称为发蓝处理 简称发蓝 这种氧化膜具有较大的弹性和润滑性 不影响零件的精度 故精密仪器和光学仪器的部件弹簧钢 薄钢片 细钢丝等常用发蓝处理 2 非金属涂层用非金属物质如油漆 塑料 搪瓷 矿物性油脂等涂覆在金属表面上形成保护层 称为非金属涂层 也可达到防腐蚀的目的 搪瓷是含sio2量较高的玻璃瓷釉 有极好的耐腐蚀性能 因此作为耐腐蚀非金属涂层 广泛用于石油化工 医药 仪器等工业部门和日常生活用品中 3 金属保护层它是以一种金属镀在被保护的另一种金属制品表面上所形成的保护镀层 前一金属常称为镀层金属 金属镀层的形成除电镀 化学镀外 还有热浸镀 热喷镀 渗镀 真空镀等方法 3 电化学保护法电化学保护法是根据电化学原理在金属设备上采取措施 使之成为腐蚀电池中的阴极 从而防止或减轻金属腐蚀的方法 1 牺牲阳极的阴极保护法 牺牲阳极保护法是用比被保护金属活泼的金属或合金作阳极 固定在被保护金属上 形成腐蚀电池 被保护金属作阴极而得到保护 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 即时应用2 金属具有良好的导电 导热及延展性等 因此广泛应用于制造各种材料 请回答下列问题 1 家庭中 钢精锅 是由铝合金做成的 它能长期使用的原因是铝表面形成 2 下列关于铁制品保护措施的说法中不正确的是 填代号 a 在自行车钢圈上镀上一层金属铬 摩擦部位加上机油或黄油b 相同条件下 马口铁 表层镀锡 与白铁 表层镀锌 相比 马口铁更为耐用c 在海轮的外壳上常焊有锌块 且定期更新 解析 1 铝为活泼金属 在空气中被氧化生成致密的氧化物保护膜 故铝不需要采取防腐措施 2 a项为覆盖保护层 b项镀锌铁比镀锡铁耐腐蚀 c项为牺牲阳极的阴极保护法 答案 1 氧化物保护膜 2 b 题型1金属的腐蚀 如图中a为生铁 a b两个烧杯中为海水 c烧杯中为1mol l 1的稀硫酸 1 c中cu极的电极反应式为 2 b中zn极的电极反应式为 fe极附近溶液的ph 填 增大 减小 或 不变 3 a b c中铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是 思路点拨 解答本题需注意以下三点 1 清楚各个装置的原理 2 掌握原电池的电极反应式的书写 3 掌握金属被腐蚀的原理 解析 b c装置为原电池 在原电池中 活泼金属作负极 故b中fe作正极被保护 c中fe作负极被腐蚀 答案 1 2h 2e h2 2 zn 2e zn2 增大 3 c a b 规律方法 比较金属腐蚀快慢的规律 1 金属腐蚀的快慢取决于与金属接触的氧化剂的氧化能力的强弱 氧化剂氧化性越强 金属腐蚀越严重 2 通常金属腐蚀的快慢类型 原电池原理引起的腐蚀 化学腐蚀 有防护措施的腐蚀 3 当形成原电池时 与以下两因素有关 与构成原电池的材料有关 与金属所接触的电解质强弱有关 日常生产 生活中用到许多金属制品 从实用美观角度考虑选择下列合适的金属材料或保护 防腐蚀 方法 将序号填入下表相应空格中 不锈钢 白铁 镀锌铁皮 铝合金 镀铬铁管 涂漆 镶嵌锌块 与直流电源负极相连 阴极保护法 题型2金属的防护 思路点拨 解答本题需注意以下两点 1 掌握化学腐蚀和电化学腐蚀的原理 2 金属防护的方法和途径 解析 解答本题除理论联系实际外 还要结合日常观察 综合分析得出结论 菜刀接触潮湿较多 且要求机械强度大 清洁卫生等 故选不锈钢 楼梯扶手 护栏等要求安全美观 经济实惠 故选镀铬铁管 水桶处于潮湿环境 且摩擦碰撞较多 故选镀锌铁皮 航海轮船则采用镶嵌锌块法保护 效果良好 水闸位置固定宜采用阴极保护法 吊车塔架只求坚固防锈且经济 故涂漆保护就可以了 门窗框从轻便美观考虑 可选用铝合金材料 答案 经典案例 如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容 为研究铁锈蚀的影响因素 某同学做了如下探究实验 回答下列问题 1 上述实验中发生了电化学腐蚀的是 填实验序号 在电化学腐蚀中 负极反应是 正极反应是 2 由该实验可知 可以影响铁锈蚀速率的因素是 3 为防止铁的锈蚀 工业上普遍采用的方法是 答两种方法 解析 解答第 1 题应注意联系金属的化学腐蚀与电化学腐蚀的区别 电化学腐蚀是不纯的金属与电解质溶液接触 因发生原电池反应 较活泼的金属失电子而被氧化 分析题中实验可知 实验3 4 5 6发生了电化学腐蚀 其中负极反应是fe 2e fe2 正极反应是o2 2h2o 4e 4oh 解答第 2 题时 对比实验1和3可得出湿度增大 可使铁锈蚀速率加快 对比实验3 4可知增大o2浓度可加快铁锈蚀的速率 对比实验4 5可知升高温度可加快铁锈蚀的速率 对比实验5 6可知电解质的存在会使铁锈蚀的速率加快 第 3 题 为防止铁的锈蚀 根据铁锈蚀的类