高中化学选修一金属的腐蚀和防护ppt课件.ppt
金属腐蚀的现象金属腐蚀的现象锈锈蚀蚀的的铜铜狮狮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全球全球每分钟每分钟就有就有1 1吨钢吨钢腐蚀成铁锈腐蚀成铁锈.铁锈铁锈FeFe2 2O O3 3XHXH2 2O O铜绿铜绿CuCu2 2(OH)(OH)2 2COCO3 3在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 金属的腐蚀对国民经济带来的损失是惊人的，统计报金属的腐蚀对国民经济带来的损失是惊人的，统计报告，告，全世界每年由于腐蚀而报废的金属设备和材料，约相全世界每年由于腐蚀而报废的金属设备和材料，约相当于金属年产量的当于金属年产量的1/3。全世界每年因金属腐蚀造成的直接经济损失约达全世界每年因金属腐蚀造成的直接经济损失约达亿美元亿美元，约占各国国内生产总值（，约占各国国内生产总值（GDP）的）的2%4%，是地震、水灾、台风等自然灾害造成损失总和的，是地震、水灾、台风等自然灾害造成损失总和的倍倍，至于因设备腐蚀损坏而引起的停工减产、产品质量，至于因设备腐蚀损坏而引起的停工减产、产品质量下降、污染环境、危害人体健康甚至造成严重事故的损失，下降、污染环境、危害人体健康甚至造成严重事故的损失，就更无法估计了。就更无法估计了。金属腐蚀的危害 在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么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。类型类型化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀定义：定义：金属跟接触到的物质金属跟接触到的物质(如氯气如氯气.氧气氧气等等)直接发生化学反应直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）跟电解质溶不纯的金属（或合金）跟电解质溶液接触时，液接触时，发生原电池反应发生原电池反应，比较比较活泼的金属失去电子而被氧化活泼的金属失去电子而被氧化腐蚀腐蚀（更普遍）（更普遍）一、金属的腐蚀一、金属的腐蚀 金属跟接触到的物质（如金属跟接触到的物质（如O2O2、CI2CI2、SO2SO2等）等）直接发生化学反应而引起的腐蚀。直接发生化学反应而引起的腐蚀。1 1、化学腐蚀、化学腐蚀（2 2）原理：）原理：（1 1）定义：）定义：（3 3）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。金属的活泼性金属的活泼性-内因内因金属越活泼，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。家用燃气灶家用燃气灶放在南极已差不多放在南极已差不多9090年食品罐头年食品罐头 一般情况下，温度的升高会加快化学反应速一般情况下，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。率。因此，温度对化学腐蚀的影响较明显。在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么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腐铁钉被腐蚀最快蚀最快由于无由于无O2，较长时间铁较长时间铁钉未被腐蚀钉未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铁钉铁钉不能被腐不能被腐蚀蚀植植物物油油NaCl溶液溶液醋酸溶液醋酸溶液无水无水CaCl2氧氧气气科学探究科学探究不同条件下铁钉的腐蚀不同条件下铁钉的腐蚀在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么铁铁生锈的必需条件：生锈的必需条件：空气空气+水水加加速铁生锈的条件：速铁生锈的条件：空气空气+电解质溶液电解质溶液铁钉遇到铁钉遇到酸或有酸或有O O2 2、H H2 2O O存在的情况下，铁均可存在的情况下，铁均可被腐蚀，遇到电解质时，一般腐蚀速率更快。被腐蚀，遇到电解质时，一般腐蚀速率更快。结论：在新疆吐鲁番和海南省两在新疆吐鲁番和海南省两地，哪个地区铁生锈相对慢地，哪个地区铁生锈相对慢一些？为什么？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，温度水分稀少，而海南地区潮湿多雨，温度高，易发生电化学腐蚀。高，易发生电化学腐蚀。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，比较活泼的金属失去电子而被氧发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化。这种腐蚀叫做电化学腐蚀。化。这种腐蚀叫做电化学腐蚀。在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么AFe2+Fe2+Fe2+Fe2+H+H+H+H+e-FeCu【回忆铁铜原电池回忆铁铜原电池】负极负极FeFe片：片：失电子失电子 FeFe 2e-=FeFe 2+正极正极CuCu片：得电子片：得电子 2H+2e-=H2 现象：被腐蚀，逐渐溶解现象：被腐蚀，逐渐溶解现象：气泡产生现象：气泡产生选择活泼的金属材料选择活泼的金属材料选择不活泼的金属材料选择不活泼的金属材料或导电的非金属材料或导电的非金属材料 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钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜。水能电离出少量的水膜。水能电离出少量的H H+和和OH OH-,同时由于空同时由于空气中气中COCO2 2的溶解的溶解,使水里的使水里的H H+增多：增多：H H2 2O+COO+CO2 2 H H2 2COCO3 3 H H+HCO+HCO3 3 -这样在这样在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜,它跟钢铁里的铁和少量的它跟钢铁里的铁和少量的碳构成无数微小的原电碳构成无数微小的原电池池。