高中化学第1章化学反应与能量转化第3节化学能转化为电能--电池（第3课时）金属的腐蚀与防治课件2鲁科版选修4.ppt

1、选修4第1章3节 化学能转化为电能-电池第3课时金属的腐蚀与防治2,金属制品腐蚀的调查,全世界每年因为金属腐蚀造成的直接经济损失约达7000亿美元，是地震、水灾、台风等自然灾害造成损失总和的6倍。 据有关专家介绍，全球每一分钟就有1吨钢腐蚀成铁锈，目前我国由于金属材料的腐蚀损失每年大约5000亿元人民币，约占我国国民生产总值的6%左右。 金属腐蚀还可能造成环境污染。,资料在线,尽管铁链曾经承载着巨大的力量，但是经不住时间的考验和风雨的洗礼，如今面目全非不堪重负。今天我们从化学角度认识它腐蚀的原因。,钢铁生锈,金属的腐蚀在生活中非常普遍,铜器生锈,铜器表面生成铜绿,金属腐蚀现象普遍,金属腐蚀现象

2、普遍,金属腐蚀现象普遍,金属腐蚀现象普遍,金属腐蚀现象普遍,金属腐蚀危害严重,金属腐蚀 我国作为世界上钢铁产量最多的国家（2005年全国生产钢材37117.02万吨） ，每年被腐蚀的铁占到我国钢铁年产量的十分之一，因为金属腐蚀而造成的损失占到国内生产总值的2%4%；约合人民币：3000亿元（ 2005年我国国内生产总值将达15万亿元） 。 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的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。,阅读：你有何感想？,金属

3、的电化学腐蚀,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。 腐蚀不仅造成经济损失，也经常对安全构成威胁。 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。,金属的电化学腐蚀,一、金属的电化学腐蚀,金属阳离子,失e-,氧化反应,（三）金属腐蚀的类型,化学腐蚀,电化腐蚀,金属原子,（二）金属腐蚀

4、的本质：,（一）金属腐蚀：,是指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。,M ne-Mn+,金属的电化学腐蚀,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。 影响因素：和接触物质的氧化性及温度有关。 2.电化学腐蚀：不纯的金属或合金与电解质溶液接触，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子被氧化的腐蚀。,电化学腐蚀的类型,析氢腐蚀,吸氧腐蚀,金属的电化学腐蚀,2020/7/7,17,化学腐蚀,电化学腐蚀,Zn腐蚀速率： Fe腐蚀速率： ,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

5、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,金属的电化学腐蚀,为什么铁在干燥的空气中不易生锈，在潮湿的空气中却易生锈？,金属的电化学腐蚀,铜板上的铁铆钉为什么特别容易生锈？,金属的电化学腐蚀,思考与交流,1、铁锈的成份是什么？是怎样形成的？ 2、将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放入如图所示的具支试管中几分钟后，导管中的水柱上升了，你知道为什么吗？,实验4-3,金属的电化学腐蚀,科学探究：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？,钢铁,潮湿空气,水膜,CO2、 SO2、H2S,电解质溶液（H+),铁,C,原电池,电解质溶液形成：,H+OH-,H2

6、O+CO2,H+HCO3-,H2O,钢铁在这过程发生了电化学腐蚀，根据电解质溶液的酸碱性的不同电化学腐蚀可分为两种。,金属的电化学腐蚀,钢铁表面形成的微小原电池示意图,金属的电化学腐蚀,钢铁的析氢腐蚀示意图,钢铁的吸氧腐蚀示意图,思考：你能写出它们的电极反应式？,金属的电化学腐蚀,二、金属的电化学防护,影响金属腐蚀的因素包括： 金属的 和 。,本性,介质,金属越活泼越容易被腐蚀,金属合金中活泼的金属易腐蚀,例如：钢铁腐蚀,介质对金属腐蚀影响很大：,金属在潮湿的空气中、接触腐蚀性 气体或电解质溶液，都容易被腐蚀,金属的电化学防护,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,金属的电化学防护,思考与交流：根据你的所学知识以及生活经历，说说金属有哪些防护方法？,1.改变金属内部组成结构而增强抗腐蚀能力,（不锈钢、青铜器）,2.在金属表面覆盖保护层,（1）涂矿物质油脂，油漆或覆盖搪瓷塑料。,（2）镀抗蚀金属电镀、热镀、喷镀法。,（3）用化学方法使其表面形成一层致密氧化膜。,3.电化学保护法,牺牲阳极的阴极保护法,（原电池原理）,(轮船船身上的锌块、地下钢铁管道接镁块),金属的电化学防护,金属的电化学防护,牺牲阳极的阴极保护法示意图,金属的电化学防护,将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使

