4.2.3金属的腐蚀 课件高二上学期化学人教版选择性必修1

第四章

化学反应与电能

第三节

金属的腐蚀与防护使桥梁、建筑物的金属构架强度降低而造成坍塌机器设备、仪器、仪表的精度和灵敏度降低，直至报废使地下金属管道发生泄漏、轮船船体损坏等金属腐蚀现象在生产生活中普遍存在。铁锈主要成分：Fe2O3

•xH2O铜绿主要成分：Cu2(OH)2CO3新课导入一、金属腐蚀金属或合金与周围的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象。金属原子失去电子，被氧化：

M−ne−

=Mn+高温条件被腐蚀的燃气灶铁索生锈铜管生锈

金属与其表面接触的一些物质（如Cl2、O2、SO2、石油、含硫化合物等）直接反应而引起的腐蚀。不纯的金属与电解质溶液接触会发生原电池反应而被腐蚀。化学腐蚀电化学腐蚀本质：两者通常同时发生，电化学腐蚀更普遍

1.析氢腐蚀酸性环境中钢铁的析氢腐蚀示意图负极(Fe)正极(C)总反应Fe−

2e−

＝

Fe2+2H+

+2e−

＝H2↑Fe+2H+＝Fe2++H2↑电化学腐蚀水膜酸性较强电化学腐蚀2.吸氧腐蚀钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性，且溶有一定量的氧气。钢铁的吸氧腐蚀示意图2Fe-4e-=2Fe2+O2+4e-+2H2O=4OH-2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2后续反应：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3Fe2O3·xH2O（铁锈）部分失水负极(Fe)正极(C)总反应如何用实验验证吸氧腐蚀和析氢腐蚀？氧化性

H+＜O2实验探究电化学腐蚀

教材P112【实验4-3】【实验4-3】（1）将经过酸洗除锈的铁钉用饱和食盐水浸泡一下，放入具支试管中。几分钟后，观察导管中水柱的变化，解释引起这种变化的原因实验操作实验现象实验解释

导管中________装置中铁、碳和饱和食盐水构成原电池，铁钉发生_____腐蚀液面上升吸氧实验探究电化学腐蚀【实验4-3】【实验探究】利用下图装置探究钢铁在不同pH的醋酸溶液中的电化学腐蚀。电脑数据采集器一定pH的醋酸溶液铁和炭粉不同pH下，试管中气体压强随时间变化情况写出pH＝2.0～3.5和4.0时发生的正极电极反应式2H+

+2e−

＝H2↑pH=2.0、3.0、3.5：（析氢腐蚀）pH=4.0：（吸氧腐蚀）O2+4e−

+4H+

=2H2O二、化学腐蚀与电化学腐蚀速率比较【实验探究】

教材P112（2）取两支试管，分别放入两颗锌粒和等体积、等浓度的稀盐酸，观察现象。然后，向其中一支试管中滴加1~2滴硫酸铜溶液，再观察现象。解释产生不同现象的原因。【实验4-3】

教材P112【实验4-3】实验操作实验现象实验解释两只试管均冒出气泡，且①试管中产生气泡的速率更快Zn置换出少量Cu，Zn-Cu-稀盐酸构成原电池，加快反应速率说明同一种金属腐蚀速率：电化学腐蚀>化学腐蚀三、金属的防护根据金属腐蚀的实质，你能提出哪些金属的防护方法？隔绝金属与氧化剂改变本身结构在金属表面覆盖保护层做成合金1.在金属表面覆盖保护层涂油漆/油脂，覆盖搪瓷、塑料等；电镀表面镀上一层锌、锡、铬、镍等发蓝处理钢铁部件表面生成致密的Fe3O4薄膜

钝化处理铝制品表面形成致密的氧化膜三、金属的防护三、金属的防护2.改变金属材料组成在金属中添加其他金属或非金属，改变金属的组成结构，使其具有较强的抗腐蚀性能，制成性能优异的合金。不锈钢钛合金镀层的表面出现破损时，金属是否被腐蚀？

常用的白铁皮是在薄钢板表面镀上一层锌，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。+−ZnAFe+−SnAFe

金属发生电化学腐蚀时，总是作为原电池负极（阳极）的金属被腐蚀，作为正极（阴极）的金属不被腐蚀。经酸化的3％NaCl溶液白铁皮马口铁牺牲阳极法三、金属的防护3.电化学保护法⑴牺牲阳极法负极：更活泼金属被保护的金属钢闸门(阴极)海水锌板(牺牲阳极)e−e−牺牲锌块来保护钢闸门，锌块必须定期更换正极：Zn-2e-=Zn2＋2H＋＋2e=H2↑（原电池）金属的防护试管中滴入2滴K3[Fe(CN)6]溶液，无明显变化，即溶液中无Fe2+金属的防护电化学保护法

教材P114【实验4-4】金属的防护钢闸门(阴极)海水辅助阳极(不溶性)−

+e−e−阴极：阳极：惰性电极作辅助阳极（电解池原理）被保护的金属3.电化学保护法（2）外加电流法【例5】下面各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是

.⑤④>②>①>③>⑤电解池阳极腐蚀>原电池负极腐蚀>化学腐蚀>原电池的正极>电解池的阴极练一练（2）将1g琼脂加入250mL烧杯中，再加入50mL饱和食盐水和150mL水。搅拌、加热煮沸，使琼脂溶解。稍冷后，趁热把琼脂溶液分别倒入两个培养皿中，各滴入5～6滴酚酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液，混合均匀。取两个2～3cm的铁钉，用砂纸擦光。如图(a)所示，将裹有锌皮的铁钉放入上述的一个培养皿中；如图(b)所示，将缠有铜丝的铁钉放入另一个培养皿中。观察并解释实验现象。金属的防护电化学保护法

教材P114【实验4-4】金属的防护电化学保护法【实验4-4】金属的防护实验现象实验解释及结论锌皮包裹处颜色无变化，裸露的铁钉处出现红色锌作负极：Zn−2e−

=Zn2+铁作正极：O2+2H2O+4e−