第二节金属的腐蚀与防护.ppt

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1、2022-6-27第三章第三章 探索生活材料探索生活材料第二节第二节 金属的腐蚀和防护金属的腐蚀和防护2022-6-27铁锈斑斑铁锈斑斑2022-6-27铁管生锈了铁管生锈了四川省宜宾市城区的南门大桥四川省宜宾市城区的南门大桥钢铁钢铁生锈生锈造成大桥造成大桥断裂断裂！断裂断裂2022-6-27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绿的铜绿的主要成分是主要成分是Cu2(OH)2CO32022-6-27 一、金属的腐蚀一、金属的腐蚀 依据：接触的依据：接触的介质介质不同，发生腐蚀的不同，发生腐蚀的化化 学原理学原理不同不同化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀左边家用燃气灶的中心部位

2、很容易生锈，而右边的食品罐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头放在南极9090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、NaClNaCl溶液、溶液、CHCH3 3COOHCOOH溶液和煮沸后迅速冷却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，以及在什么验探究铁钉锈蚀

3、需要哪些条件，以及在什么条件下锈蚀速率快。条件下锈蚀速率快。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才间铁钉才被腐蚀被腐蚀铁钉被腐铁钉被腐蚀最快蚀最快由于缺由于缺O O2 2，较长时间较长时间铁钉才被铁钉才被腐蚀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O O2 2，铁钉未被铁钉未被腐蚀腐蚀无现象无现象由于无

4、由于无O O2 2、H H2 2O O铁钉不能铁钉不能被腐蚀被腐蚀植植物物油油结论：结论： 铁钉遇到强酸或有铁钉遇到强酸或有O O2 2、H H2 2O O存在的情况存在的情况下，铁均可被腐蚀，遇到电解质时，一般下，铁均可被腐蚀，遇到电解质时，一般腐蚀速率更快。腐蚀速率更快。2022-6-27海边的铁制品比较容易生锈，为什么？海边的铁制品比较容易生锈，为什么？原理原理: :原电原电池反应可池反应可加快金属加快金属腐蚀腐蚀 原电池的组成条件原电池的组成条件(1)(1)活泼性不同的两种金属（或金属活泼性不同的两种金属（或金属 与石墨）构与石墨）构 成两个电极成两个电极(2)(2)电解质溶液电解质溶

5、液(3)(3)构成闭合电路构成闭合电路（4）氧化还原反应能自发进行）氧化还原反应能自发进行工作原理工作原理(以以Cu-Zn原电池为例原电池为例)电子流向电子流向电极电极 电极反应电极反应反应类型反应类型 电极本身质量电极本身质量活泼金属活泼金属Zn 不活泼金属不活泼金属Cu 流出流出流进流进负极负极正极正极Zn-2eZn2+2H+2eH2 氧化反应氧化反应还原反应还原反应质量减少质量减少质量不变质量不变总反应：总反应：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2 ZnCuHCl 为什么钢铁在干燥的空气中不易生锈，为什么钢铁在干燥的空气中不易生锈，而在潮湿的空气中却易生锈呢？而在潮湿的空气中却易生锈

6、呢？钢铁钢铁潮湿空气潮湿空气水膜水膜CO2、 SO2、H2S电解质溶液电解质溶液铁铁C 原电池原电池科学探究：科学探究：原电池：原电池：活泼金属：活泼金属：杂质杂质(C或较不或较不活泼的金属活泼的金属)失电子，转移到杂质上失电子，转移到杂质上电解质溶液中的物质电解质溶液中的物质在杂质上得到电子在杂质上得到电子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）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。析氢析氢腐蚀腐蚀吸氧吸氧腐蚀腐蚀条

7、件条件较强较强酸性酸性。中性中性 酸性很弱酸性很弱COCO2 2+H+H2 2O HO H2 2COCO3 3 H H+ +HCO +HCO 3 3- - 电极反应电极反应负极负极Fe(- )Fe(- ) Fe-2e=FeFe-2e=Fe2+2+2Fe-4e=2Fe2Fe-4e=2Fe2+2+正极正极C(+)C(+)2H2H+ +2e=H+2e=H2 2O O2 2+2H+2H2 2O+4e=4OHO+4e=4OH- -总反应总反应: :Fe+2HFe+2H+ +=Fe=Fe2+2+2Fe+2H2Fe+2H2 2O+OO+O2 2= 2 Fe(OH)= 2 Fe(OH)2 24Fe(OH)4F

