第二节金属的腐蚀与防护..优秀PPT.ppt

第三章第三章:探究生活材料探究生活材料 第2节:金属的腐蚀和防护 学苑新报学苑新报化学天化学天地地铁锈斑斑铁锈斑斑,让人心酸让人心酸;导入：导入：铜器表面生成一层薄薄的铜器表面生成一层薄薄的铜绿铜绿铜铜绿的主要成分是绿的主要成分是Cu2(OH)2CO3钢铁钢铁生锈生锈,大桥大桥断裂断裂！金属腐蚀的危害金属腐蚀的危害,惊心动魄惊心动魄 据有关专家介绍，全球每一分钟就有据有关专家介绍，全球每一分钟就有1吨钢腐吨钢腐蚀成铁锈，目前我国由于金属材料的腐蚀损失蚀成铁锈，目前我国由于金属材料的腐蚀损失每年大约每年大约5000亿元人民币，约占我国国民生亿元人民币，约占我国国民生产总值的产总值的6%左右。左右。一、金属的腐蚀一、金属的腐蚀 指金属或合金与四周接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀指金属或合金与四周接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。损耗的过程。1、定义：、定义：2、本质：、本质：金属失去电子被氧化金属失去电子被氧化M-ne-=Mn+3、分类：、分类：化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀依据接触的介质和反应原理可分为依据接触的介质和反应原理可分为 金属跟接触到的物质（如金属跟接触到的物质（如O2O2、CI2CI2、SO2SO2等）干脆发生化学反应而引起的腐等）干脆发生化学反应而引起的腐蚀蚀 定义：定义：影响因素：影响因素：金属的活泼性金属的活泼性环境的温度环境的温度氧化剂浓度等氧化剂浓度等化学腐蚀化学腐蚀原理：原理：氧化还原反应氧化还原反应例如：例如：铁与氯气干脆反应而被腐蚀铁与氯气干脆反应而被腐蚀钢管被原油中的含硫化合物腐蚀钢管被原油中的含硫化合物腐蚀左边家用燃气灶的中心部位很简洁生锈，而右边左边家用燃气灶的中心部位很简洁生锈，而右边的食品罐头放在南极的食品罐头放在南极90多年了，却很少生锈多年了，却很少生锈升温可加快升温可加快金属腐蚀金属腐蚀温度对化学腐蚀的影响温度对化学腐蚀的影响：升温加快升温加快金属腐蚀金属腐蚀 降温减慢降温减慢金属腐蚀金属腐蚀不同条件下铁钉的锈蚀不同条件下铁钉的锈蚀科学探究科学探究:实验方案实验方案植物油植物油CaCl2固固体体NaCl 溶溶液液CH3COOH溶液溶液煮沸后迅煮沸后迅速冷却的速冷却的蒸溜水蒸溜水上层植物油，上层植物油，下层煮沸后下层煮沸后迅速冷却的迅速冷却的蒸溜水蒸溜水记录记录无现象无现象无现象无现象铁丁渐渐铁丁渐渐生锈生锈有气体产生，有气体产生，反应速度快反应速度快相当长时相当长时间，铁丁间，铁丁未被腐蚀未被腐蚀无现象无现象结论结论由于无氧由于无氧和水，铁和水，铁钉不被腐钉不被腐蚀蚀由于无由于无水，铁水，铁钉不被钉不被腐蚀腐蚀铁钉被腐铁钉被腐蚀蚀铁钉被腐蚀铁钉被腐蚀最快最快由于无氧，由于无氧，较长时间较长时间铁钉不被铁钉不被腐蚀腐蚀由于无氧，由于无氧，铁钉不被腐铁钉不被腐蚀蚀总结：总结：铁钉遇到强酸或有铁钉遇到强酸或有O2、H2O存在的条件下，均可存在的条件下，均可被腐蚀。遇到电解质时，一般腐蚀速度更快。被腐蚀。遇到电解质时，一般腐蚀速度更快。电化学腐蚀电化学腐蚀定义：定义：不纯的金属（或合金）跟电解质溶液接不纯的金属（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。金属失去电子而被氧化。原理：原理：原电池反应原电池反应本质：本质：氧化还原反应氧化还原反应例如：例如：钢铁在潮湿的空气中被腐蚀钢铁在潮湿的空气中被腐蚀复习：原电池反应原理复习：原电池反应原理 1.有电解质溶液有电解质溶液 2.有活泼性不同的两种金属有活泼性不同的两种金属 （或其中一种是非金属）（或其中一种是非金属）3.闭合电路闭合电路电极推断：电极推断：比较活泼的一极是负极比较活泼的一极是负极比较不活泼的是正极比较不活泼的是正极条件条件钢铁的腐蚀钢铁的腐蚀为什么钢铁在潮湿的空气中更简洁腐蚀？