人教版选修四 4.4 金属的电化学腐蚀与防护 课件（34张）1.ppt

第四节金属的电化学腐蚀与防护 教学目标 了解金属腐蚀的危害了解金属发生电化学腐蚀的原因了解防止金属腐蚀的措施增强学生探索化学反应原理的兴趣 树立学习和研究化学的志向 被腐蚀的金属 因为金属腐蚀而使桥梁坍塌 我国每年因金属腐蚀造成的损失占国民生产总值 gnp 的2 4 钢铁因腐蚀而报废的数量约占钢铁当年产量的25 30 全世界每年因为金属腐蚀造成的直接经济损失约达7000亿美元 是地震 水灾 台风等自然灾害造成损失总和的6倍 资料 金属被腐蚀的危害 思考与归纳 1 外形 色泽 机械性能发生变化 2 影响机器 仪表设备精度和灵敏度 以至报废 3 桥梁 建筑物强度降低而坍塌 4 地下金属管道泄漏 5 轮船船体损坏 6 金属腐蚀还可能造成环境污染 损耗金属损坏机械设备造成经济损失造成严重事故 1 外形 色泽 机械性能发生变化 2 影响机器 仪表设备精度和灵敏度 以至报废 3 桥梁 建筑物强度降低而坍塌 1 外形 色泽 机械性能发生变化 2 影响机器 仪表设备精度和灵敏度 以至报废 4 地下金属管道泄漏 3 桥梁 建筑物强度降低而坍塌 1 外形 色泽 机械性能发生变化 2 影响机器 仪表设备精度和灵敏度 以至报废 5 轮船船体损坏 4 地下金属管道泄漏 3 桥梁 建筑物强度降低而坍塌 1 外形 色泽 机械性能发生变化 2 影响机器 仪表设备精度和灵敏度 以至报废 思考与讨论 面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害事实 大家有何想法 大家有没有想过 铁怎么会被腐蚀 怎样防腐 一 金属的电化学腐蚀 阅读课本84 85页 回答以下问题 1 什么是金属腐蚀 其本质是什么 2 金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀 两者有何不同 金属的腐蚀 金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象 其本质是金属原子失去电子被氧化的过程 m ne mn 化学腐蚀 金属跟接触到的干燥气体 如o2 cl2 so2等 或非电解质液体 如石油 等直接发生化学反应而引起的腐蚀 电化学腐蚀 不纯的金属或合金与电解质溶液接触时 会发生原电池反应 比较活泼的金属失电子被氧化而消耗的过程叫做金属的电化学腐蚀 铁钉腐蚀的条件 回顾初中的铁钉生锈实验 钢铁在干燥的空气里长时间不易被腐蚀 但在潮湿的空气里却很快被腐蚀 这是什么原因呢 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 钢铁的吸氧腐蚀示意图 负极 fe fe 2e fe2 正极 c 水膜酸性较强2h 2e h2 水膜酸性很弱或呈中性2h2o o2 4e 4oh 电解质溶液 钢铁 其中铁作负极 碳作正极 钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较 水膜呈酸性 水膜酸性很弱或呈中性 2fe 2h2o o2 2fe oh 2 4fe oh 2 2h2o o2 4fe oh 3 fe2o3 nh2o 通常两种腐蚀同时存在 但以吸氧腐蚀为主 烧过菜的铁锅如果未及时洗净 残液中含nacl 第二天便出现红棕色锈斑 主要成分为fe2o3 nh2o 请问这种腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀 为什么 解析 属于电化学腐蚀 因为铁锅是由生铁做成的 铁锅生锈是因为fe c nacl形成原电池 铁作负极 失去电子变成亚铁离子 从而被腐蚀 完成教材87页习题2 思考 见教材85页实验4 3 将用酸洗除锈的铁钉 在饱和食盐水浸泡后放在如图所示的装置中 几分钟后观察导管中水柱的变化 实验现象 几分钟后 装置中的导管中水柱上升 结论 说明装置中有气体参加反应 思考 该气体是什么呢 几天之后发现铁钉表面生锈 发生的是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀 化学腐蚀和电化学腐蚀的比较 化学腐蚀和电化学腐蚀同时发生 但电化学腐蚀更普遍 随温度升高而加快 与原电池的组成有关 相同条件下较电化学腐蚀慢 较快 思考与交流 请根据生活常识以及下图总结金属防护常用的方法 并解释这些方法为什么可以达到防止金属腐蚀的目的 健身器材刷油漆以防锈 衣架和电线的外面包上一层塑料层 某些工具的 机械转动部位 选用油脂来防锈 自行车的钢圈和车铃是在钢上镀上一层既耐腐蚀又耐磨的cr 你还知道哪些防止金属腐蚀的方法 请举例说明 制成不锈钢 或在金属表面镀一层比要保护的金属更活泼的金属 用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀 镁块必须定期更换 镁 二 金属的防护方法 1 在金属表面覆盖保护层 油 油漆 塑料 搪瓷 镀一层金属 2 改变金属的内部组织结构 如制成合金 3 电化学保护法 1 牺牲阳极的阴极保护法 原电池原理 例 轮船船身上的锌块 地下钢铁管道接镁块 2 外加电流的阴极保护法 2 外加电源的阴极保护法 1 牺牲阳极的阴极保护法 规律小结 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 有一般防腐条件保护 无防腐条件 1 钢铁锈蚀过程中可能发生的变化是 fe由单质转化为 2价 fe由 2价转化为 3价 产生氢气 产生氧气 杂质c被氧化除去 fe oh 3失水变成fe2o3 3h2o a b c 只有 d 全部 a 2 下列方法可用于金属防护的是 原电池反应 涂油漆 电镀 置于干燥环境a b c d 全部 d 3 有关金属腐蚀的论述 正确的是 a 金属的腐蚀一定伴有电流产生b fe在干燥的氯气里比在潮湿的空气里更易被腐蚀c 发生化学能转变为电能的腐蚀时较活泼的金属总是作正极而被腐蚀d 发生电化腐蚀时都有能量的转变 且被腐蚀的金属总是失电子 d 4 如图 水槽中试管内有一枚铁钉 放置数天观察 1 2 中性或碱性 吸氧 fe 2e fe2 o2 2h2o 4e 4oh 酸性 析氢 fe 2e fe2 2h 2e h2 5 2 1 3 4 6 右图装置中 u型管内为红墨水 a b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液 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c 两试管中相同的电极反应式是 fe 2e fe2 d a试管中发生了吸氧腐蚀 b试管中发生了析氢腐