高中化学必修金属的腐蚀和保护精选PPT讲稿.ppt

关于高中化学必修金属的腐蚀和保护第一页，讲稿共二十六页哦金属腐蚀的现象金属腐蚀的现象锈锈蚀蚀的的大大桥桥锈蚀的闸门锈蚀的闸门锈蚀的轮船锈蚀的轮船锈锈蚀蚀的的楼楼梯梯第二页，讲稿共二十六页哦金属的腐蚀现象非常普遍：金属的腐蚀现象非常普遍：1 1、钢铁生锈：、钢铁生锈：铁锈的主要成分：铁锈的主要成分：金属腐蚀的不利后果有哪些？金属腐蚀的不利后果有哪些？Fe2O3xH2OCu2(OH)2CO32 2、铜器表面生成铜绿：、铜器表面生成铜绿：铜绿的主要成分：铜绿的主要成分：第三页，讲稿共二十六页哦金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而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。腐蚀损耗的过程。金属腐蚀金属腐蚀化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀一、金属的腐蚀一、金属的腐蚀定义：定义：本质：本质：金属失去电子被氧化。金属失去电子被氧化。根据根据接触的接触的介质介质不同、发生腐蚀的不同、发生腐蚀的化学原理化学原理不不同同第四页，讲稿共二十六页哦 金属跟接触到的物质（如金属跟接触到的物质（如O2、Cl2、SO2等）直接发生等）直接发生化学反应而引起的腐蚀。化学反应而引起的腐蚀。1 1、化学腐蚀、化学腐蚀原理：原理：定义：定义：影响因素：影响因素：金属跟氧化剂直接发生金属跟氧化剂直接发生氧化还原反应氧化还原反应。金属金属越活泼越活泼，越易被腐蚀；，越易被腐蚀；金属所处的环境金属所处的环境温度越高温度越高，腐蚀速率越快；，腐蚀速率越快；氧化剂氧化剂浓度越大浓度越大，腐蚀速率越快。，腐蚀速率越快。第五页，讲稿共二十六页哦图图3-14 3-14 左边家用燃气灶的中心部位很容易生锈，而右边的食品罐头放在南极已差左边家用燃气灶的中心部位很容易生锈，而右边的食品罐头放在南极已差不多不多9090年了，却很少生锈，你知道为什么吗年了，却很少生锈，你知道为什么吗升温可加快升温可加快金属腐蚀金属腐蚀第六页，讲稿共二十六页哦 在新疆吐鲁番和海南省两地，哪个地在新疆吐鲁番和海南省两地，哪个地区铁生锈相对慢一些？为什么？区铁生锈相对慢一些？为什么？新疆吐鲁番，因为该地区相对干燥，新疆吐鲁番，因为该地区相对干燥，水分稀少，而海南地区潮湿多雨，温度高，水分稀少，而海南地区潮湿多雨，温度高，易发生易发生电化学腐蚀电化学腐蚀。第七页，讲稿共二十六页哦2 2、电化学腐蚀、电化学腐蚀 不纯的金属（或合金）跟电解质溶液接触时，会发生不纯的金属（或合金）跟电解质溶液接触时，会发生原电原电池反应池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化，比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。学腐蚀。定义：定义：把化学能转化为电能的装置把化学能转化为电能的装置原理：原理：较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活泼的金属较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活泼的金属（负极）通过导线流向较不活泼的金属（正极）（负极）通过导线流向较不活泼的金属（正极）原电池复习回忆原电池复习回忆构成条件构成条件:1 1、自发进行的氧化还原反应、自发进行的氧化还原反应2 2、有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导、有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体如碳棒）做电极。