学高二化学选修一优质金属的腐蚀和防护.pptx

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1、2023/3/11铁管生锈了铁管生锈了第1页/共40页2023/3/11四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！断裂断裂第2页/共40页2023/3/11铜器表面生成一层薄薄的铜绿铜绿的主要成分是Cu2(OH)2CO3第3页/共40页2023/3/111、定义：P49 。一、金属的腐蚀一、金属的腐蚀 2 2、分类、分类1 1）、化学腐蚀）、化学腐蚀 P49P49 指金属或合金与周围接触到的气体指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行或液体进行化学反应化学反应而腐蚀损耗的过程而腐蚀损耗的过程金属跟接触到的物质金属跟接触到的物质 (如如O O2

2、 2 2 2、ClCl2 2 2 2 、SOSO2 2 2 2等等)直直接接发生发生化学反应化学反应而引起的腐蚀。而引起的腐蚀。第4页/共40页2023/3/11左边家用燃气灶的中心部位很容易生锈，而右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边的食品罐头放在南极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第5页/共40页2023/3/11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第6页/共40页2023/3/11铁钉锈蚀的可能条件假设：铁钉锈蚀的可能条件假设：(1)(1)只

3、只与与水水接触，接触，不不与与空气空气接触接触 (2)(2)不不与与水水接触，接触，只只与与空气空气接触接触 (3)(3)既既与与水水接触，接触，又又与与空气空气接触接触 (4)(4)既既与与NaClNaCl溶液接触，溶液接触，又又与与空气空气接触接触 (5)(5)既既与与CHCH3 3COOHCOOH溶液接触，溶液接触，又又与与空气空气接接触触 P P50 50 科学探究科学探究第7页/共40页2023/3/11(实验需要在一周前开始做实验需要在一周前开始做)：将：将5 5颗洁净无锈的铁钉分别放入以下颗洁净无锈的铁钉分别放入以下5 5支试管中支试管中 A A盛有经煮沸迅速冷却的蒸馏水，铁钉被

4、浸盛有经煮沸迅速冷却的蒸馏水，铁钉被浸 没，再加植物油没，再加植物油 盛干燥剂盛干燥剂CaClCaCl2 2，试管口塞一团棉花，并塞上塞，试管口塞一团棉花，并塞上塞子。子。加入蒸馏水，铁钉被浸没一半加入蒸馏水，铁钉被浸没一半 盛盛NaClNaCl溶液，铁钉被浸没一半。溶液，铁钉被浸没一半。盛盛CHCH3 3COOHCOOH溶液，铁钉被浸没一半。溶液，铁钉被浸没一半。分时间段观察分时间段观察。P P50 50 实验方案实验方案第8页/共40页2023/3/11实验探究报告实验探究报告 实验方案实验方案现象记录现象记录结论结论试管试管A A试管试管B B试管试管C C试管试管D D试管试管E E锈

5、蚀由快到慢的顺序为：锈蚀由快到慢的顺序为：E D C B 或 A第9页/共40页2023/3/11 不纯的金属（或合金）跟电解质溶液不纯的金属（或合金）跟电解质溶液接触时，会发生接触时，会发生原电池反应原电池反应，比较活泼，比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀，的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀，叫做电化学腐蚀叫做电化学腐蚀.2 2）、电化学腐蚀（电化腐蚀）、电化学腐蚀（电化腐蚀）P50P50第10页/共40页2023/3/11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:原电原电池反应可加池反应可加快金属腐蚀快金属腐蚀第11页/共40页2023/3/11请比较

6、下列现象的差异？请比较下列现象的差异？铁与酸反应，铁被腐铁与酸反应，铁被腐蚀。腐蚀速率较慢。蚀。腐蚀速率较慢。铁作负极被腐蚀铁作负极被腐蚀腐蚀速率较快。腐蚀速率较快。第12页/共40页2023/3/11 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）构成两个电极与石墨）构成两个电极(2)(2)、电解质溶液、电解质溶液(3)(3)、构成闭合电路、构成闭合电路第13页/共40页2023/3/11发生发生氧化氧化反应的是反应的是_极（电极消耗）极（电极消耗）发生发生_反应的是反应的是_极（电极放出气极（电极放出气体或析出金属）体或析

7、出金属）原电池正负极的判断原电池正负极的判断根据金属的活泼性判断根据金属的活泼性判断根据电极反应来判断根据电极反应来判断活泼活泼金属做极金属做极,不活泼不活泼金属金属(或可导电的非金属）做极或可导电的非金属）做极还原还原负负正正负负正正第14页/共40页2023/3/11钢铁的电化学腐蚀：钢铁的电化学腐蚀：吸氧腐蚀：吸氧腐蚀：条件：钢铁在很弱的酸性或中性环境下的腐蚀。条件：钢铁在很弱的酸性或中性环境下的腐蚀。条件：钢铁在很弱的酸性或中性环境下的腐蚀。条件：钢铁在很弱的酸性或中性环境下的腐蚀。特点：有氧气参加反应。特点：有氧气参加反应。特点：有氧气参加反应。特点：有氧气参加反应。负极：，电极反应

