化學(xué)：《金屬的腐蝕與防護》：課件二（25張PPT）（蘇教版選修4）

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,歡迎進入化學(xué)課堂,金屬的腐蝕與防護,專題一第三單元,根據(jù)各國調(diào)查結(jié)果，一般說來，金屬腐蝕所造成的經(jīng)濟損失大致為該國國民生產(chǎn)總值的4%左右。另據(jù)國外統(tǒng)計，金屬腐蝕的年損失遠遠超過水災(zāi)、火災(zāi)、風災(zāi)和地震（平均值）損失的總和，在這里還不包括由于腐蝕導(dǎo)致的停工、減產(chǎn)和爆炸等造成的間接損失。金屬腐蝕的主要害處，不僅在于金屬本身的損失，更嚴重的是金屬制品結(jié)構(gòu)損壞所造成的損失比金屬本身要大到無法估量。,腐蝕不僅造成經(jīng)濟損失，也經(jīng)常對安全構(gòu)成威脅。國內(nèi)外都曾發(fā)生過許多災(zāi)難性腐蝕事故，如飛機因某一零部件破裂而墜毀；橋梁因鋼梁產(chǎn)生裂縫而塌陷；油管因穿孔或裂縫而漏油，引起著火爆炸；化工廠中儲酸槽穿孔泄漏，造成重大環(huán)境污染；管道和設(shè)備跑、冒、滴、漏，破壞生產(chǎn)環(huán)境，有毒氣體如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更會危及工作人員和附近居民的生命安全。,另外，新技術(shù)、新產(chǎn)品乃至新工業(yè)的產(chǎn)生往往也需要首先克服由腐蝕帶來的問題。歷史上，在找到了耐稀硫酸的鉛材后，鉛室法硫酸工業(yè)才得以發(fā)展起來；發(fā)明了不銹鋼以后，生產(chǎn)和應(yīng)用硝酸的工業(yè)才蓬勃興起；實施登月計劃中，也曾遇到過一個嚴重的腐蝕問題：用鈦合金制成的盛N2O4（氧化劑）的容器在試驗中幾小時就破裂了，經(jīng)查是應(yīng)力腐蝕所致。后來經(jīng)過反復(fù)試驗，在氧化劑中加入緩蝕劑控制應(yīng)力腐蝕，才實現(xiàn)了人類登上月球的計劃。在現(xiàn)代新技術(shù)、新產(chǎn)品的發(fā)展中，也需要不斷地解決各種新的、越來越困難的腐蝕問題。,金屬的腐蝕與防護,金屬的電化學(xué)腐蝕,金屬的電化學(xué)防護,鞏固練習(xí),金屬的電化學(xué)腐蝕,,閱讀課文P22，思考下列問題：1、什么是金屬腐蝕，它的實質(zhì)是什么？2、電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕原理有何不同？在兩者的腐蝕過程中是否有電流產(chǎn)生？,金屬的電化學(xué)腐蝕,金屬原子失去電子被氧化而消耗的過程：M-ne-=Mn+。,化學(xué)腐蝕,電化學(xué)腐蝕,金屬和其它物質(zhì)直接接觸發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起的腐蝕,不純金屬或合金發(fā)生原電池反應(yīng)，使較活潑的金屬失電子被氧化而引起的腐蝕,直接發(fā)生氧化還原反應(yīng),發(fā)生原電池反應(yīng),腐蝕過程無電流產(chǎn)生,有電流產(chǎn)生,金屬被腐蝕,較活潑金屬被腐蝕,往往同時發(fā)生，但電化學(xué)腐蝕更普遍，速率更快。,金屬的電化學(xué)腐蝕,活動與探究,進行P22活動與探究，觀察實驗現(xiàn)象，回答有關(guān)問題：,1、鐵粉中加入炭粉有何作用？兩裝置中均能形成原電池嗎？,2、兩裝置中的實驗現(xiàn)象有何不同？產(chǎn)生的現(xiàn)象說明什么問題？,a中導(dǎo)管中水柱上升，說明試管內(nèi)氣體體積減小，有氣體參加反應(yīng)；b中導(dǎo)管水柱下降，說明試管內(nèi)有氣體生成。,O2,H2,3、試寫出a、b中的電極反應(yīng)和電池反應(yīng)，以及溶液中生成鐵銹的反應(yīng)。