8、e(OH)2 2+2H+2H2 2O+OO+O2 2=4Fe(OH)=4Fe(OH)3 3联系联系生成铁锈：生成铁锈：水膜呈水膜呈_水膜呈水膜呈_或或_2022-6-27小结：小结：金属腐蚀的金属腐蚀的分类分类化学腐蚀化学腐蚀电化腐蚀电化腐蚀析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀（常见普遍）（常见普遍）金属腐蚀的危害 金属的腐蚀对国民经济带来的损失是惊人的，据金属的腐蚀对国民经济带来的损失是惊人的，据7070年代美国的一份统计报告，全世界每年由于腐蚀年代美国的一份统计报告，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而报废的金属设备和材料，约相当于金属年产量的的1/31/3，至于因设

9、备腐蚀损坏而引起的停工减产、，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，就更无法估计了。当前，世成严重事故的损失，就更无法估计了。当前，世界各国都有许多优秀的科学家，从事金属腐蚀理界各国都有许多优秀的科学家，从事金属腐蚀理论及防护方法的研究工作。有志者可选择这方面论及防护方法的研究工作。有志者可选择这方面的课题研究，一定会大有作为；一旦有新的突破，的课题研究，一定会大有作为；一旦有新的突破，产生的经济效益和社会影响，必将是巨大的。产生的经济效益和社会影响，必将是巨大的。 1 1、金属腐蚀的本质：、金

10、属腐蚀的本质：_e_e- -发生发生_反应反应金属金属_金属原子金属原子氧化氧化失去失去阳离子阳离子二、金属的防护二、金属的防护金属腐蚀的防护思路和方法是？金属腐蚀的防护思路和方法是？ 主要从金属的本质和介质两方面考虑，主要从金属的本质和介质两方面考虑，如如:改变金属的内部组织结构，在金属改变金属的内部组织结构，在金属表面覆盖保护层等等表面覆盖保护层等等 请根据以下的生活中的例子，总结金属防护请根据以下的生活中的例子，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？止金属腐蚀的目的？ 自行车如何防生锈？自行车如何防生锈？ 是是在

11、金属表面在金属表面镀上一层耐腐蚀的金属，如镀上一层耐腐蚀的金属，如自行车的钢圈和车铃是在钢上自行车的钢圈和车铃是在钢上镀镀上一层既耐上一层既耐腐蚀又耐磨的腐蚀又耐磨的CrCr 自行车的车把、自行车的车把、车辐条、钢圈车辐条、钢圈和车铃防锈措和车铃防锈措施是什么？施是什么？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

12、防腐蚀的？用牺牲锌块的方法来保护用牺牲锌块的方法来保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管用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块要定期更换道的腐蚀，镁块要定期更换知识总结知识总结作业：作业： 1.1.埋在地下的输油铸铁管道，在下列埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种情况下被腐蚀速率最慢的是各种情况下被腐蚀速率最慢的是 ( )( )A A在潮湿疏松的土壤中；在潮湿疏松的土壤中； B B在含铁元素较多的酸性土壤中；在含铁元素较多的酸性土壤中；C C在干燥致密不透气的土壤中；在干燥致密不透气的土壤中； D D在含碳较

13、多的潮湿透气的中性土壤在含碳较多的潮湿透气的中性土壤C 2 2在装有水的容器中，用棉线悬挂一个在在装有水的容器中，用棉线悬挂一个在水中保持平衡的金属棒，该棒由铁和铜焊水中保持平衡的金属棒，该棒由铁和铜焊接而成，棉线系在两种金属接缝处（如接而成，棉线系在两种金属接缝处（如图），再向水中加入少量图），再向水中加入少量CuSOCuSO4 4，经过一段，经过一段时间应看到的现象是时间应看到的现象是 ( )( ) A A铁端将附着铜增重下沉；铁端将附着铜增重下沉； B B铜端将附着铜增重下沉；铜端将附着铜增重下沉； C C铁端将变细减重上升；铁端将变细减重上升； D D铜端粗细不变将下沉铜端粗细不变将下

14、沉BC(1)(1)、若液面上升，则溶液呈、若液面上升，则溶液呈_性，发性，发生生_腐蚀腐蚀, ,电极反应式为：电极反应式为： 负极：负极：_,_,正极：正极：_ _ 3 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，放置数天观察：放置数天观察：(2)(2)、若液面下降，则溶液呈、若液面下降，则溶液呈_性，性，发生发生_腐蚀，电极反应式为：腐蚀，电极反应式为： 负极：负极：_ _ 正极：正极：_弱酸性或中性弱酸性或中性吸氧吸氧2 2Fe - Fe - 4 4e e- -2 2FeFe2+2+O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- -4OH4OH较强酸性较强酸性析氢析氢Fe - 2eFe - 2e- -FeFe2+2+2H2H+ +2e+2e- -H H2 2