体如碳棒）做电极。3 3、两极材料均插入电解质溶液中。、两极材料均插入电解质溶液中。（一般负极与电解质发生氧化还原反应）（一般负极与电解质发生氧化还原反应）4 4、两极相连形成闭合回路、两极相连形成闭合回路第八页，讲稿共二十六页哦科学探究科学探究 现有洁净无锈的铁钉，试管、植物油、现有洁净无锈的铁钉，试管、植物油、NaCl溶液、溶液、CH3COOH溶液和煮沸后迅速冷却的蒸馏水，你也可以选用其他物品，设溶液和煮沸后迅速冷却的蒸馏水，你也可以选用其他物品，设计实验探究铁钉锈蚀需要哪些条件，以及在什么条件下锈蚀速计实验探究铁钉锈蚀需要哪些条件，以及在什么条件下锈蚀速率快。率快。不同条件下铁钉的腐蚀不同条件下铁钉的腐蚀实实验验方方案案记记录录结结论论第九页，讲稿共二十六页哦实实验验方方案案CHCH3 3COOHCOOH溶溶液液煮沸后迅速煮沸后迅速冷却的蒸馏冷却的蒸馏水水NaClNaCl溶液溶液煮沸后迅速煮沸后迅速冷却的蒸馏冷却的蒸馏水水植物油植物油记记录录结结论论有气泡产生，有气泡产生，反应速率快反应速率快相当长时间相当长时间铁钉未被腐铁钉未被腐蚀蚀铁钉被腐铁钉被腐蚀最快蚀最快由于无由于无O O2 2，较长时间铁较长时间铁钉未被腐蚀钉未被腐蚀铁钉渐渐铁钉渐渐生锈生锈铁钉被腐铁钉被腐蚀蚀无现象无现象由于无由于无O O2 2，铁钉未被腐铁钉未被腐蚀蚀无现象无现象由于无由于无O O2 2、H H2 2O O，铁钉不，铁钉不能被腐蚀能被腐蚀植植物物油油第十页，讲稿共二十六页哦总结：铁钉遇到强酸或有O2、H2O存在的情况下，铁均可被腐蚀，遇到电解质时，一般腐蚀速率更快。不会，不会，因为月球上缺少水分和氧气。因为月球上缺少水分和氧气。请你预测一下，铁在月球上会不请你预测一下，铁在月球上会不会生锈？为什么？会生锈？为什么？第十一页，讲稿共二十六页哦钢铁在干燥的空气里长时间不易被腐蚀钢铁在干燥的空气里长时间不易被腐蚀,但在潮但在潮湿的空气里却很快被腐蚀湿的空气里却很快被腐蚀,这是什么原因呢这是什么原因呢?H2O+CO2 H2CO3-H+HCO3-在潮湿的空气里在潮湿的空气里,钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜。水能电离出少钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜。水能电离出少量的量的H+和和OH-,同时由于空气中同时由于空气中CO2的溶解的溶解,使水里的使水里的H+增多：增多：这样在这样在钢铁表面形成了一层钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜电解质溶液的薄膜,它跟钢铁里的它跟钢铁里的铁铁和和少量的少量的碳碳构成无数微小的构成无数微小的原电池。原电池。其中，铁是负极，碳是正极。在负极，铁失去电子而被氧化成Fe2+。第十二页，讲稿共二十六页哦OH-Fe2+FeCH2Fe2+O2FeCe-e-e-e-e-e-正极上发生反应有两种情况：负极负极:Fe 2e:Fe 2e-=Fe=Fe2+2+正极正极:2H2H+2e+2e-=H=H2 2电解质溶液：电解质溶液：弱酸性、中性、碱性弱酸性、中性、碱性负极负极:Fe Fe 2e 2e-=Fe=Fe2+2+正极正极:2H2H2 2O+OO+O2 2+4+4 e e-=4OH=4OH(1)吸氧腐蚀吸氧腐蚀电解质溶液：电解质溶液：强酸性强酸性(2)析氢腐蚀析氢腐蚀第十三页，讲稿共二十六页哦类型吸氧腐蚀析氢腐蚀条件正极反应(C)负极反应(Fe)其他反应水膜呈弱酸性或中性水膜呈弱酸性或中性或碱性或碱性O2+2H2O+4e-=4OH-Fe-2e-=Fe2+水膜呈酸性水膜呈酸性2H+2e-=H2Fe-2e-=Fe2+Fe2+2OH-=Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈失去部分水转化为铁锈吸氧腐蚀与析氢腐蚀（以钢铁为例）第十四页，讲稿共二十六页哦 化学腐蚀和电化学腐蚀都是化学腐蚀和电化学腐蚀都是金属的原子失去电子金属的原子失去电子变成阳离子的过程变成阳离子的过程。