江苏省连云港市赣榆县赣榆县海头高级中学高中化学 专题1 第三单元 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,课程标准导航1.了解金属电化学腐蚀的原因。2认识金属腐蚀的危害，了解金属防护的一般方法。,一、金属的电化学腐蚀1金属腐蚀(1)定义：金属或合金与周围环境中的物质发生_而腐蚀损耗的现象。(2)实质：金属_电子被_。,自主学习,化学反应,失去,氧化,(3)类型化学腐蚀：指金属与其他物质_发生氧化还原反应而引起的腐蚀。电化学腐蚀：指不纯的金属或合金发生_反应，使较活泼的金属_电子被_而引起的腐蚀。2电化学腐蚀(1)吸氧腐蚀：钢铁表面吸附的水膜_性_或呈_性时，氧气参加电极反应。,直接接触,原电池,失去,氧化,酸,很弱,中,负极：_；正极：_；总反应：_。fe(oh)2fe(oh)3fe2o3nh2o，反应的化学方程式为_、2fe(oh)3=fe2o3nh2o(3n)h2o。,2fe4e=2fe2,2h2oo24e=4oh,2feo22h2o=2fe(oh)2,4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3,(2)析氢腐蚀：金属表面的电解质溶液_较强，腐蚀过程有_放出。负极反应：_；正极反应：_；总反应：_。,酸性,h2,fe2e=fe2,2h2e=h2,fe2h=fe2h2,想一想1纯铁片放入稀h2so4中发生的是析氢腐蚀吗？提示：不是析氢腐蚀而是化学腐蚀，因为没有形成原电池。,二、金属的电化学防护1牺牲阳极的阴极保护法将被保护金属与比其更活泼的金属连接在一起，更活泼的金属作_被腐蚀，作为_的金属被保护。2外加电流的阴极保护法,阳极(负极),阴极(正极),想一想2电化学防护的实质是什么？提示：电化学防护的实质是把被保护的金属作原电池的正极或电解池的阴极，不参与电极反应，从而不被氧化。,自主体验,1下列关于金属腐蚀的叙述正确的是()a金属在潮湿的情况下腐蚀，其实质是：2m2nh2o=2m(oh)nnh2b金属发生化学腐蚀的实质是：mne=mn，金属失去电子，被氧化c金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行d金属的电化学腐蚀必须在酸性条件下进行,解析：选b。金属的腐蚀是普遍现象，不仅有析氢腐蚀还有吸氧腐蚀，电化学腐蚀是化学腐蚀的一种。,2下列关于金属的防护方法的说法正确的是()a我们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给铁件通入直流电，把铁件与电源正极相连接c轮船在船壳水线以下常装有一些锌快，这是利用了牺牲阳极的阴极保护法d钢铁制品的暖气管管道外常涂有一层沥青，这是钢铁的电化学保护法,解析：选c。a项涂层破损后金属铁直接暴露在空气中，搪瓷层已不能再对破损部位形成有效的保护；b项中利用的是外加电流的阴极保护法，铁件应与直流电源负极相连接，才能保护铁不被腐蚀；c项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。,3.如图所示，水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：(1)铁钉在逐渐生绣，则铁钉的腐蚀属于_腐蚀。(2)若试管内液面上升，则原溶液呈_性，发生_腐蚀，电极反应：负极：_，正极：_。,(3)若试管内液面下降，则原溶液呈_性，发生_腐蚀，电极反应：正极：_，负极：_。解析：根据原电池的构成条件，两种不同的材料在有电解质溶液时，若形成闭合回路，即可构成原电池。铁钉实际上是钢制成的，在这种情况下，具备形成原电池的条件，此时发生的腐蚀属于电化学腐蚀。,根据金属腐蚀的条件、原理及结果可知：试管内液面上升，说明试管内压强减小，气体被吸收所致，是铁钉吸氧腐蚀的结果，据此可写出电极反应；试管内液面下降说明试管内气体压强变大，试管内产生了新气体所致，是铁钉析氢腐蚀的结果。,答案：(1)电化学(2)弱酸(或中)吸氧2fe4e=2fe2o22h2o4e=4oh(3)较强的酸析氢2h2e=h2fe2e=fe2,探究导引1你认为硫酸厂附近的金属发生的腐蚀主要是哪一类腐蚀？提示：硫酸厂附近空气中的二氧化硫的含量比其他地方高，导致金属接触的溶液酸性较强，若发生电化学腐蚀则是析氢腐蚀。,要点一金属的腐蚀,探究导引2现实生活中化学腐蚀与电化学腐蚀哪种更普遍？析氢腐蚀与吸氧腐蚀哪个更普遍？提示：在通常状况下，由于金属不纯或是合金，故在潮湿的空气中电化学腐蚀更普遍。金属表面不会遇到酸性较强的溶液，所以吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式。,要点归纳,1化学腐蚀和电化学腐蚀的联系和区别,2.