选修1金属的腐蚀和防护市公开课金奖市赛课一等奖课件

铁锈斑斑第1页四川省宜宾市城区南门大桥钢铁生锈造成大桥断裂！断裂第2页铜器表面生成一层薄薄铜绿[铜绿主要成份是Cu2(OH)2CO3]第3页第三章探索生活材料

第二节金属腐蚀和防护

第4页1.定义：指金属或合金与周围接触到气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗过程。一、金属腐蚀(1)化学腐蚀金属跟接触到物质(如O2、Cl2、SO2等)直接发生化学反应而引发腐蚀。2.分类：化学腐蚀和电化学腐蚀第5页左边家用燃气灶中心部位很轻易生锈，而右边食品罐头放在南极80多年了，却极少生锈升温可加紧金属腐蚀第6页温度对化学腐蚀影响：升温加紧金属腐蚀降温减慢金属腐蚀第7页思索与交流：铁钉锈蚀可能条件假设：只与水接触，不与空气接触不与水接触，只与空气接触既与水接触，又与空气接触既与NaCl溶液接触，又与空气接触既与CH3COOH溶液接触，又与空气接触第8页不纯金属（或合金）跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。（2）电化学腐蚀第9页海边铁制品比较轻易生锈，为何？原电池反应可加紧金属腐蚀第10页化学腐蚀与电化学腐蚀差异铁与酸反应，铁被腐蚀。腐蚀速率较慢。铁作负极被腐蚀腐蚀速率较快。第11页

原电池形成条件:(1)活泼性不一样两种金属（或金属与石 墨）组成两个电极(2)电解质溶液(3)组成闭合电路复习(4)自发氧化还原反应第12页发生____反应是____极（电极消耗）发生____反应是____极（电极放出气体或析出金属）原电池正负极判断依据金属活泼性判断依据电极反应来判断活泼金属做___极,不活泼金属(或可导电非金属）做___极还原负正负正氧化第13页钢铁电化学腐蚀：潮湿空气中吸附了一层薄薄水膜，因为溶解了CO2而形成了电解质溶液①若电解质溶液酸性较强负极：＿＿，电极反应式：正极：＿＿，电极反应式：总反应式：Fe-2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑Fe+2H+＝Fe2++H2↑铁碳H2O+CO2H2CO3H++

HCO3-——析氢腐蚀第14页负极：＿＿，电极反应式：正极：＿＿，电极反应式：总反应式：2Fe-4e-＝2Fe2+2H2O+O2+4e-＝4OH-2Fe+2H2O+O2＝2Fe(OH)2↓铁碳②若电解质溶液酸性较弱或呈中性——吸氧腐蚀第15页注意：（1）电化学腐蚀是经过组成无数微小原电池而发生，作为负极较活泼金属将不停被腐蚀。而不活泼金属（或非金属或其它杂质）则被保护。（2）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。（3）原电池反应能加紧金属腐蚀第16页二者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍相互联络较活泼金属被氧化金属被氧化本质有微弱电流产生无电流产生现象不纯金属或合金跟电解质溶液及氧化剂(O2)接触金属跟含有氧化性物质直接接触条件电化学腐蚀化学腐蚀化学腐蚀与电化学腐蚀比较第17页1.金属腐蚀本质：金属原子金属______，发生_____反应氧化失去e-阳离子2.金属腐蚀分类化学腐蚀电化腐蚀酸性环境中性或碱性环境（普遍）小结：第18页金属腐蚀危害

金属腐蚀对国民经济带来损失是惊人，据70年代美国一份统计汇报，全世界每年因为腐蚀而报废金属设备和材料，约相当于金属年产量1/3，至于因设备腐蚀损坏而引发停工减产、产品质量下降、污染环境、危害人体健康甚至造成严重事故损失，就更无法预计了。当前，世界各国都有许多优异科学家，从事金属腐蚀理论及防护方法研究工作。有志者可选择这方面课题研究，一定会大有作为；一旦有新突破，产生经济效益和社会影响，必将是巨大。第19页二、金属防护(一)影响金属腐蚀原因：(二)金属在什么条件下轻易被腐蚀？金属本性和介质在潮湿空气中、接触腐蚀性气体或电解质，都轻易被腐蚀第20页思索:金属腐蚀防护思绪主要从金属本质和介质两方面考虑，如:◆改变金属内部组织结构，◆在金属表面覆盖保护层等等第21页讨论自行车不一样构件防锈办法第22页2.在金属表面覆盖保护层，使它与________、__________等物质_________。（三）金属防护方法:1.改变金属内部组织结构；如：喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀、表面钝化(氧化成致密氧化膜)、搪瓷、包塑料等方法。空气水隔离如：将Cr、Ni等金属加进钢里制成不锈钢第23页船身怎样防腐蚀？用牺牲锌块方法来保护船身上装锌块第24页怎样预防地下钢铁管道腐蚀？用牺牲镁块方法来预防地下钢铁管道腐蚀，镁块要定时更换第25页消除引发金属发生电化学腐蚀原电池反应3.金属电化学防护原理：在被保护金属上连接比该金属___________，此金属作___极反应受到腐蚀，被保护金属作___极，不反应，起到保护作用。更活泼金属负正做负极材料惯用有_____________镁、铝、锌第26页1.埋在地下输油铸铁管道，在以下各种情况下被腐蚀速率最慢是()A．在潮湿疏松土壤中；B．在含铁元素较多酸性土壤中；C．在干燥致密不透气土壤中；D．在含碳较多潮湿透气中性土壤C第27页2.以下装置中四块相同Zn片，放置一段时间后腐蚀速率由慢到快次序是：________________(4)(2)(1)(3)第28页(1)、改变金属内部组织结构，如(2)、在金属表面覆盖保护层，如(3)、电化学保护法（消除引发金属发生电化腐蚀原电池反应方法）在要保护金属上连接比该金属更活泼金属或合金P57不锈钢覆盖油脂、油漆、搪瓷、塑料、电镀金属、氧化成致密气化膜等(三)金属防护方法知识总结第29页P58请你当设计师，假设用钢材在杭州西湖内建造能使用左右一座大桥，有三种防锈办法供选择，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？（1）涂上油漆（2）使用镀铬钢（3）使用不锈钢P57思索与交流

