金属的化学性质.pptx

金属的腐蚀和防护人教版化学选修一第三章第二节抚顺德才高级中学商弘金,金属的腐蚀和防护,学习目标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。,一、金属的腐蚀金属的腐蚀是指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行而的过程。金属的腐蚀一般分为腐蚀和腐蚀。1.化学腐蚀金属跟接触到的物质而引起的腐蚀。,直接发生化学反应,化学反应,腐蚀损耗,化学,电化学,2.电化学腐蚀(1)电化学腐蚀的概念不纯的金属(或合金)跟溶液接触时，会发生反应，比较活泼的金属电子而被，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。,氧化,电解质,原电池,失去,(2)电化学腐蚀的类型在潮湿的空气里，钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜。水能电离出少量的H和OH，同时由于空气中CO2的溶解，使水里的H增多：H2OCO2H2CO3。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。Fe是负极，电极反应为。,Fe2e=Fe2,钢铁表面的水膜酸性很弱或者呈中性，在正极上是溶解在水膜中的O2得到电子而被还原(钢铁的腐蚀主要是这种情况)：。这种腐蚀称为。如果水膜的酸性较强，在正极，则是溶液中的H得到电子而被还原：。这种腐蚀称为。,析氢腐蚀,2H2OO24e=4OH,吸氧腐蚀,2H2e=H2,议一议1.化学腐蚀和电化学腐蚀有什么异同？试完成下列表格。,化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍，危害更严重,直接接触,溶液接触,发生原电池反应,金属,较活泼金属被氧化,无电流产生,有微弱电流产生,2.为什么说电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因？答案由于钢铁直接接触化学物质而发生化学腐蚀的机会并不多，而接触电解质溶液的机会却比较多，且钢铁本身又是铁碳合金。因此，主要形成原电池而发生电化学腐蚀。3.为什么钢铁在潮湿的环境中比在干燥的环境中更容易生锈？答案不纯的金属或合金，在潮湿的空气中形成微小原电池发生电化学腐蚀，主要发生吸氧腐蚀，加快了反应速率。,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。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：金属在的空气中、接触气体或溶液，都容易被腐蚀。,电解质,活泼,电化学腐蚀,潮湿,腐蚀性,2.金属腐蚀的本质金属腐蚀的本质是变成的过程。越活泼的金属，越被腐蚀。3.金属的防护方法,不锈钢,容易,金属的防护,金属原子失去电子,阳离子,涂油漆,电镀,失电子,议一议如图，一根铁丝插入煮沸过的蒸馏水中，铁丝上有三点。(1)A、B、C三点中腐蚀最快的是_。解析根据题意可知：A在煮沸的蒸馏水内部，因缺少氧气，很难形成电解质溶液，几乎不腐蚀；B在水面处，潮湿又存在空气，易发生电化学腐蚀；C在水面以上，与氧气发生化学腐蚀。根据同一种物质，发生电化学腐蚀与化学腐蚀的对比可知B处铁丝的腐蚀比C处的快。,B,(2)若向蒸馏水中加入少量食盐，B处的腐蚀速率将_(填“加快”、“不变”或“减慢”)。解析蒸馏水中加入少量食盐(强电解质)，增强了原电池中电解质溶液的导电能力，B点腐蚀速率加快。,加快,(3)若将蒸馏水换成：0.1molL1H2SO4溶液；1molL1H2SO4溶液；18.4molL1H2SO4溶液，则A处腐蚀由快到慢的顺序是_。解析硫酸为稀硫酸，但是中硫酸的浓度小于中硫酸的浓度，铁丝在中的腐蚀速率比中的快，中18.4molL1的硫酸(98%)是浓硫酸，铁很快发生了钝化，几乎不腐蚀。,1.吸氧腐蚀与析氢腐蚀的比较例1下图是铁钉在某溶液中被腐蚀的实验(开始时试管中液面和试管外液面等高)。