填寫下表：,水膜酸性較強,水膜酸性很弱或呈中性,2H++2e-==H2↑,O2+2H2O+4e-==4OH-,析氫腐蝕,吸氧腐蝕,Fe-2e-==Fe2+,Fe-2e-==Fe2+,Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2,Fe+2H+==Fe2++H2↑,Fe2++2OH-==Fe(OH)2↓(析氫腐蝕）4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)32Fe(OH)3==Fe2O3nH2O+(3-n)H2O,交流與討論,P24,1、海輪更容易被腐蝕，是因為海水中含有較多的氯化鈉等鹽類，導(dǎo)電能力比內(nèi)河的水更強，而在電解質(zhì)溶液中，電化學(xué)腐蝕更易進行。,2、由于南極的溫度常年在0℃以下，說明在較高溫度下，腐蝕更易進行。,3、是由于鐵與銅及空氣中的水蒸氣構(gòu)成了原電池，鐵作電池的負極，因此更容易腐蝕而生銹。,4、因為鐵制品在酸性條件下比在中性條件下更易被腐蝕。,,金屬的電化學(xué)防護,,閱讀思考,1、鐵被腐蝕與什么物質(zhì)有關(guān)？本質(zhì)是什么？2、怎樣才能防止鐵生銹？最簡單的方法是什么？3、根據(jù)你的生活經(jīng)驗，你知道生活中有哪些措施采用了覆蓋保護層的方法防止鐵生銹的？4、除了覆蓋保護層外，還有哪些保護金屬的方法，分別利用的什么原理？,是空氣中O2與H2O共同作用的結(jié)果,本質(zhì)都是鐵失電子被腐蝕。,防止鐵失電子，最簡單就是隔絕空氣和水，覆蓋保護層。,①改變金屬內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)，制成合金(如不銹鋼）。②在金屬表面覆蓋保護層。如油漆、油脂等，電鍍Zn,Cr等易氧化形成致密的氧化物薄膜作保護層。③電化學(xué)保護法，即將金屬作為原電池的正極或電解池的陰極而受到保護。,1、金屬防護的幾種重要方法,原理：隔絕金屬與外界空氣、電解質(zhì)溶液的接觸。,2、犧牲陽極的陰極保護法：,原理：,形成原電池反應(yīng)時，讓被保護金屬做正極，不反應(yīng)，起到保護作用；而活潑金屬反應(yīng)受到腐蝕。,犧牲陽極的陰極保護法示意圖,3、外加電源的陰極保護法：,將被保護金屬與另一附加電極作為電解池的兩個極，使被保護的金屬作為陰極，在外加直流電的作用下使陰極得到保護。此法主要用于防止土壤、海水及水中金屬設(shè)備的腐蝕。,小結(jié),在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢規(guī)律如下：電解原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕＞化學(xué)腐蝕＞有防腐措施的腐蝕防腐措施由好到壞的順序如下：外接電源的陰極保護法＞犧牲陽極的陰極保護法＞有一般防腐條件保護＞無防腐條件,2：,下列敘述中，可以說明金屬甲比乙活潑性強的是,C.將甲乙作電極組成原電池時甲是負極；,A.甲和乙用導(dǎo)線連接插入稀鹽酸溶液中，乙溶解，甲上有H2氣放出；,B.在氧化–還原反應(yīng)中，甲比乙失去的電子多；,D.同價態(tài)的陽離子，甲比乙的氧化性強；,（C）,1：,下列制氫氣的反應(yīng)速率最快的是,粗鋅和1mol/L硫酸；,B.,A.,純鋅和1mol/L硫酸；,純鋅和18mol/L硫酸；,C.,粗鋅和1mol/L硫酸的反應(yīng)中加入幾滴CuSO4溶液。