为什么钢铁在潮湿的空气中更简洁腐蚀？缘由：缘由：空气中溶解空气中溶解CO2的水分酸性增加的水分酸性增加（形成电解质溶液）（形成电解质溶液）Fe和和C构成原电池的两极构成原电池的两极Fe：负：负C：正：正形成了原电池加快金属的腐蚀形成了原电池加快金属的腐蚀 负极负极:Fe 2e:Fe 2e-=Fe=Fe2+2+正极正极:2H2H+2e+2e-=H=H2 2 电极反应：电极反应：电解质溶液呈弱酸性、中性、碱性时：电解质溶液呈弱酸性、中性、碱性时：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呈较强酸性时电解质溶液呈较强酸性时(2)析氢腐蚀析氢腐蚀化学腐蚀与电化学腐蚀的比较化学腐蚀与电化学腐蚀的比较 化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀条件条件现象现象本质本质相互相互联系联系金属跟氧化性物质金属跟氧化性物质干脆接触干脆接触不纯不纯金属或合金跟金属或合金跟电解电解质溶液质溶液及氧化剂接触及氧化剂接触无电流无电流产生产生有有微弱电流微弱电流产生产生金属被氧化金属被氧化较活泼较活泼金属被氧化金属被氧化两者往往两者往往同时同时发生，电化腐蚀更普遍发生，电化腐蚀更普遍留意：留意：（1）电化腐蚀是通过构成多数微小的原电池）电化腐蚀是通过构成多数微小的原电池而发生的，作为负极的较活泼金属将不断被而发生的，作为负极的较活泼金属将不断被腐蚀。而不活泼的金属（或非金属或其它杂腐蚀。而不活泼的金属（或非金属或其它杂质）则被爱护。质）则被爱护。（2）电化学腐蚀，只有当金属跟电解质溶液）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。接触时，才会发生，并伴有微电流产生。（3）升温、原电池反应都可加快金属腐蚀）升温、原电池反应都可加快金属腐蚀海边的铁制品比较简洁生锈，为什么？1、请你预料一下，铁在月球上会不会生锈？、请你预料一下，铁在月球上会不会生锈？为什么？为什么？月球上没有空气（目前尚不确定是否存在月球上没有空气（目前尚不确定是否存在水），所以铁在月球上不会生锈水），所以铁在月球上不会生锈2、在新疆吐鲁番和海南省两地，哪个地区铁、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？生锈相对慢一些？为什么？新疆吐鲁番空气干燥，铁生锈相对慢一些新疆吐鲁番空气干燥，铁生锈相对慢一些 答案答案二、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，就越简洁失去电子而被腐蚀，金属越活泼，就越简洁失去电子而被腐蚀，假如金属中能导电的杂质不如该金属活泼，假如金属中能导电的杂质不如该金属活泼，则简洁形成原电池而使金属发生电化学腐蚀。则简洁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金属在潮湿的空气中、接触腐蚀性气体或电解质溶液，都简洁被腐蚀。解质溶液，都简洁被腐蚀。2、金属防护的常用方法、金属防护的常用方法解除造成腐蚀的因素解除造成腐蚀的因素（1）在金属表面覆盖爱护层，如：涂油）在金属表面覆盖爱护层，如：涂油漆、镀漆、镀Zn、镀、镀Sn、镀、镀Cr等等,或制成氧化膜。或制成氧化膜。（2）在要爱护的金属上连接一种比该金）在要爱护的金属上连接一种比该金属更易失去电子的金属。属更易失去电子的金属。（3）变更金属的内部组织结构，如：将）变更金属的内部组织结构，如：将钢铁制成不锈钢。钢铁制成不锈钢。自行车如何防生锈？自行车如何防生锈？为了防止自行车的金属构件生锈，主要实行在金属构为了防止自行车的金属构件生锈，主要实行在金属构件的表面上加防护层的方法。例如：在链条和齿轮上件的表面上加防护层的方法。