析氢腐蚀与吸氧腐蚀的联系和区别,1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硫酸溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是(),即时应用,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：fe2e=fe2da试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀,解析：选b。a、b试管中均发生铁的电化学腐蚀，在食盐水中的fe发生吸氧腐蚀，正极为碳：2h2oo24e=4oh，负极为铁：2fe4e=2fe2，由于吸收o2，a管中气压降低；b管中的电解质溶液是酸性溶液，故发生析氢腐蚀，正极：2h2e=h2，负极：fe2e=fe2。由于放出氢气，b管中气压增大，故u型管中的红墨水应是左高右低，b选项错误。,探究导引1电化学防护的实质是什么？提示：电化学防护的实质是把被保护的金属作原电池的正极或电解池的阴极，不参与电极反应，从而不被氧化。,要点二金属腐蚀快慢的判断,探究导引2影响金属腐蚀的因素有哪些？提示：金属的本性和介质两个方面。就金属本性而言，金属越活泼，就越易失电子而被腐蚀。介质对金属腐蚀的影响也很大，如果金属在潮湿空气中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，都容易被腐蚀。,要点归纳,金属腐蚀的快慢可用下列规律来判断：1电解原理引起的腐蚀(即电解池的阳极)原电池原理引起的腐蚀(即原电池的腐蚀)化学腐蚀有防护措施的腐蚀(即电解池的阴极、原电池的正极及加有镀层的金属等)。反之，防腐蚀措施由好到差的顺序为：外加电源的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法有一般防护条件的防腐蚀法无防护条件的防腐蚀法。,2活泼性不同的两金属，活泼性越强的金属，腐蚀越快。两电极材料的活泼性差别越大，氧化还原反应的速度越快，活泼金属被腐蚀的速度就越快。3对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。4对同一种金属来说，腐蚀快慢的规律如下：强电解质溶液弱电解质溶液非电解质溶液。,即时应用,2下图所示各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀，腐蚀的速率由快到慢的顺序为(),abcd解析：选c。判断金属腐蚀的快慢，首先判断该金属是充当原电池的电极还是电解池的电极。电解池的阳极，金属腐蚀最快，其次是原电池的负极腐蚀较快，而作为电解池的阴极和原电池的正极则不被腐蚀。中fe作为电解池的阳极，腐蚀最快；,均为原电池，中fe为正极不被腐蚀，中fe均为负极被腐蚀，fe和cu的金属活动性差别比fe和sn大，故中铁腐蚀较快，其腐蚀的速率由快到慢的顺序为。,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：,回答以下问题：(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)。,【思路点拨】解答本题应注意以下两点：(1)铁丝中含碳，形成原电池而发生电化学腐蚀。(2)铁丝的腐蚀与接触的条件有关。,【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，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fe2e=fe2，正极反应是o22h2o4e=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，根据铁锈蚀的类型，可采用牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法，还可把铁制成不锈钢(合金)，亦可采用喷油漆、涂油、电镀、表面钝化等方法使铁与空气、水等物质隔离，以防止金属腐蚀。,【答案】(1)3、4、5、6fe2e=fe22h2oo24e=4oh(2)湿度、温度、o2的浓度、电解质存在(3)电镀、发蓝等表面覆盖保护层，牺牲阳极的阴极保护法等,【名师点睛】金属腐蚀的防护方法有：(1)改变金属的内部组织结构(2)在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流的阴极保护法,铁被腐蚀速率的探究【经典案例】如图所示，除a烧杯中盛水外，其余烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。,(1)c中cu极电极反应式为_，cu极附近溶液的ph_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(2)e中被腐蚀的金属是_，总反应的离子方程式是_。(3)比较烧杯中铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是_。,【解析】(1)装置c属原电池，cu作正极，电极反应为2h2e=h2，故cu极附近溶液的ph增大。(2)装置e属电解池，zn作阳极，电极反应为zn2e=zn2，fe作阴极，电极反应为2h2e