,D.,（D）,課堂練習(xí)：,3：,下列各情況，在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是,,(5),(2),(1),(3),(4),4：,下列裝置中四塊相同的Zn片，放置一段時間后腐蝕速率由慢到快的順序是,,(4),(2),(1),(3),5、,分析右圖，按要求寫出有關(guān)反應(yīng)方程式：（1）、鐵棒上的電極反應(yīng)式為：（2）、碳棒上的電極反應(yīng)式為：（3）、溶液中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：,鎳—鎘可充電電池可發(fā)生如下反應(yīng)：,,,Cd+2NiO(OH)+2H2O,由此可知，該電池的負極材料是,Cd(OH)2+2Ni(OH)2,放電,充電,A.Cd,,（D）,B.NiO(OH),,D.Ni(OH)2,C.Cd(OH)2,2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2,4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,,,,O2+2H2O+4e-＝4OH-,2Fe–4e-＝2Fe2+,6、,鹽酸與鋅片反應(yīng)時，若加入可溶性醋酸銅〔(CH3COO)2Cu〕，將產(chǎn)生兩種影響生成速率的因素，其一是：，其二是：；,有M、N兩種金屬，分別與鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生H2速率相近，試設(shè)計一個實驗比較M、N兩種金屬的活潑性。,H+與CH3COO－結(jié)合生成CH3COOH，使H+濃度減小，從而減慢了反應(yīng)速率。,Zn置換出Cu形成了原電池，從而加快了反應(yīng)速率,,,8、,7、,小結(jié)：,犧牲陽極的陰極保護法,外加電流的陰極保護法,改變金屬組成和結(jié)構(gòu),與活動性更強的金屬形成原電池作正極,利用電解池原理，被保護金屬作陰極,改變結(jié)構(gòu)改變性質(zhì)，如不銹鋼中加入鎳、鉻等耐蝕金屬形成合金,隔絕空氣和水或形成原電池作正極,金屬腐蝕全部有害嗎？,閱讀課本［拓展視野］,,1．下列敘述中正確的是（）①鋅跟稀硫酸制取氫氣，加入少量硫酸銅溶液能加快反應(yīng)速率②鍍層破壞后，白鐵（鍍鋅的鐵）比馬口鐵（鍍錫的鐵）更易腐蝕③鋼鐵表面常易銹蝕生成Fe2O3xH2OA．都正確B．①③C．①D．②③2．以下現(xiàn)象與電化學(xué)腐蝕無關(guān)的是（）A.黃銅（銅鋅合金）制作的銅鑼不易產(chǎn)生銅綠B.生鐵比軟鐵芯（幾乎是純鐵）容易生銹C.鐵制器件附有銅制配件，在接觸處易生鐵銹D.銀制獎牌久置后表面變暗,,鞏固練習(xí),B,D,3．觀察右圖裝置，按題意填寫下列空白：（1）若試管內(nèi)液面下降，則溶液X顯_________性，鐵釘發(fā)生_______腐蝕，其負極電極反應(yīng)為___________________；正極電極反應(yīng)為____________________________。（2）若試管內(nèi)液面上升，則溶液X顯________性，鐵釘發(fā)生_______腐蝕，其負極電極反應(yīng)為___________________；正極反應(yīng)為______________________。,,酸,析氫,Fe-2e-==Fe2+,2H++2e-==H2↑,弱酸或中,吸氧,O2+2H2O+4e-==4OH-,Fe-2e-==Fe2+,4．鋼鐵在銹蝕過程中，下列5種變化可能發(fā)生的是（）①Fe由+2價轉(zhuǎn)化為+3價，②O2被還原，③產(chǎn)生H2，④Fe(OH)3失水形成Fe2O3H2O，⑤雜質(zhì)碳被氧化除去A．①②B．③④C．①②③④D．①②③④⑤,,C,生活中常見的通過覆蓋保護層防止鐵生銹的方法：1、在鐵的表面噴涂上防腐油漆（如橋梁、汽車、船舶）2、油和油脂可以用來保護機器中由金屬制成的轉(zhuǎn)動部分，如齒輪。3、用塑料（如聚乙烯、聚氯乙烯等）噴涂或包裹在金屬表面。4、在鐵的表面覆蓋一層搪瓷，如臉盤等金屬器皿。5、在鐵的表面覆蓋一層其他金屬（如鍍錫、鍍鋅）,,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,