例如：在链条和齿轮上涂机油，在车架和挡泥板上烤一层漆，将车座弹簧用涂机油，在车架和挡泥板上烤一层漆，将车座弹簧用一层一层“烤蓝烤蓝”（Fe3O4爱护层）爱护，将车把、钢爱护层）爱护，将车把、钢圈和车辐条进行电镀（车把、钢圈一般接受三层电镀圈和车辐条进行电镀（车把、钢圈一般接受三层电镀：底层镀铜，中间镀镍，表层镀铬，车辐条表面一般：底层镀铜，中间镀镍，表层镀铬，车辐条表面一般镀锌），等等。镀锌），等等。此外，用不锈钢制作此外，用不锈钢制作车辐条，用铝合金代车辐条，用铝合金代替钢铁制作一些构件替钢铁制作一些构件也是防止自行车的金也是防止自行车的金属构件生锈的常用方属构件生锈的常用方法。法。健身器材如何防锈？健身器材如何防锈？刷油漆刷油漆衣架和电线如何防锈？衣架和电线如何防锈？外面包上一层塑料层外面包上一层塑料层某些工具的某些工具的“机械传动部位机械传动部位”，能用，能用油漆来防锈吗？油漆来防锈吗？不能用油漆来防锈，而是选用油脂不能用油漆来防锈，而是选用油脂应选用什么呢？应选用什么呢？船身如何防腐蚀的？船身如何防腐蚀的？用牺牲锌块的方法来爱护用牺牲锌块的方法来爱护船身上装锌块船身上装锌块 如何防止地下钢铁管道的腐蚀？如何防止地下钢铁管道的腐蚀？用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块要定期更换管道的腐蚀，镁块要定期更换1 1、给你一块铁，请你设法对它进行防护、给你一块铁，请你设法对它进行防护（1 1）保持表面干燥）保持表面干燥 （2 2）涂油、漆）涂油、漆（3 3）镀锌（白铁桶）镀锌（白铁桶）（4 4）镀锡（马口铁）镀锡（马口铁）（5 5）合金）合金 2、假如你是设计师，正支配用钢材在杭州、假如你是设计师，正支配用钢材在杭州西湖内建立能运用西湖内建立能运用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，你优先选择哪种方法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？各种方法有什么优、缺点？（1）涂上油漆）涂上油漆（2）运用镀铬的钢）运用镀铬的钢（3）运用不锈钢）运用不锈钢 方法（方法（1）的优点是成本较高，缺点是）的优点是成本较高，缺点是油漆层简洁脱落，爱护作用一般，不太适油漆层简洁脱落，爱护作用一般，不太适合大桥要运用多年的要求，而且也不适合合大桥要运用多年的要求，而且也不适合在风景区运用。在风景区运用。方法（方法（2）的优点是爱护作用优良，外表）的优点是爱护作用优良，外表美观，适合在风景区运用。美观，适合在风景区运用。方法（方法（3）的优点是爱护作用优良，外）的优点是爱护作用优良，外表美观，但成本较高，应酌情考虑。表美观，但成本较高，应酌情考虑。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金属的腐蚀确定伴有电流产生金属的腐蚀确定伴有电流产生B BFeFe在干燥的氯气里比在潮湿的空气里更易在干燥的氯气里比在潮湿的空气里更易被腐蚀被腐蚀C C发生化学能转变为电能的腐蚀时较活泼的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金属总是作正极而被腐蚀D D发生电化腐蚀时都有能量的转变，且被腐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蚀的金属总是失电子D3 3、如图、如图,水槽中试管内有一枚铁钉，水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天视察：放置数天视察：若液面下降，则溶液呈若液面下降，则溶液呈_性，发生性，发生_腐蚀，电极反应式为：腐蚀，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，性，发生发生_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Fe2e Fe2+O2+2H2O+4e 4OH酸酸析氢析氢Fe2e-Fe2+2H+2e H2 钢铁的钢铁的吸氧腐蚀吸氧腐蚀示意图示意图钢铁的钢铁的析氢腐蚀析氢腐蚀示意图示意图