高一化学金属的腐蚀与防护课件

1、专题1 化学反应与能量变化,第三单元 金属的腐蚀与防护,【情景创设】： 金属腐蚀现象在日常生活生产中非常普遍，请举例说明金属腐蚀会带来哪些不良的后果.,根据各国调查结果，一般说来，金属腐蚀所造成的经济损失大致为该国国民生产总值(GDP)的2%-4%左右.另据国外统计，金属腐蚀的年损失远远超过水灾、火灾、风灾和地震（平均值）损失的总和，在这里还不包括由于腐蚀导致的停工、减产和爆炸等造成的间接损失.金属腐蚀的主要害处，不仅在于金属本身的损失，更严重的是金属制品结构损坏所造成的损失比金属本身要大到无法估量.,1.经济损失.,国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因某一零部件破裂而坠毁；桥梁因钢梁

2、产生裂缝而塌陷；油管因穿孔或裂缝而漏油，引起着火爆炸；化工厂中储酸槽穿孔泄漏，造成重大环境污染；管道和设备跑、冒、滴、漏，破坏生产环境，有毒气体如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更会危及工作人员和附近居民的生命安全.,2.安全威胁.,因此我们有必要弄清楚引起金属腐蚀的原因，并采取相应的措施加以防护，这就是我们这一单元学习的主题.,一、金属腐蚀的概念.,指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程.,1.定义：,2.金属腐蚀后的特征.,在外形、色泽以及机械性能等方面都发生一定的变化.,3.金属腐蚀的本质：,金属本身失去电子变成阳离子的过程(发生氧化反应).,M ne-Mn+,

3、二、金属腐蚀的分类和原理探究.,(1).化学腐蚀：,金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀.如铁与氯气直接反应，钢管被原油中的含硫化合物腐蚀.,(2).电化学腐蚀：,不纯的金属(或合金)跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化的反应.如钢铁在潮湿的空气中被腐蚀.,为什么钢铁在干燥的空气中不易生锈，而在潮湿的空气中却易生锈呢？,1.分类.,【科学探究】：,向铁粉中加入少量的炭粉，混合均匀后，撒入内壁分别用氯化钠和稀醋酸润湿过的两支试管分别标记为a、b中，按图1-28装置好仪器.几分钟后，打开止水夹，观察、比较导管中水柱（在水中滴加几滴红墨水）的变化和试管中的现

4、象.,【活动与探究】：,a中导管中水柱上升，说明试管内气体体积减小，有气体参加反应；b中导管水柱下降，说明试管内有气体生成.,【实验现象】：,H2,O2,试写出a、b中的电极反应和电池反应，以及溶液中生成铁锈的反应.填写下表：,水膜酸性较强,水膜酸性很弱或呈中性,2H+2e-=H2,O2+2H2O+4e-=4OH-,析氢腐蚀,吸氧腐蚀,Fe - 2e- = Fe2+,Fe - 2e- = Fe2+,Fe+O2+2H2O = 2Fe(OH)2,Fe +2H+ = Fe2+H2,Fe2+2OH-=Fe(OH)2(析氢腐蚀） 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe

5、2O3nH2O+(3-n)H2O,化学腐蚀与电化腐蚀的比较,金属跟非金属单质直接接触,不纯金属或合金 跟电解质溶液接触,无电流产生,有微弱电流产生,金属被氧化,较活泼金属被氧化,两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍,【交流与讨论】：,铁生锈除了必须有空气及水的参与外，还受其他一些因素的影响.请解释下列有关铁生锈现象的原因.,1.相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀.,海轮更容易被腐蚀，是因为海水中含有较多的氯化钠等盐类，导电能力比内河的水更强，而在电解质溶液中，电化学腐蚀更易进行.,2. 1910年遗留在南极的食品罐头盒，其表面至今很少有铁锈出现.,由于南极的温度常年在0以下，说明在较高温

6、度下，腐蚀更易进行.,3.用于连接铜板的铁螺丝容易生锈.,由于铁与铜及空气中的水蒸气构成了原电池，铁作电池的负极，因此更容易腐蚀而生锈.,4.当化工厂派出的废气为酸性气体时,工厂附近的铁制品容易生锈.,因为铁制品在酸性条件下比在中性条件下更易被腐蚀.,三、金属的电化学防护.,1.铁被腐蚀与什么物质有关？本质是什么？,【交流与讨论】：,2.怎样才能防止铁生锈？最简单的方法是什么？,3.根据你的生活经验，你知道生活中有哪些措施采用了覆盖保护层的方法防止铁生锈的？,4.除了覆盖保护层外，还有哪些保护金属的方法，分别利用的什么原理？,1.影响金属腐蚀的两个因素.,金属本性 介质,金属是否活泼，纯净,金

7、属与哪些物质共存,2.金属腐蚀的本质：,金属原子失去电子成为阳离子的过程.,防止金属失电子，最简单的办法就是隔绝空气和水，覆盖保护层.,3.金属的常见防护方法.,(1).在金属表面覆盖保护层.,a.涂矿物质油脂、油漆或覆盖搪瓷塑料.,b.镀抗蚀金属电镀、热镀、喷镀法.,c.用化学方法使其表面形成一层致密氧化膜，如烤蓝.,(2).改变金属内部组成结构而增强抗腐蚀能力，如制成不锈钢.,(3).电化学保护法.,a.牺牲阳极的阴极保护法.,b.外加电流的阴极保护法.,牺牲阳极的阴极保护法示意图,形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀.,原理：,外加电流的阴极保护法示意图,原理：,将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护.此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀.,使用马口铁:在铁皮镀上千分之一厘米的锡,可隔绝空气与水,使用不锈钢,1.下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是,(5),(2),(1),(3),(4),【课堂练习】：,2.2000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24