人教版高中化学：3.2《金属的腐蚀和防护》 课件（新人教选修1）.ppt

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1、高中化学新人教版选修系列课件化学与生活 2021/8/9星期一13.2金属的腐蚀和防护2021/8/9星期一2教学目标教学目标1能描述金属腐蚀的化学原理，知道金属防护的常用方法，认识防止金属腐蚀的重要意义。2进一步学会对比、比较认识事物的科学方法和假设验证探究的思维方式，辩证的认识外因条件对化学变化的影响；3参与试验探究观察铁生锈的过程，体会动手试验自己获得铁的性质的知识的成功愉悦，保持学习的兴趣；教学重点：教学重点：电化腐蚀的原因教学难点：教学难点：析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应方程式教学方法：教学方法：实验探究、师生共议、归纳总结。课时划分课时划分：两课时2021/8/9星期一3金属腐蚀的现

2、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2021/8/9星期一4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？FeFe2 2O O3 3XHXH2 2O OCuCu2 2(OH)(OH)2 2COCO3 3 2 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：2021/8/9星期一5一、金属腐蚀一、金属腐蚀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。金属腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀一、

3、金属的腐蚀一、金属的腐蚀（1）定义：（2）本质：金属失去电子被氧化。1 1、接触的、接触的介质介质不同，不同，2 2、发生腐蚀的、发生腐蚀的化学原理化学原理不同不同2021/8/9星期一6 金属跟接触到的物质（如O2、CI2、SO2等）直接发生化学反应而引起的腐蚀。1 1、化学腐蚀、化学腐蚀一、金属的腐蚀一、金属的腐蚀（2）原理：（1）定义：（3）影响因素：金属跟氧化剂直接发生氧化还原反应。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；氧化剂浓度越大，腐蚀速率越快。2021/8/9星期一7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

4、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。2021/8/9星期一8 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，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。2021/8/9星期一92 2、电化学腐蚀、电化学腐蚀 不纯不纯的金属（或合金）跟电解质的金属（或合金）跟电解质溶液接触时，会溶液接触

5、时，会发生原电池反应发生原电池反应，比，比较活泼的金属失去电子而被氧化，这较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做种腐蚀叫做电化学腐蚀电化学腐蚀。2021/8/9星期一10一、原电池：一、原电池：把化学能转化为电能的装置把化学能转化为电能的装置二、原电池原理二、原电池原理原电池原电池负极（较活泼金属）负极（较活泼金属）正极（较不活泼金属或非金属导体）正极（较不活泼金属或非金属导体）三、判断原电池正、负极的方法三、判断原电池正、负极的方法 较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活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泼的金属（负极）通过导线流向较不活泼的金属（

6、正极）属（正极）1、由组成原电池的两极材料判断；、由组成原电池的两极材料判断；2、根据电流方向或电子流动方向判断；、根据电流方向或电子流动方向判断；3、根据原电池两极发生的变化来判断；、根据原电池两极发生的变化来判断；4、电极反应现象、电极反应现象复习回忆复习回忆2021/8/9星期一11四、构成原电池的条件四、构成原电池的条件:1、自发进行的氧化还原反应、自发进行的氧化还原反应2、有两种活动性不同的金属（或一种是非、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。金属导体如碳棒）做电极。（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）3、两极材料均插入电解质

7、溶液中、两极材料均插入电解质溶液中。4、两极相连形成闭合回路。、两极相连形成闭合回路。2021/8/9星期一12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2021/8/9星期一13实实验验方方案案CHCH3 3COOHCOOH溶溶

8、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O O2 2，较长时间较长时间铁钉未被铁钉未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2021/8/9星期一14总结：铁钉遇到强酸或有O2、H2O存在的情况下

9、，铁均可被腐蚀，遇到电解质时，一般腐蚀速率更快。2021/8/9星期一15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，铁在月球上会请你预测一下，铁在月球上会不会生锈？为什么？不会生锈？为什么？2021/8/9星期一16钢铁在干燥的空气里长时间不易被腐钢铁在干燥的空气里长时间不易被腐蚀蚀,但在潮湿的空气里却很快被腐蚀但在潮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?在潮湿的空气里在潮湿的空气里,钢铁表面吸附了一层薄钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜。水能电离出少量的薄的水膜。水能电离出少量的H H+和和OH OH-,同时同时由于空气中由于空气中COCO2 2

