第三章第二节金属的腐蚀和防护

1、第三章第三章 探索生活材料探索生活材料第二节第二节 金属的腐蚀和防护金属的腐蚀和防护铁锈斑斑铁锈斑斑铁管生锈了铁管生锈了四川省宜宾市城区的南门大桥四川省宜宾市城区的南门大桥钢铁钢铁生锈生锈造成大桥造成大桥断裂断裂！断裂断裂铜器表面生成一层薄薄的铜器表面生成一层薄薄的铜绿铜绿铜绿的主要铜绿的主要成分是成分是Cu2(OH)2CO3一、金属的腐蚀一、金属的腐蚀 左边家用燃气灶的中心部位很容易生锈，而右边的左边家用燃气灶的中心部位很容易生锈，而右边的食品罐头放在南极食品罐头放在南极80多年了，却很少生锈多年了，却很少生锈升温可加升温可加快金属腐快金属腐蚀蚀温度对化学腐蚀的影响：温度对化学腐蚀的影响：

2、升温加快升温加快金属腐蚀金属腐蚀降温减慢降温减慢金属腐蚀金属腐蚀海边的铁制品比较容易生锈，为什么？海边的铁制品比较容易生锈，为什么？原电池反原电池反应可加快应可加快金属腐蚀金属腐蚀请比较下列现象的差异？请比较下列现象的差异？铁与酸反应，铁被腐蚀。铁与酸反应，铁被腐蚀。腐蚀速率较慢。腐蚀速率较慢。铁作负极被腐蚀铁作负极被腐蚀腐蚀速率较快。腐蚀速率较快。原电池反应对化学腐蚀的影响：原电池反应对化学腐蚀的影响： 加快加快金属腐蚀金属腐蚀 原电池的组成条件原电池的组成条件:(1)、活泼性不同的两种金属（或金属与石、活泼性不同的两种金属（或金属与石墨）构成两个电极墨）构成两个电极(2)、电解质溶液、电解

3、质溶液(3)、构成闭合电路、构成闭合电路(4)、自发的氧化还原反应、自发的氧化还原反应发生发生氧化氧化反应的是反应的是_极（电极消耗）极（电极消耗） 发生发生_反应的是反应的是_极（电极放出气体或析极（电极放出气体或析出金属）出金属）原电池正负极的判断原电池正负极的判断根据金属的活泼性判断根据金属的活泼性判断根据电极反应来判断根据电极反应来判断活泼活泼金属做极金属做极, 不活泼不活泼金属金属(或可导电的非或可导电的非金属）做极金属）做极还原还原负负正正负负正正钢铁的电化学腐蚀：钢铁的电化学腐蚀：CO2负极：，电极反应式：负极：，电极反应式：正极：，电极反应式：正极：，电极反应式：总反应式：总反

4、应式：Fe2e-Fe2+2H+2e-H2Fe+2H+ Fe2+H2铁铁碳碳H2O + CO2 H2CO3H+ + HCO3-钢铁的电化学腐蚀：钢铁的电化学腐蚀：负极：，电极反应式：负极：，电极反应式：正极：，电极反应式：正极：，电极反应式：总反应式：总反应式：2Fe4e-2Fe2+2H2O + O2 + 4e- 4 OH-2Fe+ 2H2O + O2 2 Fe(OH)2铁铁碳碳注意：注意：（1）电化腐蚀是通过构成无数微小的原电）电化腐蚀是通过构成无数微小的原电池而发生的，作为负极的较活泼金属将不断池而发生的，作为负极的较活泼金属将不断被腐蚀。而不活泼的金属（或非金属或其它被腐蚀。而不活泼的金属

5、（或非金属或其它杂质）则被保护。杂质）则被保护。（2）电化学腐蚀，只有当金属跟电解质溶）电化学腐蚀，只有当金属跟电解质溶液接触时，才会发生，并伴有微电流产生。液接触时，才会发生，并伴有微电流产生。(3)升温、原电池反应都可加快金属腐蚀升温、原电池反应都可加快金属腐蚀钢铁的两种环境下的腐蚀比较钢铁的两种环境下的腐蚀比较（1）（2）Fe2O3 nH2O（铁锈铁锈）通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。条件条件较强较强酸性酸性。中性中性 酸性很弱酸性很弱电极反应电极反应负极负极Fe(- )Fe-2e=Fe2+2Fe-4e=2Fe2+正极正极C(+)2H+2e=H

6、2O2+2H2O+4e=4OH-总反应总反应:Fe+2H+=Fe2+H22Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联系联系生成铁锈：生成铁锈：水膜呈水膜呈_水膜呈水膜呈_或或_两者往往两者往往同时同时发生，电化腐蚀更普遍发生，电化腐蚀更普遍相互相互联系联系较活泼较活泼金属被氧化金属被氧化金属被氧化金属被氧化本质本质有有微弱电流微弱电流产生产生无电流无电流产生产生现象现象不纯不纯金属或合金金属或合金跟跟电解质溶液电解质溶液及氧化及氧化剂接触剂接触金属跟氧化性物质金属跟氧化性物质直接接触直接接触条件条件电化学腐蚀电化学腐蚀化学腐蚀化学腐蚀化学腐蚀

