4.3.2 金属的防护（课件）【完美导学】2022-2023学年人教版高中化学选择性必修1（共28张）

第2课时金属的防护

第四章第三节金属的腐蚀与防护1965年冬天，在湖北省望山楚墓群中，出土了传说中的越王勾践剑。越王勾践剑的含铜量约为80%-83%、含锡量约为16%-17%。该剑出土时插在髹漆的木质剑鞘内。这座墓葬深埋在数米的地下，墓室四周用白膏泥填塞，其下部采用的还是经过人工淘洗过的白膏泥，致密性更好。加上墓坑上部填土夯实，墓室几乎成了一个密闭的空间。墓处在现代荆州附近的漳河二干渠上，地下水位较高，该墓的墓室曾经长期被地下水浸泡，地下水酸碱性不大，基本上为中性，这从该墓出土的大量精美的漆木器保存情况较好而得到证实。让人惊奇的是，这把青铜宝剑穿越了两千多年的历史长河，但剑身几乎不见锈斑。它千年不锈的原因到底是什么呢？千年不锈之谜思考与交流请根据生活常识以及下图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金属腐蚀的目的。健身器材刷油漆以防锈衣架和电线的外面包上一层塑料层某些工具的“机械转动部位”选用油脂来防锈，为什么不能用油漆烤蓝涂机油烤漆涂凡士林镀锌镀铬【交流研讨】属部件采用了什么样的防护措施吗?金属的防护1、目的：防止金属被氧化2、依据：依据金属腐蚀的化学反应原理和腐蚀类型来确定金属防护的方法〖讨论〗鉴于金属发生腐蚀的原因，我们可以从哪些方面设想解决问题的思路？思路一：直接隔离

即可选用适当的材料使金属与空气或其他腐蚀性试剂隔离开，以阻止金属的腐蚀。例如：①喷涂漆；②涂油脂；③表面钝化；④电镀(在钢铁表面形成铬等耐腐蚀性较强的金属镀层)等。1、给金属穿上“保护膜”-在金属表面覆盖保护层思路二：改变本质即改变金属的内部组成结构，使其具有较强的抗腐蚀性能。在钢铁中加入一定比例的铬和镍(如14%～8%Cr，7%～9%Ni)，改变钢铁内部的组成和结构，可极大程度地提高钢铁抗腐蚀性能，这就是常见的“不锈钢”(合金)。2、改变金属材料的组成2000年5月，保利集团在香港拍卖会上花费3000多万港币购回在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首，普通铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分是[Cu2(OH)2CO3]这三件1760年铜铸的国宝在240年后看上去仍然熠熠生辉不生锈，下列对起原因的分析，最可能的是A、它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金；B、环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去；C、铜的金属活动性比氢小，因此不宜被氧化；D、它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金；D随堂练习思路三：因势利导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。3、电化学防护法——重点1.牺牲阳极的阴极保护法原理：应用

原理，让被保护金属作

极，原电池正负找另一种活泼性较强金属作

级用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块必须定期更换用牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须定期更换锌块验证牺牲阳极的阴极保护法实验装置（1）按图连接好装置，观察电压计和Fe电极上有什么现象发生？过段时间，取少量Fe电极区溶液于试管中，再向试管中滴入2滴K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液，观察溶液颜色变化？Zn、Fe两个电极上发生了什么反应？在这个装置中有没有Fe2+产生？说明什么问题？已知Fe2+与[Fe(CN)6]3－反应生成带有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀。实验装置电流表阳极阴极现象有关反应2H＋＋2e=H2↑Zn-2e-=Zn2＋偏转锌片逐渐溶解铁电极上有气泡冒出试管中滴入2滴K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液，无明显变化结论：Fe电极被保护，不发生反应实验4-4(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4-27(a)所示，将裹有锌皮的铁钉放入上述的一个培养皿中；如图4-27(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。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，发生反应：Zn-2e-=Zn2+；铁作正极，发生反应：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，铁钉附近溶液中产生蓝色固体；实验结论：铁作负极，发生反应：Fe-2e-=Fe2+；铜作正极，发生反应：O2+2H2O+4e-=4OH-Fe2+与[Fe(CN)6]3－反应生成带有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀铁作负极，发生氧化反应，被腐蚀相同材质的铁在图中四种情况下最不易被腐蚀的是(

)C随堂练习表面镀有保护金属层的铁片，当镀层有破损时比普通铁片更易腐蚀的是A.白铁（镀锌铁）B.马口铁（镀锡铁）C.镀镍铁D.镀铜铁D随堂练习下列不能用于金属防腐处理的是（）A.涂油B.改变金属内部结构C.镀上一层耐腐蚀的金属D.在海轮的船体上镶铜块D随堂练习下列事实不能用电化学理论解释的是（）A.轮船水线以下的船壳上镶嵌有一定量的锌块B．镀锌的铁制品比镀锡的铁制品耐用C.铝片不用特殊方法保存D．常温下铝跟稀硫酸快速反应，跟浓硫酸几乎不反应CD随堂练习原理：应用

原理，将被保护的钢铁设备做

极，用惰性电极做辅助

极，在外加直流电作用下，电子被迫流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面的腐蚀电流降至零或接近等于零。2.外加电流的阴极保护法阴阳电解池为保护地下钢管不被腐蚀，可采用的方法是()A、与直流电源负极相连接B、与直流电源的正极相连接C、与铜板相连接D、与锌板相连接AD随堂练习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随堂练习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。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：用“短线”将下列金属的防护方法连线。(1)加保护层

A．钢闸门与直流电源负极相连(2)牺牲阳极阴极保护法

B．电线外面包塑料法(3)外加电源的阴极保护法