10、的溶解的溶解,使水里的使水里的H H+增多：增多：H2O+CO2 H2CO3 H+HCO3 -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碳构成无数微小的原电池电池。2021/8/9星期一17其中铁作负极其中铁作负极,碳作正极。碳作正极。OH-Fe2+FeCH2Fe2+O2FeCe e-e e-e e-e e-e e-e e-2021/8/9星期一18 在负极，铁失去电子而被氧化成在负极，铁失去电子而被氧化成Fe2+：Fe 2e-=Fe 2+在正极，有两种情况：在正极，有两种情况：吸氧腐蚀：吸氧

11、腐蚀：2H2O+O2+4e-=4OH 析氢腐蚀：析氢腐蚀：2H+2e-=H22021/8/9星期一19吸氧腐蚀与析氢腐蚀（以钢铁为例）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O2+2H2O+4e-=4OH-Fe-2e-=Fe2+水膜呈酸性2H+2e-=H2Fe-2e-=Fe2+Fe2+2OH-=Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)34Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈2021/8/9星期一20 化学腐蚀和电化学腐蚀都是化学腐蚀和电化学腐蚀都是铁铁等金属原子失去电子变成阳离子的等金属原子失去电子变成阳离子的过程过程。也就是说。也就

12、是说,金属在腐蚀过程中金属在腐蚀过程中,发生了发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2021/8/9星期一21 烧过菜的铁锅如果未及时烧过菜的铁锅如果未及时洗净（残液中含洗净（残液中含 NaCl NaCl），第二），第二天便出现红棕色锈斑（主要成分天便出现红棕色锈斑（主要成分为为Fe Fe 2 2 O O 3 3nHnH2 2O O）。请问这种腐蚀）。请问这种腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀?为什为什么么?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-NaClFe-C-N

13、aCl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，从而负极，失去电子变成亚铁离子，从而被腐蚀。被腐蚀。2021/8/9星期一22思考与交流思考与交流 讨论自行车的不同构件如链条、钢圈、讨论自行车的不同构件如链条、钢圈、支架和齿轮等分别采取了什么防锈措施？支架和齿轮等分别采取了什么防锈措施？给链条涂上机油给链条涂上机油,将将钢圈表面镀上一层钢圈表面镀上一层铬铬,给支架烤上一层给支架烤上一层漆漆,将齿轮镀上一层将齿轮镀上一层铬并涂上机油。铬并涂上机油。2021/8/9星期一23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

14、腐蚀。金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀。2 2、介质：、介质：如果金属中能导电的杂质不如该金属活泼，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。则容易形成原电池而使金属发生电化学腐蚀。2021/8/9星期一24思考与交流思考与交流 请根据生活常识以及下图总结金属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。么可以达到防止金属腐蚀的目的。2021/8/9星期一25健身器材刷油漆以防锈健身器材刷油漆以防锈2021/8/9星期一26衣架和电线的外面衣架和电线的外面包上一层塑料层包上

15、一层塑料层2021/8/9星期一27某些工具的某些工具的“机械转动部位机械转动部位”选用选用油脂来防锈，为什么不能用油漆油脂来防锈，为什么不能用油漆2021/8/9星期一28自行车的钢圈和车铃是在钢上镀自行车的钢圈和车铃是在钢上镀上一层既耐腐蚀又耐磨的上一层既耐腐蚀又耐磨的Cr2021/8/9星期一29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。要保

16、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2021/8/9星期一30金属的防护方法金属的防护方法1 1、在金属表面覆盖保护层、在金属表面覆盖保护层2 2、改变金属的内部组织结构、改变金属的内部组织结构3 3、在要保护的金属上连接一种比该金属、在要保护的金属上连接一种比该金属更易失去电子的金属更易失去电子的金属刷油漆、涂机油、加塑料层不锈钢、马口铁、白口铁牺牲阳极的阴极保护法2021/8/9星期一31 答案答案2021/8/9星期一322021/8/9星期一331、钢铁发生吸氧腐蚀时，发生还原反应的电极反应式是（）A、F