怎样选取防锈方法---请你决议第30页涂油漆优点是成本较低，缺点是油漆层轻易脱落，保护作用普通，不太适合大桥要使用多年要求，而且也不适合在风景区使用。使用镀铬钢优点是保护作用优良，外表美观，适合在风景区使用。使用不锈钢用点是保护作用优异，外表美观，但成本较高，应酌情考虑。第31页钢铁在酸性环境腐蚀示意图第32页钢铁在碱性或中性环境腐蚀示意图第33页知识点:金属电化学腐蚀原理，金属防护惯用方法和意义第34页2.有些人设计以Pt和Zn为电极材料，埋入人体内作为某种心脏病人心脏起搏器能源。它依靠人体内血液种含有一定浓度溶解氧、H+和Zn2+进行工作。它两极电极反应式分别为：、。（负极：Zn-2e-=Zn2+,正极：2H2O+O2+4e-=4OH-,）第35页3、烧过菜铁锅未及时洗净，第二天便出现红棕色锈斑（该锈斑为Fe(OH)3失水产物），试用相关电极反应式，离子方程式和化学方程式表示Fe(OH)3生成．（1）负极______；（2）正极______；（3）离子方程式______；（4）化学方程式______．2Fe－4e-＝2Fe2+2H2O+O2+4e-＝4OH-2Fe+2H2O+O2＝2Fe(OH)2↓2Fe+2H2O+O2＝2Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3第36页5．在装有水容器中，用棉线悬挂一个在水中保持平衡金属棒，该棒由铁和铜焊接而成，棉线系在两种金属接缝处（如图），再向水中加入少许CuSO4，经过一段时间应看到现象是()A．铁端将附着铜增重下沉；B．铜端将附着铜增重下沉；C．铁端将变细减重上升；D．铜端粗细不变将下沉．BC第37页(1)、若液面上升，则溶液呈_______________性，电极反应式为：负极： ________________,正极：___________________________________6、如图,水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：(2)、若液面下降，则溶液呈__________性，，电极反应式为：负极：__________________________正极：_________________________________弱酸性或中性2Fe-4e-＝2Fe2+O2+2H2O+4e-＝4OH－较强酸性Fe-2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑第38页7.把a、b、c、d四块金属片浸入稀酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、d相连时，a为负极；c、d相连时，电子由c到d；a、c相连时，c极上产生大量气泡；b、d相连时，b极上有大量气泡产生。则四种金属活动性次序由强到弱为：（）A.a>b>c>dB.a>c>d>bC.c>a>b>dD.b>d>c>a8、钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上发生电极反应是：（）A.2H++2e-===H2↑B.Fe2++2e-==FeC.2H2O+O2+4e-===4OH-

D.Fe3++e-===Fe2+BC第39页P55科学探究(试验需要在一周前开始做)：将5颗洁净无锈铁钉分别放入以下5支试管中A盛有经煮沸快速冷却蒸馏水，铁钉被浸没，再加植物油B盛干燥剂CaCl2，试管口塞一团棉花，并塞上塞子。C加入蒸馏水，铁钉被浸没二分之一D盛NaCl溶液，铁钉被浸没二分之一。E盛CH3COOH溶液，铁钉被浸没二分之一。分时间段观察。试验方案第40页试验探究汇报试验方案现象统计结论试管A试管B试管C试管D试管E锈蚀由快到慢次序为：E、D、C、B或A第41页钢铁两种环境下腐蚀比较（1）（2）Fe2O3·nH2O（铁锈）通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。条件较强酸性。中性酸性很弱电极反应负极Fe(-)Fe-2e=Fe2+2Fe-4e=2Fe2+正极C(+)2H++2e=H2↑O2+2H2O+4e=4OH-总反应:Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联络生成铁锈：水膜呈_______水膜呈__