(1)甲、乙两图溶液中呈酸性的是_(填“甲”或“乙”)。(2)甲图中电极反应式：正极_，负极_。(3)乙图中发生反应的离子方程式是_。,解析从两图中液面的高度可以看出，甲图试管内液面上升，说明气体体积减小，有氧气被吸收，发生吸氧腐蚀。乙图试管内液面下降，说明气体体积增大，有氢气生成，发生析氢腐蚀。答案(1)乙(2)O22H2O4e=4OH2Fe4e=2Fe2(3)Fe2H=Fe2H2,知识归纳,变式训练1如图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH4久置的雨水和生铁片。实验时观察到：开始时导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管内液面。下列说法正确的是(),A.生铁片中的碳是原电池的阳极，发生还原反应B.雨水酸性较强，生铁片仅发生析氢腐蚀C.墨水回升时，碳电极反应式为O22H2O4e=4OHD.具支试管中溶液pH逐渐减小,解析生铁片中的碳是原电池的正极，A错；雨水酸性较强，开始时铁片发生化学腐蚀和析氢腐蚀，产生氢气，导管内液面下降，一段时间后铁片发生吸氧腐蚀吸收氧气，导管内液面回升，B错；墨水回升时，铁片发生吸氧腐蚀，碳极为正极，电极反应为O22H2O4e=4OH，C对；铁片无论是发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，具支试管内溶液pH均增大，D错。答案C,2.金属腐蚀快慢的比较例2如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为()A.B.C.D.,解析中Fe为电解池的阳极，是腐蚀最快的；是电解池的阴极，是保护效果最好的；是原电池，中Fe是负极，易被腐蚀，但因电极材料Sn与Fe比Cu与Fe的活泼性差距小，中Fe更易腐蚀；中Fe为原电池的正极，被保护。答案C,规律方法(1)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护措施的腐蚀。(2)对同一种金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液弱电解质溶液非电解质溶液。(3)活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，腐蚀越快。(4)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。,3.探讨金属的防护措施例3下列几种铁板在镀层被破坏后，最耐腐蚀的是()A.镀锌铁板B.镀铜铁板C.镀锡铁板D.镀铅铁板解析A项镀锌铁板，镀层被破坏后，构成锌铁原电池，锌为负极被氧化；铁为正极，铁得以保护，故最耐腐蚀；B、C、D三项中镀层被破坏后，铁容易被腐蚀；因为铜、锡、铅的金属性比铁弱，形成原电池时，铁为负极失去电子被氧化，故不耐腐蚀。,A,防护措施归纳(1)涂保护层，如涂油漆、涂油脂、电镀、表面处理等。(2)保持干燥。(3)改变金属的内部结构，使其稳定，如制成不锈钢。(4)牺牲阳极的阴极保护法，即用一种更为活泼的金属与要保护的金属构成原电池。如在如图所示装置中，因Zn比Fe活泼，所以：Zn(负极):Zn2e=Zn2(氧化反应)；Fe(正极)：氧化剂在此得Zn失去的电子。,(5)外加电源法。将被保护的金属与电源的负极相连接，由于电源负极向该金属提供电子，该金属就不失电子而得以保护。,变式训练3为了保护地下钢管不受腐蚀，可采用的方法是()A.将它与直流电源负极相连B.将它与直流电源正极相连C.将它与铜板相连D.将它与银板相连解析本题是为保护地下钢管不受腐蚀。从选项内容来看，应采用的是电化学保护方法，只要是使钢管上有富集的电子就可受到保护，所以把钢管作原电池的正极或电解池的阴极。,A,1.关于化学腐蚀与电化学腐蚀的比较正确的是()A.金属的化学腐蚀和电化学腐蚀都是金属与电解质溶液直接接触B.化学腐蚀时无电子转移，电化学腐蚀时有电子转移C.化学腐蚀与电化学腐蚀都是金属失电子被氧化的过程D.化学腐蚀反应速率快，电化