第3节 第3课时金属的腐蚀与防护

第三课时金属的腐蚀和防护,（1）结合所学原电池原理，联系生活了解金属腐蚀的原理。（2）能够利用电化学知识进行金属防护。,当今社会有一个异常棘手的科技难题，那就是“金属的腐蚀与防护”，“发达国家每年由于金属腐蚀造成的直接损失约占全年国民生产总值的2%-4%”，远远超过各种自然灾害造成的损失的总和。以我国为例，金属的腐蚀在2009年至少造成6700亿人民币的损失。,2.金属腐蚀的本质：,金属的腐蚀与防护,1.金属腐蚀：,金属表面与周围的物质发生化学反应或因电化学作用而遭到破坏，称为金属腐蚀。,3.金属腐蚀的类型：,实验操作：向铁粉中加入少量的炭粉，混合均匀后，撒入内壁分别用氯化钠溶液和稀醋酸润湿过的两支试管分别标记为a、b中，按右图1-28装置好仪器。几分钟后，打开止水夹，观察、比较导管中水柱（在水中滴加几滴红墨水）的变化和试管中的现象。实验现象：思考1：导管中的水柱变化说明什么问题？思考2：向铁粉中加入炭粉的作用是什么？,探究金属的电化学腐蚀原理,请大家根据原电池原理，写出电极反应式及电池反应方程式。a装置中：负极：_正极：_电池反应：_a装置中进一步反应：b装置中:负极：_正极：_电池反应：_结论：中性或酸性很弱或碱性条件下，易发生腐蚀。当钢铁处于酸性气氛中时，易发生腐蚀；析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于腐蚀。,Fe2e-=Fe2+,2H+2e-=H2,Fe+2H+=Fe2+H2,2Fe4e-=2Fe2+,O2+4e-+2H2O=4OH-,2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2,吸氧,析氢,电化学,钢铁的析氢腐蚀示意图,钢铁的吸氧腐蚀示意图,金属的腐蚀与防护,通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。,金属的腐蚀与防护,联想.质疑,铁生锈的现象随处可见。你有没有想过，为什么铁在潮湿的环境中比在干燥的环境中更容易生锈？为什么在空气与水交界处更容易生锈？,金属的腐蚀与防护,Cu,Cu,Fe,Fe2+,2e-,OH-,H2O,O2,Fe-2e=Fe2+,负极：(Fe),正极：(Cu),电解质溶液：,空气中的SO2,CO2溶于水膜中,O2+2H2O+4e-=4OH-,2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2,电池总反应：,4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,后续反应：,Fe2O3nH2O,（铁锈）,金属的防护方法,1、覆盖保护层如电镀、涂油、刷漆等2、经浓硝酸等强氧化剂处理或者运用电化学方法使金属表面钝化。,思考：根据金属腐蚀的原理，结合生活实际你能想出什么防止金属腐蚀的方法？,3、改变金属内部的组织结构，如制成不锈钢、铝合金等,发现问题,电镀是一种常用的防止金属腐蚀的方法，例如镀锌铁板和镀锡铁板，但是当镀层部分破损时，他们还能继续起保护作用吗？,因为锌比铁还原性强，镀层破损后，锌作为负极发生氧化反应，铁作为正极被保护。而金属锡还原性比铁弱，镀层破损后铁作为负极发生氧化，使腐蚀更加严重。以上信息对于金属的防护有什么启示呢？,金属的电化学防护,1、利用原电池原理,-牺牲阳极的阴极保护法,航海的船只的船底四周镶嵌锌块（白色），就是利用牺牲阳极的阴极保护法。,用牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须定期更换,锌块,【思考】镀锌铁板与镀锡铁板在镀层破损后谁的防腐效果会变差？,2、电解池原理,金属的电化学防护,废铁,-外加电流的阴极保护法,【例1】钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的电极反应式为_。(2)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用图甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用_(填字母)。A铜B钠C锌D石墨(3)图乙所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的_极。,学以致用,C,负,【例2】（2010山东高考题修改版）对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。(1)以下为铝材表面处理的一种方法：碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是_(用离子方程式表示)，为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的_。aNH3bCO2cNaOHdHNO3,2Al2OH6H2O=2Al(OH)43H2,b,以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面钝化形成氧化膜，阳极电极反应式为_(2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀铜时用_做阳极(3)利用右图装置，可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于_处。若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为_。,2Al3H2O6e=Al2O36H,铜,N,牺牲阳极的阴极保护法,【例3】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),金属腐蚀快慢规律作电解池阳极引起的腐蚀作原电池负极引起的腐蚀化学腐蚀原电池原理的防护电解原理的防护；,金属的腐蚀与防护,完成学案随堂达标检测1-5题限时5分钟,课堂小结,一、金属的腐蚀金属腐蚀本质：Mne-Mn+（氧化反应）电化学腐蚀原电池反应（1）析氢腐蚀(酸性较强的溶液)（2）吸氧腐蚀(中性或弱酸性溶液)二、金属防护（防止被氧化）电化学防护1、牺牲阳极的阴极保