也就是说。也就是说,金属在腐蚀过程中金属在腐蚀过程中,发发生了生了氧化还原反应氧化还原反应。金属腐蚀的本质金属腐蚀的本质注意：注意：（1）电化学腐蚀是通过构成无数微小的原电池而发生的，作为）电化学腐蚀是通过构成无数微小的原电池而发生的，作为负负极的较活泼金属将不断被腐蚀。而不活泼的金属（或非金属或其它杂极的较活泼金属将不断被腐蚀。而不活泼的金属（或非金属或其它杂质）则被保护。质）则被保护。（2）电化学腐蚀，只有当金属跟电解质溶液接触时，才会发生，）电化学腐蚀，只有当金属跟电解质溶液接触时，才会发生，并伴有微电流产生。并伴有微电流产生。（3）升温、原电池反应升温、原电池反应都可加快金属腐蚀都可加快金属腐蚀第十五页，讲稿共二十六页哦 烧过菜的铁锅如果未及时洗净烧过菜的铁锅如果未及时洗净（残液中含（残液中含 NaCl），第二天便出现），第二天便出现红棕色锈斑（主要成分为红棕色锈斑（主要成分为Fe2O3nH2O）。请问这种腐蚀是化学腐）。请问这种腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀蚀还是电化学腐蚀?为什么为什么?解析：属于电化学腐蚀。解析：属于电化学腐蚀。因为铁锅是由生铁做成的因为铁锅是由生铁做成的,铁锅生铁锅生锈是因为锈是因为Fe-C-NaCl 形成原电池。铁作形成原电池。铁作负极，失去电子变成亚铁离子，从而被负极，失去电子变成亚铁离子，从而被腐蚀。腐蚀。第十六页，讲稿共二十六页哦二、金属的防护二、金属的防护1、影响金属腐蚀的因素、影响金属腐蚀的因素本性本性金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀；如果金属中能导电的杂质不如该金属金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀；如果金属中能导电的杂质不如该金属活泼，则容易形成原电池而使金属发生电化学腐蚀。活泼，则容易形成原电池而使金属发生电化学腐蚀。介质介质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。第十七页，讲稿共二十六页哦 2、金属防护的常用方法、金属防护的常用方法排除造成腐蚀的因素排除造成腐蚀的因素（1）在金属表面覆盖保护层在金属表面覆盖保护层，如：涂油漆、镀，如：涂油漆、镀Zn、镀镀Sn、镀、镀Cr等等,或制成氧化膜。或制成氧化膜。（2）在要保护的金属上）在要保护的金属上连接一种比该金属更易失去电连接一种比该金属更易失去电子的金属子的金属。（3）改变金属的内部组织结构改变金属的内部组织结构，如：将钢铁制成，如：将钢铁制成不锈钢。不锈钢。第十八页，讲稿共二十六页哦刷油漆刷油漆外面包上一层塑料层外面包上一层塑料层选用油脂，不能用油漆选用油脂，不能用油漆自行车钢圈和车铃镀自行车钢圈和车铃镀Cr第十九页，讲稿共二十六页哦你还知道哪些防止金属腐蚀的方法？你还知道哪些防止金属腐蚀的方法？请举例说明。请举例说明。用牺牲镁块的方法来防止地用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块必下钢铁管道的腐蚀，镁块必须定期更换须定期更换 制成不锈钢，在金属表面镀一层比要保护的制成不锈钢，在金属表面镀一层比要保护的金属更活泼的金属。金属更活泼的金属。