FeCFe2+Fe2+Fe2+Fe2+e-O2H2OH2OOH-OH-OH-OH-O2、H2OFe(OH)Fe(OH)3 3FeFe2 2O O3 3XHXH2 2O O钢铁在酸性极弱或中性条件下的腐蚀情况钢铁在酸性极弱或中性条件下的腐蚀情况Fe 2e-=Fe2+2H2O+O2 +4e-=4OH-吸氧腐蚀吸氧腐蚀2Fe+2H2O+O2 =2Fe(OH)2 正极：正极：负极：负极：总反应：总反应：FeCH+H+H+H+H+H+Fe2+Fe2+Fe2+Fe2+e-钢铁在酸性条件下的腐蚀情况钢铁在酸性条件下的腐蚀情况正极：正极：负极：负极：析氢腐蚀析氢腐蚀Fe 2e-=Fe2+2H+2e-=H2 总反应：总反应：Fe+2H+=Fe2+H2 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FeFe2 2O O3 3 n nH H2 2O O（铁锈）（铁锈）水膜呈酸性水膜呈酸性水膜呈中性或酸性很弱水膜呈中性或酸性很弱Fe-2eFe-2e-=Fe=Fe2+2+2Fe-4e2Fe-4e-=2Fe=2Fe2+2+2H2H+2e+2e-=H=H2 2O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e-=4OH=4OH-Fe+2HFe+2H2 2O=Fe(OH)O=Fe(OH)2 2+H+H2 22Fe+2H2Fe+2H2 2O+OO+O2 2=2Fe(OH)=2Fe(OH)2 24Fe(OH)4Fe(OH)2 2+2H+2H2 2O+OO+O2 2=4Fe(OH)=4Fe(OH)3 3金属的腐蚀以电化腐蚀为主，金属的腐蚀以电化腐蚀为主，电化腐蚀又以吸氧腐蚀为主电化腐蚀又以吸氧腐蚀为主(pH5.6(pH5.6时时)若若pH5.6pH 化学腐蚀化学腐蚀化学腐蚀化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍，危害更大往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍，危害更大往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍，危害更大往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍，危害更大 化学腐蚀和电化学腐蚀都是铁等金属原子失去电子化学腐蚀和电化学腐蚀都是铁等金属原子失去电子变成阳离子的过程。也就是说变成阳离子的过程。也就是说,金属在腐蚀过程中金属在腐蚀过程中,发生发生了氧化还原反应。了氧化还原反应。总结：金属腐蚀的本质总结：金属腐蚀的本质影响金属腐蚀的因素：影响金属腐蚀的因素：1 1、金属的本性：金属的本性：金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀。金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀。2 2、介质：（通常指气体或液体）、介质：（通常指气体或液体）金属直接接触的环境条件，腐蚀性气体或电解质溶金属直接接触的环境条件，腐蚀性气体或电解质溶液都容易导致金属被腐蚀液都容易导致金属被腐蚀金属阳离子金属阳离子失失e e氧化还原反应氧化还原反应金属原子金属原子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?请根据生活常识以及下图总结金属防护常用的方法，并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以达到防止金属腐蚀的目的。解释这些方法为什么可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”涂涂涂涂油脂（机油），为什么不能用油油脂（机油），为什么不能用油油脂（机油），为什么不能用油油脂（机油），为什么不能用油漆漆漆漆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CrCr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。护的金属更活泼的金属。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牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法.外加电流的阴极保护法外加电流的阴极保护法通电后，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。总结：金属防护的常用方法总结：金属防护的常用方法(1)(1)在金属表面覆盖保护层在金属表面覆盖保护层:a.a.涂矿物质油脂、油漆或覆盖搪瓷塑料涂矿物质油脂、油漆或覆盖搪瓷塑料.b.b.镀抗蚀金属电镀、热镀、喷镀法镀抗蚀金属电镀、热镀、喷镀法.c.c.用化学方法使其表面形成一层致密氧化膜，如烤蓝用化学方法使其表面形成一层致密氧化膜，如烤蓝.(2)(2)改变金属内部组成结构而增强抗腐蚀能力，如改变金属内部组成结构而增强抗腐蚀能力，如制成不锈钢制成不锈钢.(3)(3)电化学保护法电化学保护法.a.a.牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法.b.b.外加电流的阴极保护法外加电流的阴极保护法.防腐措施由好到坏的顺序防腐措施由好到坏的顺序:外接电源的阴极保护法外接电源的阴极保护法 牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法 有一般防腐条件保护有一般防腐条件保护 无防腐条件无防腐条件排除造成腐蚀的因素排除造成腐蚀的因素在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么不会，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。请你预测铁在月球上会不会生锈？为什么？请你预测铁在月球上会不会生锈？为什么？为什么一块铜板上有铁铆钉时，铁钉更易生锈？为什么一块铜板上有铁铆钉时，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等，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。铜板沿海空气中的氯化钠等溶入其中形成电解质溶液。铜板(+)与铁铆钉与铁铆钉(-)及电解质溶液便构成了原电池，相对活泼及电解质溶液便构成了原电池，相对活泼的铁被腐蚀。的铁被腐蚀。在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 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 NaClNaCl），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Fe Fe 2 2 O O 3 3nHnH2 2O O）。请问这种腐蚀是化学腐蚀）。请问这种腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀还是电化学腐蚀?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,铁锅生锈是铁锅生锈是因为因为Fe-C-NaClFe-C-NaCl形成原电池。铁作负极，失形成原电池。铁作负极，失去电子变成亚铁离子，从而被腐蚀。去电子变成亚铁离子，从而被腐蚀。
