金属腐蚀与防护 (3)优秀课件.ppt

金属腐蚀与防护第1页，本讲稿共19页专题专题1 1 化学反应与能量转化化学反应与能量转化第三单元第三单元 金属的腐蚀与防护金属的腐蚀与防护化学化学2化学化学化学化学反应原理反应原理反应原理反应原理第2页，本讲稿共19页金属的腐蚀金属的腐蚀金属阳离子金属阳离子失失e e氧化反应氧化反应金属原子金属原子金属或合金与周围接触到的气体或液体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。进行化学反应而腐蚀损耗的过程。（3 3）类型）类型化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀（1 1）定义：）定义：（2 2）金属腐蚀的本质：）金属腐蚀的本质：金属失去电子被氧化金属失去电子被氧化金属跟接触到的物质金属跟接触到的物质(如氯气如氯气.氧气等氧气等)直直接发生化学反应接发生化学反应而引起的腐蚀而引起的腐蚀不纯的金属（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，触时，发生原电池反应发生原电池反应，比较活泼的金属比较活泼的金属失去电子而被氧化失去电子而被氧化腐蚀腐蚀（更普遍）（更普遍）第3页，本讲稿共19页铁生锈的现象随处可见。为什么铁在铁生锈的现象随处可见。为什么铁在潮湿潮湿的环境中比在干燥的环境中更易生锈？的环境中比在干燥的环境中更易生锈？钢铁的钢铁的吸氧腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀负极：负极：2Fe 4e-2Fe2+正极：正极：2H2O+O2+4e-4OH-钢铁的钢铁的析氢腐蚀析氢腐蚀析氢腐蚀析氢腐蚀钢铁表面钢铁表面形成的微小形成的微小原电池原电池示意图示意图负极：负极：Fe2e-Fe2+正极：正极：2H+2e-H2总反应：总反应：Fe+2H+=Fe2+H2 总反应：总反应：2Fe+2H2O+O2=2 Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3 nH2O+(3-n)H2O第4页，本讲稿共19页钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀条条件件电电极极反反应应联联系系Fe2O3 nH2O（铁锈）（铁锈）通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。水膜呈水膜呈酸性酸性。水膜呈水膜呈中性中性或或酸性很弱酸性很弱。负极负极Fe(-)Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+正极正极C(+)2H+2e-=H2O2+2H2O+4e-=4OH-总反应总反应:Fe+2H+=Fe2+H2 2Fe+2H2O+O2=2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 CO2+H2O H2CO3 H+HCO 3-第5页，本讲稿共19页不同条件下铁钉的锈蚀的探究实验实验方案方案煮沸后迅速冷煮沸后迅速冷却的蒸馏水却的蒸馏水煮沸后迅速冷煮沸后迅速冷却的蒸馏水却的蒸馏水现现象象分分析析有气泡产有气泡产生，反应生，反应速率快速率快相当长时相当长时间铁钉未间铁钉未被腐蚀被腐蚀铁钉被铁钉被腐蚀最腐蚀最快快由于无由于无O2，较长时，较长时间铁钉未间铁钉未被腐蚀被腐蚀铁钉渐铁钉渐渐生锈渐生锈铁钉被铁钉被腐蚀腐蚀无现象无现象由于无由于无O2，铁钉未，铁钉未被腐蚀被腐蚀无现象无现象由于无由于无H2O铁钉铁钉不能被不能被腐蚀腐蚀植植物物油油NaCl溶液溶液醋酸溶液醋酸溶液无水无水CaCl2氧氧气气第6页，本讲稿共19页一般情况下，温度的升高会加快化学反应速率。因此，一般情况下，温度的升高会加快化学反应速率。因此，温度对化学腐蚀的影响较明显温度对化学腐蚀的影响较明显。为什么左边家用燃气灶的中心部位很容易生锈，为什么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近年了，却很少而右边的食品罐头放在南极近年了，却很少生锈，你知道为什么吗？生锈，你知道为什么吗？思考思考第7页，本讲稿共19页1.1.铁生锈的必需条件：铁生锈的必需条件：空气空气+水水2.2.加速铁生锈的条件：加速铁生锈的条件：空气空气+电解质溶液电解质溶液 3.3.影响因素：影响因素：金属越活泼，越易被腐蚀；金属越活泼，越易被腐蚀；金属所处的环境温度越高，腐蚀速率越快；金属所处的环境温度越高，腐蚀速率越快；氧化剂浓度越大，腐蚀速率越快。氧化剂浓度越大，腐蚀速率越快。第8页，本讲稿共19页1.1.在新疆吐鲁番和海南省两地，哪个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？地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，水新疆吐鲁番，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，分稀少，而海南地区潮湿多雨，温度高，易发生电化学腐蚀。易发生电化学腐蚀。不会，因为月球上缺少水分和氧气。不会，因为月球上缺少水分和氧气。2.2.请你预测一下，铁在月球上会不会生锈？为什么？请你预测一下，铁在月球上会不会生锈？为什么？3.3.为什么一块为什么一块铜铜板上有板上有铁铁铆钉时，铁钉更易生锈？铆钉时，铁钉更易生锈？铜板表面凝结一层水膜，空气中二氧化碳和二氧化硫铜板表面凝结一层水膜，空气中二氧化碳和二氧化硫等，沿海空气中的氯化钠等溶入其中形成电解质溶液。等，沿海空气中的氯化钠等溶入其中形成电解质溶液。铜板铜板(+)与铁铆钉与铁铆钉(-)及电解质溶液便构成了原电池，相及电解质溶液便构成了原电池，相对活泼的铁被腐蚀。