用牺牲锌块的方法来保护用牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须定期更换船身，锌块必须定期更换锌块锌块第二十页，讲稿共二十六页哦假如你是设计师，正计划用钢材在杭州西假如你是设计师，正计划用钢材在杭州西湖内建造能使用湖内建造能使用20年左右的一座大桥，有年左右的一座大桥，有三种防锈措施供选择，你优先选择哪种方三种防锈措施供选择，你优先选择哪种方法？各种方法有什么优、缺点？法？各种方法有什么优、缺点？（1）涂上油漆）涂上油漆（2）使用镀铬的钢）使用镀铬的钢（3）使用不锈钢）使用不锈钢 （1）的优点是成本较高，缺点是油漆层容易脱落，保护作用一般，）的优点是成本较高，缺点是油漆层容易脱落，保护作用一般，不太适合大桥要使用多年的要求，而且也不适合在风景区使用。不太适合大桥要使用多年的要求，而且也不适合在风景区使用。（2）的优点是保护作用优良，外表美观，适合在风景区使用）的优点是保护作用优良，外表美观，适合在风景区使用。（3）的优点是保护作用优良，外表美观，但成本较高，应酌情考虑。）的优点是保护作用优良，外表美观，但成本较高，应酌情考虑。第二十一页，讲稿共二十六页哦练习练习1 1下列方法可用于金属防护的是（下列方法可用于金属防护的是（）原电池反应原电池反应 涂油漆涂油漆 电镀电镀 置于干燥环境置于干燥环境 A A B B C C D D全部全部D2 2有关金属腐蚀的论述，正确的是（有关金属腐蚀的论述，正确的是（）A A金属的腐蚀一定伴有电流产生金属的腐蚀一定伴有电流产生B BFeFe在干燥的氯气里比在潮湿的空气里更易被腐蚀在干燥的氯气里比在潮湿的空气里更易被腐蚀C C发生化学能转变为电能的腐蚀时较活泼的金属总是作正极而被腐发生化学能转变为电能的腐蚀时较活泼的金属总是作正极而被腐蚀蚀D D发生电化腐蚀时都有能量的转变，且被腐蚀的金属总是失电子发生电化腐蚀时都有能量的转变，且被腐蚀的金属总是失电子D第二十二页，讲稿共二十六页哦3 3、钢铁发生吸氧腐蚀时，发生还原反应的电极反应式是、钢铁发生吸氧腐蚀时，发生还原反应的电极反应式是（）A、Fe 2e-=Fe 2+B、2H+2e-=H2 C、4OH-4e-=2H2O+O2 D、2H2O+O2+4e-=4OH-D4 4、如图所示，各容器中盛有海水，铁在其中被、如图所示，各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是（腐蚀时由快到慢的顺序是（）A A、B B、C C、AFeFeFeFeSnSnFeFeZnZn第二十三页，讲稿共二十六页哦B5、下列事实不能用电化学理论解释的是、下列事实不能用电化学理论解释的是(）A A、轮船吃水线以下的船壳上装一定数量的锌块、轮船吃水线以下的船壳上装一定数量的锌块B B、铝片不用特殊方法保护、铝片不用特殊方法保护C C、纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量的、纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量的CuSO4溶液后溶液后速率加快速率加快D D、镀锌铁（在铁上镀一层锌）比镀锡耐用、镀锌铁（在铁上镀一层锌）比镀锡耐用第二十四页，讲稿共二十六页哦7 7、如图、如图,水槽中试管内有一枚铁钉，放置数水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：天观察：若液面下降，则溶液呈若液面下降，则溶液呈_性，发生性，发生_腐腐蚀，电极反应式为：蚀，电极反应式为：负极：负极：_，正极：正极：_ （1）（2）若液面上升，则溶液呈若液面上升，则溶液呈_性，发生性，发生_腐蚀腐蚀,电极反应式为：电极反应式为：负极：负极：_,_,正极：正极：_中或碱中或碱 吸氧吸氧Fe 2e Fe2+O2+2H2O+4e-4OH-酸酸析氢析氢Fe 2e-Fe2+2H+2e H2 第二十五页，讲稿共二十六页哦感感谢谢大大家家观观看看第二十六页，讲稿共二十六页哦