金属的防护-高二化学教学课件（人教版选择性必修1）

第一章化学反应的热效应第四章化学反应与电能第三节金属的腐蚀与防护本节重点金属的防护方法第2课时金属的防护你能说出下列金属防护方法么?不同条件下铁钉（洁净无锈）的腐蚀【科学探究】铁钉被腐蚀最快因没有O2，较长时间铁钉未被腐蚀铁钉被腐蚀因没有O2，铁钉未被腐蚀因没有O2，H2O铁钉未被腐蚀主题1:金属防护的原理和方法思考与讨论金属防护的本质：阻止M-ne-=Mn+

的发生思考角度切断原电池反应给予电子改变金属材料组成在金属表面覆盖保护层主题1:金属防护的原理和方法1改变金属材料的组成

金属的防护主要是从金属、与金属接触的物质及两者反应的条件等方面来考虑。在金属中添加其他金属或非金属可以制成性能优异的合金。不锈钢含铬、镍等合金元素钛合金抗腐蚀性，生物相容性

主题1:金属防护的原理和方法21在金属表面覆盖保护层在金属表面覆盖致密的保护层，将金属制品与周围物质隔开。非金属保护层表面喷涂油漆/油脂，覆盖搪瓷、塑料等；金属保护层电镀：表面镀上一层锌、锡、铬、镍等发蓝处理化学方法：生成致密的四氧化三铁薄膜.钝化处理阳极氧化：使铝制品形成致密的氧化膜给金属穿“防弹衣”主题1:金属防护的原理和方法21在金属表面覆盖保护层在机械表面涂防锈油衣架和电线的外面包上塑料层在面盆、杯子等表面烧涂搪瓷搪瓷（tángcí），它其实是将无机玻璃质材料通过熔融凝于基体金属上并与金属牢固结合在一起的一种复合材料。主题1:金属防护的原理和方法思考与讨论常用的白铁皮是在薄钢板表面镀上一层锌，罐装食品用的马口铁是在薄钢板表面镀上一层锡。若上述两种钢铁制品的表面出现破损时，请分析并说明白铁皮、马口铁的腐蚀情况。白铁皮：薄钢板表面镀上一层锌马口铁：薄钢板表面镀上一层锡金属活动性：Zn>Fe>Sn破损时，锌作负极而被腐蚀破损时，铁作负极而被腐蚀主题1:金属防护的原理和方法31电化学保护法电化学腐蚀还是用电化学方法来解决，不回避金属与氧化剂的直接接触，采用还原性更强的物质或其他替代方式来满足氧化剂对电子的需求，从而保护主体金属构件免受腐蚀。【实验】在含NaCl的琼脂溶液中滴入5~6滴酚酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液，混合均匀后倒入两个培养皿中。分别将裹有锌皮的铁钉和缠有铜丝的铁钉放入两个培养皿中，观察并解释实验现象。PS：Fe2+与K3[Fe(CN)6]溶液（黄色）反应生成KFe[Fe(CN)]6沉淀（带有特征蓝色）。这是检验溶液中Fe2+的常用方法。主题1:金属防护的原理和方法31电化学保护法主题1:金属防护的原理和方法实验4-4ab实验现象：裹有锌片的铁钉，锌片逐渐溶解，铁钉附近溶液变红色；实验结论：锌作负极：Zn-2e-=Zn2+铁作正极：O2+2H2O+4e-=4OH-铁作正极，不反应，被保护实验现象：裹有铜丝的铁钉，铁钉逐渐溶解，铁钉附近溶液有蓝色沉淀生成；实验结论：铁作负极：Fe-2e-=Fe2+铜作正极：O2+2H2O+4e-=4OH-铁作负极，发生氧化反应，被腐蚀主题1:金属防护的原理和方法31电化学保护法(1)牺牲阳极法找替罪“阳”①原理：应用原电池原理；②要求：被保护金属作正极，另一活泼性较强的金属作负极。被保护金属作为正极（阴极）活泼金属作为负极（阳极）用牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须定期更换Zn钢闸门(阴极)海水锌板(牺牲阳极)e-e-主题1:金属防护的原理和方法31电化学保护法想一想：为什么钢制管道的内部要镶嵌镁块？试一试：如何防止铁锅生锈？NaCl溶液MgAFe－＋1.使用完毕后保持干燥或涂一层植物油2.使用完毕后悬挂或倒扣3.可以使用不锈钢锅主题1:金属防护的原理和方法31电化学保护法调整外加电压，强制电子流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面腐蚀电流降至零或接近零。（2）外加电流法——

