高中化学《金属的腐蚀与防护》课件苏教版选修

金属的腐蚀和防护,铁锈的主要成分：Fe2O3XH2O,铜器表面生成铜绿,主要成分：Cu2(OH)2CO3,1.,2.,金属阳离子,失e-,氧化反应,金属腐蚀的类型,化学腐蚀,电化腐蚀,析氢腐蚀,吸氧腐蚀,（常见普遍）,金属原子,金属腐蚀的本质：,3.,金属腐蚀：,金属（或合金）跟周围接触到的气体（或液体）反应而腐蚀损耗的过程。,一、金属的电化学腐蚀,金属的化学腐蚀：金属跟接触到的物质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，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子被氧化的腐蚀。,铁与酸反应，铁被腐蚀。腐蚀速率较慢。,铁作负极（阳极）被腐蚀腐蚀速率较快。,（按下图进行实验）请比较下列现象的差异？,图一,联系旧知,化学腐蚀与电化腐蚀的比较,金属跟非金属单质直接接触,不纯金属或合金跟电解质溶液接触,无电流产生,有微弱电流产生,金属被氧化,较活泼金属被氧化,两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍,电化学腐蚀化学腐蚀,2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2,右侧导管内液面上升,右侧导管内液面下降,有气体参与反应(O2),有气体生成(H2),发生吸氧腐蚀,发生析氢腐蚀,水膜酸性很弱或呈中性,水膜酸性较强,O2+2H2O+4e-=4OH-,2H+2e-=H2,Fe-2e-=Fe2+,较低,较高,Fe+2H+=Fe2+H2,Fe2+2OH-=Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3nH2O+(3-n)H2O,较高,较低,归纳小结2,学生阅读课本P23后,钢铁表面形成的微小原电池示意图,1、析氢腐蚀（酸性水溶液）,负极：Fe2e=Fe2+,总反应：Fe+2H+=Fe2+H2,正极：2H+2e=H2,(一)、钢铁的腐蚀,2、吸氧腐蚀（中性水溶液）,负极：2Fe-4e=2Fe2+,正极：O2+2H2O+4e=4OH,总反应：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2,后续反应：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,Fe2O3,练习：如图,水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：,（1）若液面上升，则溶液呈_性，发生_腐蚀，电极反应式为：负极：_,正极：_；,（2）若液面下降，则溶液呈_性，发生_腐蚀，电极反应式为：负极：_正极：_。,中性或碱,吸氧,2Fe4e-2Fe2+,O2+2H2O+4e-4OH,酸,析氢,Fe2eFe2+,2H+2e-H2,【交流与讨论】：,铁生锈除了必须有空气及水的参与外，还受其他一些因素的影响.请解释下列有关铁生锈现象的原因.,1.相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀.,海轮更容易被腐蚀，是因为海水中含有较多的氯化钠等盐类，导电能力比内河的水更强，而在电解质溶液中，电化学腐蚀更易进行.,2.1910年遗留在南极的食品罐头盒，其表面至今很少有铁锈出现.,由于南极的温度常年在0以下，说明在较高温度下，腐蚀更易进行.,3.用于连接铜板的铁螺丝容易生锈.,由于铁与铜及空气中的水蒸气构成了原电池，铁作电池的负极，因此更容易腐蚀而生锈.,4.当化工厂派出的废气为酸性气体时,工厂附近的铁制品容易生锈.,因为铁制品在酸性条件下比在中性条件下更易被腐蚀.,及时反馈,1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),2、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),1.防止金属腐蚀最常见的方法就是在金属的表面覆盖保护层，生活中常见的通过覆盖保护层防止铁生锈的方法：（1）在铁的表面喷涂上防腐油漆（如桥梁、汽车、船舶）（2）油和油脂可以用来保护机器中由金属制成的转动部分，如齿轮。（3）在铁的表面覆盖一层其他金属（如镀锡、镀锌）等等，这是通过使钢铁与空气、水隔绝来达到防腐蚀的目的。,二、金属的电化学保护,2.我们还可以改变金属的组成和结构的方法来阻止金属腐蚀。例如在钢中加入镍、铬等耐蚀金属形成不锈钢。,原理：,形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。,（1）牺牲阳极的阴极保护法,牺牲阳极的阴极保护法示意图,3.电化学保护法,（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。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。,3.2000年5月，保利集团在香港拍卖会上花费3000多万港币购回在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首，普通铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分是Cu2(OH)2CO3这三件1760年铜铸的国宝在240年后看上去仍然熠熠生辉不生锈，下列对起原因的分析，最可能的是：A.它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金B.环境污