7、与电化学腐蚀的比较化学腐蚀与电化学腐蚀的比较 小结：小结：1、金属腐蚀的本质：、金属腐蚀的本质：_e-发生发生_反应反应金属金属_金属原子金属原子氧化氧化失去失去阳离子阳离子2、金属腐蚀的、金属腐蚀的分类分类化学腐蚀化学腐蚀电化腐蚀电化腐蚀酸性环境酸性环境中性或碱性环境中性或碱性环境（常见普遍）（常见普遍）金属腐蚀的危害金属腐蚀的危害 金属的腐蚀对国民经济带来的损失是惊人的，金属的腐蚀对国民经济带来的损失是惊人的，据据70年代美国的一份统计报告，全世界每年年代美国的一份统计报告，全世界每年由于腐蚀而报废的金属设备和材料，约相当由于腐蚀而报废的金属设备和材料，约相当于金属年产量的于金属年产量的1

8、/3，至于因设备腐蚀损坏而，至于因设备腐蚀损坏而引起的停工减产、产品质量下降、污染环境、引起的停工减产、产品质量下降、污染环境、危害人体健康甚至造成严重事故的损失，就危害人体健康甚至造成严重事故的损失，就更无法估计了。当前，世界各国都有许多优更无法估计了。当前，世界各国都有许多优秀的科学家，从事金属腐蚀理论及防护方法秀的科学家，从事金属腐蚀理论及防护方法的研究工作。有志者可选择这方面的课题研的研究工作。有志者可选择这方面的课题研究，一定会大有作为；一旦有新的突破，产究，一定会大有作为；一旦有新的突破，产生的经济效益和社会影响，必将是巨大的。生的经济效益和社会影响，必将是巨大的。 二、金属的防护

9、二、金属的防护 P56思考思考金属腐蚀的防护思路和方法是？金属腐蚀的防护思路和方法是？金属腐蚀的防护思路和方法是：主要从金属的金属腐蚀的防护思路和方法是：主要从金属的本质和介质两方面考虑，如改变金属的内部组本质和介质两方面考虑，如改变金属的内部组织结构，在金属表面覆盖保护层等等织结构，在金属表面覆盖保护层等等(三三) 、金属的防护方法、金属的防护方法 P561、改变金属的内部组织结构，例如：、改变金属的内部组织结构，例如：思考与交流思考与交流 P56讨论自行车不同构件的防锈措施讨论自行车不同构件的防锈措施 自行车如何防生锈？自行车如何防生锈？是在金属表面镀上一层耐腐蚀的金属，如自是在金属表面镀

10、上一层耐腐蚀的金属，如自行车的钢圈和车铃是在钢上行车的钢圈和车铃是在钢上镀镀上一层既耐腐上一层既耐腐蚀又耐磨的蚀又耐磨的Cr自行车的车把、自行车的车把、车辐条、钢圈车辐条、钢圈和车铃防锈措和车铃防锈措施是什么？施是什么？健身器材如何防锈？健身器材如何防锈？刷油漆刷油漆1、请根据以下的生活中的例子，总结金属防护常、请根据以下的生活中的例子，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？金属腐蚀的目的？P57思考与交流思考与交流衣架和电线如何防锈？衣架和电线如何防锈？外面包上一层塑料层外面包上一层塑料层某些工具的某些工具的“机械传

11、动部位机械传动部位” ，能用，能用油漆来防锈吗？油漆来防锈吗？不能用油漆来防锈，而是选用油脂不能用油漆来防锈，而是选用油脂应选用什么呢？应选用什么呢？2、你还知道哪些防止金属腐蚀、你还知道哪些防止金属腐蚀的方法？举例说明的方法？举例说明 P57思考与交流思考与交流(三三) 、金属的防护方法、金属的防护方法 P56空气空气水水隔离隔离船身如何防腐蚀的？船身如何防腐蚀的？用牺牲锌块的方法来保护用牺牲锌块的方法来保护船身上装锌块船身上装锌块 如何防止地下钢铁管道的腐蚀？如何防止地下钢铁管道的腐蚀？用牺牲镁块的方法来防止地下钢用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块要定期更换铁管道的腐蚀，镁块要

12、定期更换3、金属的电化学防护、金属的电化学防护 P57做负极材料常用的有做负极材料常用的有_镁、铝、锌镁、铝、锌知识总结知识总结P58请你当设计师，假设用钢材在请你当设计师，假设用钢材在杭州西湖内杭州西湖内建建造能使用造能使用20年左右年左右的一座大桥，有三种防锈的一座大桥，有三种防锈措施供选择，你认为各种方法有什么优、缺措施供选择，你认为各种方法有什么优、缺点？你优先选择哪种方法？理由是什么？点？你优先选择哪种方法？理由是什么？（1）涂上油漆）涂上油漆（2）使用镀铬的钢）使用镀铬的钢（3）使用不锈钢）使用不锈钢P57思考与交流思考与交流如何选用防锈方法如何选用防锈方法-请你决策请你决策涂油漆