8、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。,外加电流的阴极保护法示意图,金属的电化学防护,牺牲金属保护法,金属的电化学防护,你知道自行车的金属部件采用了什么样的防护措施吗?,金属与接触物直接反应,不纯金属或合金与电解质溶液形成原电池,无电流产生,有电流产生,金属被腐蚀,较活泼金属被腐蚀,两者往往同时发生， 但电化学腐蚀更普遍,化学腐蚀与电化腐蚀比较,金属的电化学防护,钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较,Fe2O3 nH2O,（铁锈）,水膜呈酸性,水膜呈中性或酸性很弱,Fe-2e-=Fe2+,2Fe-4e-=2Fe2+,2H2O+2e-=H2+2OH-,O2+2H2O+4e-=4OH-

9、,Fe+2H2O=Fe(OH)2+H2,2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2,4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,金属的腐蚀以电化腐蚀为主， 电化腐蚀又以吸氧腐蚀为主(pH5.6时) 若pH5.6时则为析氢腐蚀。,金属的电化学防护,小结：电解池及原电池的应用-金属的防护,(1）金属腐蚀快慢的判断,电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀 化学腐蚀 有防腐蚀措施的腐蚀 同一种金属的腐蚀： 强电解质弱电解质非电解质,(2）金属的防护方法,改变金属内部结构,覆盖保护层,电化学保护法,外加电源的阴极保护法,牺牲负极的正极保护法,金属的电化学防护,同步练习,1.钢铁锈蚀过程中可能发生的

10、变化是( ) Fe由单质转化为+2价； Fe由+2价转化为+3价； 产生氢气； 产生氧气； 杂质C被氧化除去； Fe（OH）3失水变成Fe2O33H2O. A. B. C.只有 D.全部,A,2.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,3.以下现象与电化学腐蚀无关的是（ ） A.黄铜(铜锌合金)制作的锣不易产生铜绿 B.生铁比纯铁容易生锈 C.铁质配件附有铜质配件，在接触处易生铁锈 D.银质物品久置表面变暗,D,4把a、b、c、d4块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连可以组成几个原电池。若a、

11、b相连时a为负极；c、d相连时电流由d到c；a、c相连时c极上产生大量气泡；b、d相连时b上有大量气泡产生；则四种金属的活动性顺序由强到弱为：,(acdb),5.有人设计以Pt和Zn为电极材料，埋入人体内作为某种心脏病人的心脏起搏器的能源。它依靠人体内血液种含有一定浓度的溶解氧、H+和Zn2+进行工作。它的两极电极反应式分别为： 。,正极：Zn-2e=Zn2+ 负极：2H2O+O2+4e=4OH-,6.烧过菜的铁锅未及时洗去含有NaCl的残液，过一段时间便出现红棕色的铁锈斑点，已知该锈斑为Fe(OH)3失水的产物。表示Fe(OH)3生成的电极反应式、离子方程式和化学方程式分别为； （1）负极 ， 正极 ； （2） ； （3） 。,2Fe - 4e- = 2Fe2+,O2+2H2O+4e-=4OH-,2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2,4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,7.下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是() A钢管与电源正极连接，钢管可被保护 B铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀 C钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀 D钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe3e=Fe3,B,