17、e 2e-=Fe 2+B、2H+2e-=H2 C、4OH-4e-=2H2O+O2 D、2H2O+O2+4e-=4OH-D D2021/8/9星期一342、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（）A、B、C、FeFeFeFeFeFeSnSnZnZnA A2021/8/9星期一353、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锌块B、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CuSO4溶液后速率加快D、镀锌铁（在铁上镀一层锌）比镀锡耐用B B2021/8/9星期一36 4、有a、b、c、d四种金属。将a与b连接起来，浸入电解质溶液

18、中，b不易腐蚀。将a、d分别投入等浓度的盐酸中，d比a反应强烈。将铜浸入b的盐溶液里，无明显变化。如果把铜浸入c的盐溶液里，有金属c析出。据此判断它们的活动性顺序由强到弱的为：()Aa c d b Bd a b c Cd b a c Db a d cB B2021/8/9星期一375、下列叙述正确的是（）A.锌跟稀硫酸反应制取氢气，加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率B.镀层破损后，白口铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易腐蚀C.家用炒菜铁锅出现锈斑的原因是发生了化学腐蚀D.吸氧腐蚀时正极放出氧气，析氢腐蚀时正极放出氢气E.化学腐蚀速率超过电化学腐蚀速率，析氢腐蚀比吸氧腐蚀普遍A A2021/8

19、/9星期一386、以下现象与电化学腐蚀无关的是（）A.黄铜(铜锌合金)制作的铜制品不易被腐蚀B.生铁比纯铁容易腐蚀C.铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈D.银制奖牌久置后表面变暗7、下列事实不能用电化学理论解释的是（）A.轮船水线下船壳上装一偶一定数量的锌块B.铝片不用特殊方法保存C.纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量的硫酸铜后速率加快D.镀锌铁比镀锡铁耐用D DB B2021/8/9星期一398、下列防腐措施中，属于电化学保护法的是（）A.用氧化剂使金属表面生成一层致密稳定的氧化物保护膜B.在金属中加入一些铬或镍制成合金C.在轮船的船壳水线以下部分装上一些锌D.金属表面喷漆9、下列事实不能用电

20、化学理论解释的是（）A.在轮船的船壳水线以下部分装有一定量的锌块B.镀锌的铁制品比镀锡的铁制品耐用C.铝片不用特殊方法保护D.粗锌跟稀硫酸反应比纯锌更快C CC C2021/8/9星期一4010、埋在地下的铸铁输油管道，在下列各种情况下，腐蚀最慢的是（）A.在含铁元素较多的酸性土壤中B.在潮湿疏松透气的土壤中C.在干燥致密不透气的土壤中D.在含碳粒较多的潮湿透气的中性土壤中11、(2007广东)为了避免青铜器生成铜绿，以下方法正确的是（）A.将青铜器放在银质托盘上B.将青铜器保存在干燥的环境中C.将青铜器保存在潮湿的空气中D.在青铜器的表面覆盖一层防渗的高分子膜C CBDBD2021/8/9星

21、期一4112、下列金属防护的方法不正确的是（）A.对健身器材刷油漆以防锈B.对某些工具的“机械转动部位”选用刷油漆方法来防锈C.用牺牲锌块的方法来保护船身D.自行车的钢圈上镀上一层Cr防锈B B2021/8/9星期一4213、下列各组金属均有导线相连，并插入对应的液体中，其中能组成原电池的是（）A.Cu|H2SO4（稀）|CB.Cu|AgNO3（aq）|AgC.Zn|CCl4（稀）|CuD.Fe|H2SO4（稀）|Fe14、下列各组金属均有导线相连，并插入稀硫酸溶液中，其中铁被腐蚀的速度由快到慢的顺序是（）Fe-FeFe-SnFe-ZnCu-FeA.B.C.D.B B D D2021/8/9星期一4315、烧过菜的铁锅未及时洗去含有NaCl的残液，过一段时间算便出现红棕色的铁锈斑点，已知该锈斑为Fe(OH)3失水的产物。表示Fe(OH)3生成的电极反应式、离子方程式和化学方程式分别为：负极反应式：_正极反应式：_离子方程式：_化学方程式：_2021/8/9星期一4416、电工操作中规定，不能把铜线和铝线拧在一起连接线路，这是因为:铜线与铝线拧在一起时，铜与铝组成原电池，铝线被腐蚀而失去导电能力2021/8/9星期一45再再见2021/8/9星期一46