13、涂油漆的优点是成本较低，缺点是油漆层容易的优点是成本较低，缺点是油漆层容易脱落，保护作用一般，不太适合大桥要使用多脱落，保护作用一般，不太适合大桥要使用多年的要求，而且也不适合在风景区使用。年的要求，而且也不适合在风景区使用。使用镀铬的钢使用镀铬的钢的优点是保护作用优良，外表美的优点是保护作用优良，外表美观，适合在风景区使用。观，适合在风景区使用。使用不锈钢使用不锈钢的用点是保护作用优异，外表美的用点是保护作用优异，外表美观，但成本较高，应酌情考虑。观，但成本较高，应酌情考虑。钢铁在钢铁在酸性环境腐蚀酸性环境腐蚀示意图示意图钢铁在钢铁在碱性或中性环境碱性或中性环境腐蚀腐蚀示意图示意图知识点知识

14、点:金属的电化学腐蚀原理，金属的电化学腐蚀原理，金属防护的常用方法和意义金属防护的常用方法和意义1、下列装置中四块相同的、下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间片，放置一段时间后腐蚀速率由后腐蚀速率由慢慢到到快快的顺序是的顺序是_(4) (2)(1) (3)2. 有人设计以有人设计以Pt和和Zn为电极材料，埋入为电极材料，埋入人体内作为某种心脏病人的心脏起搏器人体内作为某种心脏病人的心脏起搏器的能源。它依靠人体内血液种含有一定的能源。它依靠人体内血液种含有一定浓度的溶解氧、浓度的溶解氧、H+和和Zn2+进行工作。它进行工作。它的两极电极反应式分别的两极电极反应式分别为：为： 、 。（负极：（

15、负极：Zn-2e-=Zn2+ , 正极：正极：2H2O+O2+4e-=4OH-,） 3、 烧过菜的铁锅未及时洗净，第二天便出现红棕烧过菜的铁锅未及时洗净，第二天便出现红棕色锈斑（该锈斑为色锈斑（该锈斑为Fe(OH)3失水的产物），试用有失水的产物），试用有关的电极反应式，离子方程式和化学方程式表示关的电极反应式，离子方程式和化学方程式表示Fe(OH)3的生成的生成 （1）负极）负极_； （2）正极）正极_； （3）离子方程式）离子方程式_； （4）化学方程式）化学方程式_2Fe4e-2Fe2+2H2O + O2 + 4e- 4 OH-2Fe+ 2H2O + O2 2 Fe(OH)22Fe+ 2

16、H2O + O2 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)34.埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种情况下被腐蚀速率最慢的是情况下被腐蚀速率最慢的是 ( )A在潮湿疏松的土壤中；在潮湿疏松的土壤中； B在含铁元素较多的酸性土壤中；在含铁元素较多的酸性土壤中；C在干燥致密不透气的土壤中；在干燥致密不透气的土壤中； D在含碳较多的潮湿透气的中性土壤在含碳较多的潮湿透气的中性土壤C 5 5在装有水的容器中，用棉线悬挂一个在在装有水的容器中，用棉线悬挂一个在水中保持平衡的金属棒，该棒由铁和铜焊水中保持平衡的金属棒，该棒由铁和铜焊接而成，棉线系在

17、两种金属接缝处（如接而成，棉线系在两种金属接缝处（如图），再向水中加入少量图），再向水中加入少量CuSOCuSO4 4，经过一段，经过一段时间应看到的现象是时间应看到的现象是 ( )( ) A A铁端将附着铜增重下沉；铁端将附着铜增重下沉； B B铜端将附着铜增重下沉；铜端将附着铜增重下沉； C C铁端将变细减重上升；铁端将变细减重上升； D D铜端粗细不变将下沉铜端粗细不变将下沉BC(1)、若液面上升，则溶液呈、若液面上升，则溶液呈_性，性，电极反应式为：负极：电极反应式为：负极： _,正极：正极：_ 6、如图、如图, 水槽中试管内有一枚铁水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：钉，放置数天观察：(2)、若液面下降，则溶液呈、若液面下降，则溶液呈_性，性，电极反应式为：电极反应式为： 负极：负极：_ 正极：正极：_弱酸性或中性弱酸性或中性2Fe - 4e-2Fe2+O2+2H2O+4e-4OH较强酸性较强酸性Fe - 2e-Fe2+2H+2e-H2 7.把把a、b、c、d四块金属片浸入稀酸中，用导线两四块金属片浸入稀酸中，用导线两两相连组成原电池。若两相连组成原电池。若a、d相连时，相连时，a为负极；为负极；c、d相连时，电