对活泼的铁被腐蚀。电工操作规定：电工操作规定：电工操作规定：电工操作规定：铜线和铝线不能拧在一起，为什么？铜线和铝线不能拧在一起，为什么？第9页，本讲稿共19页烤蓝烤蓝涂机油涂机油烤漆烤漆涂凡士林涂凡士林镀锌镀锌镀铬镀铬 交流研讨交流研讨 你知道自行车的金属部件采用了什么样的防护措施吗你知道自行车的金属部件采用了什么样的防护措施吗?第10页，本讲稿共19页请根据生活常识以及下图总结金属防护请根据生活常识以及下图总结金属防护常用的方法，并解释这些方法为什么可常用的方法，并解释这些方法为什么可以达到防止金属腐蚀的目的。以达到防止金属腐蚀的目的。健身器材刷油漆健身器材刷油漆健身器材刷油漆健身器材刷油漆衣架和电线的外面包上一层塑料层衣架和电线的外面包上一层塑料层衣架和电线的外面包上一层塑料层衣架和电线的外面包上一层塑料层某些工具的某些工具的某些工具的某些工具的“机械转动部位机械转动部位机械转动部位机械转动部位”涂油脂涂油脂涂油脂涂油脂（机油），为什么不能用油漆（机油），为什么不能用油漆（机油），为什么不能用油漆（机油），为什么不能用油漆自行车的钢自行车的钢圈和车铃是圈和车铃是在钢上镀上在钢上镀上一层既耐腐一层既耐腐蚀又耐磨的蚀又耐磨的Cr第11页，本讲稿共19页金属腐蚀的防护金属腐蚀的防护2、改变金属的内部组织结构：、改变金属的内部组织结构：如将如将Cr、Ni等金属加进钢里制成合金钢等金属加进钢里制成合金钢（不锈钢）（不锈钢）1、金属表面覆盖保护层、金属表面覆盖保护层 如涂油漆、油脂、塑料、陶瓷等，镀上一层耐腐蚀的金属如涂油漆、油脂、塑料、陶瓷等，镀上一层耐腐蚀的金属(Zn、Sn、Cr等等)，或氧化形成致密的氧化物薄膜作保护层。，或氧化形成致密的氧化物薄膜作保护层。原理：原理：隔绝金属与外界空气、水、电解质溶液的接触。隔绝金属与外界空气、水、电解质溶液的接触。镀锌铁镀锌铁(白铁皮白铁皮)和镀锡铁和镀锡铁(马口铁马口铁)的的镀层破损后，哪种情况下铁不易被腐镀层破损后，哪种情况下铁不易被腐蚀？为什么？蚀？为什么？第12页，本讲稿共19页金属腐蚀的防护金属腐蚀的防护3、电化学保护法、电化学保护法牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法原理：原理：将被保护金属与比其更活泼的金属连接在一起，将被保护金属与比其更活泼的金属连接在一起，被保护金属做正极，不反应得到保护；而活泼金属反被保护金属做正极，不反应得到保护；而活泼金属反应作负极被腐蚀。应作负极被腐蚀。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用牺牲镁块的方法来防用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀止地下钢铁管道的腐蚀第13页，本讲稿共19页金属腐蚀的防护金属腐蚀的防护3、电化学保护法、电化学保护法外加电流的阴极保护法外加电流的阴极保护法原理：原理：通电后，电子被强制流向被保护的钢铁设备，通电后，电子被强制流向被保护的钢铁设备，抑制钢铁发生失电子作用，从而被保护抑制钢铁发生失电子作用，从而被保护常用于防常用于防止土壤、止土壤、海水及河海水及河水中的金水中的金属设备的属设备的腐蚀。腐蚀。第14页，本讲稿共19页化学腐蚀与电化腐蚀的比较化学腐蚀与电化腐蚀的比较化学腐蚀化学腐蚀电化腐蚀电化腐蚀条件条件金属跟氧化剂金属跟氧化剂直接接触直接接触不纯金属或合金不纯金属或合金跟电解质溶液接触跟电解质溶液接触现象现象无电流产生无电流产生有有微弱电流微弱电流产生产生本质本质金属被氧化金属被氧化较活泼金属被氧化较活泼金属被氧化联系联系两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍第15页，本讲稿共19页1、下列装置中四块相同的、下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐片，放置一段时间后腐蚀速率蚀速率由慢到快由慢到快的顺序是的顺序是 。(4)(2)(1)(3)第16页，本讲稿共19页2、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、轮船吃水线以下的船壳上装一定数量的、轮船吃水线以下的船壳上装一定数量的 锌块锌块B、铝片不用特殊方法保护、铝片不用特殊方法保护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溶液后速率加快溶液后速率加快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B第17页，本讲稿共19页3、家用炒菜铁锅用水清洗放置后，出现红棕、家用炒菜铁锅用水清洗放置后，出现红棕色的锈斑，在此变化过程中不发生的化学反色的锈斑，在此变化过程中不发生的化学反应是应是（）（）A、4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3B、2Fe+2H2O+O22Fe(OH)C、2H2O+O2+4eOH-D、Fe3eFe3+D第18页，本讲稿共19页4、以下现象与电化学理论无关的是（）以下现象与电化学理论无关的是（）A、黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易生铜锈、黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易生铜锈 B、生铁比软件铁芯（几乎是纯铁）容易生锈、生铁比软件铁芯（几乎是纯铁）容易生锈 C、纯锌与稀硫酸反应时，滴少量硫酸铜溶液、纯锌与稀硫酸反应时，滴少量硫酸铜溶液 后速率加快后速率加快 D、银质奖牌久置后表面变暗、银质奖牌久置后表面变暗D第19页，本讲稿共19页