原理

电解池

极：被保护的金属设备；

极：惰性金属或石墨。阴阳

NaCl溶液阴极Fe+-A阳极Ce-钢闸门(阴极)海水辅助阳极(不溶性)-+e−e−主题1:金属防护的原理和方法思考与讨论牺牲阳极法和外加电流法都要采用辅助阳极，将被保护的金属作为阴极。在这两种方法中，辅助阳极发生的电极反应类型是否相同？对于用作辅助阳极的金属化学性质各有什么要求？钢闸门(阴极)海水锌板(牺牲阳极)e-e-钢闸门(阴极)海水辅助阳极(不溶性)-+e−e−主题1:金属防护的原理和方法电化学保护法的对比牺牲阳极法外加电流法原理

保护方法

保护电流

注意事项

原电池电解池使被保护的金属与比它活泼的金属接触，被保护的金属做正极。使被保护的金属与电源负极接触，被保护的金属做阴极。较小

较大负极（阳极）材料需要定期更换辅助阳极需要定期检查【总结】在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：电解池阳极＞原电池负极＞化学腐蚀＞原电池正极>电解池阴极主题1:金属防护的原理和方法典例、如图所示,将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中,再加入含有适量酚酞的NaCl溶液,一段时间后观察发生的变化。下列叙述正确的是(

)A.a中铁钉附近溶液呈现红色B.b中铁钉上发生还原反应C.a中铜丝上发生氧化反应D.b中铝条附近有气泡产生(-)(+)(+)(-)B解析:依据原电池原理分析可知:a中铁钉附近不变红色,铜丝上发生还原反应b中铁钉上发生还原反应,铝条附近没有气泡产生课堂检测C课堂检测AD课堂检测3.下列关于如图所示的实验装置的判断中错误的是（）A.若X为碳棒，开关K置于A处可减缓铁的腐蚀B.若X为锌棒，开关K置于A或B处都可减缓铁的腐蚀C.若X为锌棒，开关K置于B处时，为牺牲阳极的阴极保护法D.若X为碳棒，开关K置于B处时，铁电极上发生的反应为2H＋＋2e－=H2↑D课堂检测4．青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀原理如图所示：多孔催化层中的Cl-扩散到孔口，与电极产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，下列说法正确的是（

）A．此过程为电化学腐蚀中的析氢腐蚀B．电极b发生的反应：O2+4e-+2H2O=4OH-C．生成Cu2(OH)3Cl的反应：2Cu2++3H2O+Cl-=Cu2(OH)3Cl↓+3H+D．若采用牺牲阳极的阴极保护法保护青铜器是利用了电解的原理B5.金属腐蚀速率的判断，首先应确定金属所处装置是原电池，还是电解池。其次判断该金属是原电池的正、负极，还是电解池的阴、阳极。最后利用金属腐蚀快慢的规律进行判断。金属腐蚀快慢的规律：(1)活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，氧化还原反应的速率越

，活泼金属被腐蚀的速度越

。(2)同一电解质溶液中,电解原理引起的腐蚀(阳极）

原电池原理引起的腐蚀（负极）

化学腐蚀

有防腐措施的腐蚀(电解池的阳极、原电池的正极及加有镀层的金属）。(3)同一种金属的腐蚀：在强电解质中

弱电解质中

非电解质中快快>>>>>主题2:金属腐蚀速率的快慢比较外接电源的阴极保护法＞牺牲阳极的阴极保护法＞有一般防腐条件保护＞无防腐条件防腐措施由好到坏的顺序如下：主题2:金属腐蚀速率的快慢比较例：下列各情况，其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是：

。(5)(2)(1)(3)(4)解析：(1)在同一种电解质溶液中，金属腐蚀由快到慢的顺序是:

电解池的阳极＞原电池的负极＞化学腐蚀＞原电池的正极＞电解池的阴极(2)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)同一种金属在不同介质(浓度相等)中腐蚀由快到慢的顺序为

强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液(4)纯度越高的金属，腐蚀越慢；不纯的金属或合金，在潮湿的空气中，氧气浓度越大，腐蚀越快。主题2:金属腐蚀速率的快慢比较课堂检测1.下图各烧杯中盛有稀盐酸，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序是怎样的？①②③④⑤⑥腐蚀由快到慢：①②③④⑤⑥电解池的阳极＞原电池的负极金属活动性差别越大，活泼性强的金属腐蚀越快＞化学腐蚀＞原电池的正极牺牲阳极法＞电解池的阴极外加电流法课堂检测C2.相同材质的铁在图中四种情况下最不易被腐蚀的是(

)课堂检测C3、我国有多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是(

)通电时，锌环是阳极，发生氧化反应B.通电时，阴极上的电极反