8、式：负极：，电极反应式：正极：，电极反应式：正极：，电极反应式：总反应式：2Fe4e-2Fe2+2H2O+O2+4e-4 OH-2Fe+2H2O+O2 2Fe(OH)2铁碳第15页/共40页2023/3/11钢铁的钢铁的吸氧腐蚀吸氧腐蚀示意示意图图第16页/共40页2023/3/11钢铁的电化学腐蚀：钢铁的电化学腐蚀：析氢腐蚀析氢腐蚀：条件：钢铁在潮湿空气中形成条件：钢铁在潮湿空气中形成酸性酸性环境环境下下 的腐蚀。的腐蚀。特点：有氢气产生。特点：有氢气产生。负极：，电极反应式：负极：，电极反应式：正极：，电极反应式：正极：，电极反应式：总反应式：总反应式：Fe2e-Fe2+2H+2e-H2F

9、e+2H+Fe2+H2铁碳H2O+CO2 H2CO3H+HCO3-第17页/共40页2023/3/11钢铁的析氢腐蚀示意图第18页/共40页2023/3/11注意：注意：（1 1）电化腐蚀是通过构成无数微小的原）电化腐蚀是通过构成无数微小的原电池而发生的，作为负极的较活泼金属将电池而发生的，作为负极的较活泼金属将不断被腐蚀。而不活泼的金属（或非金属不断被腐蚀。而不活泼的金属（或非金属或其它杂质）则被保护。或其它杂质）则被保护。（2 2）电化学腐蚀，只有当金属跟电解质）电化学腐蚀，只有当金属跟电解质溶液接触时，才会发生，并伴有微电流产溶液接触时，才会发生，并伴有微电流产生。生。(3)(3)升温、

10、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第19页/共40页2023/3/11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条件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 OH H2 2COCO3 3 H H+HCO+HCO 3 3-电电极极反反应应负极负极Fe(-Fe(-)Fe-2e=FeFe-2e=Fe2+2+2Fe-4e=2Fe2Fe-4e=2Fe2+2+正

11、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)4Fe(OH)2 2+2H+2H2 2O+OO+O2 2=4Fe(OH)=4Fe(OH)3 3联联系系生成铁锈：生成铁锈：水膜呈水膜呈_水膜呈水膜呈_或或_第20页/共40页2023/3/11两者往往两者往往同时同时发生，电化腐蚀更普遍发生，电化腐蚀更普遍相互相互联系联系较活泼较活泼金属被氧化金属被氧化金属被氧化金属被

12、氧化本质本质有有微弱电流微弱电流产生产生无电流无电流产生产生有无有无电流电流不纯不纯金属或合金金属或合金跟跟电解质溶液电解质溶液及氧化及氧化剂接触剂接触金属跟氧化性物质金属跟氧化性物质直接接触直接接触条件条件电化学腐蚀电化学腐蚀化学腐蚀化学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 第21页/共40页2023/3/11小结：金属腐蚀金属腐蚀的分类的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）第22页/共40页2023/3/11金属腐蚀的危害金属腐蚀的危害 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

13、的，据7070年代美国的一份统计报告，全世界每年由于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，约相当于金属年腐蚀而报废的金属设备和材料，约相当于金属年产量的产量的1/31/3，至于因设备腐蚀损坏而引起的停工，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，就更无法估计了。当甚至造成严重事故的损失，就更无法估计了。当前，世界各国都有许多优秀的科学家，从事金属前，世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。有志者可选择腐蚀理论及防护方法的研究工作。有志者可选择这

14、方面的课题研究，一定会大有作为；一旦有新这方面的课题研究，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，必将是巨的突破，产生的经济效益和社会影响，必将是巨大的。大的。第23页/共40页2023/3/111 1、金属腐蚀的本质：、金属腐蚀的本质：_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 P51P512 2 2 2、影响金属腐蚀的因素：、影响金属腐蚀的因素：、影响金属腐蚀的因素：、影响金属腐蚀的因素：3 3 3 3、金属在什么条件下容易被腐蚀？、金属在什么条件下容易被腐蚀？、金属在什么条件下容易被腐蚀？、金属在什么条

15、件下容易被腐蚀？金属的本性和介质金属的本性和介质在潮湿的空气中、接触腐蚀性气体或电解质，在潮湿的空气中、接触腐蚀性气体或电解质，都容易被腐蚀。都容易被腐蚀。第24页/共40页2023/3/11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

16、金属腐蚀的目的？第25页/共40页2023/3/11 自行车如何防生锈自行车如何防生锈？是是在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？第26页/共40页2023/3/11健身器材如何防锈？刷油漆第27页/共40页2023/3/11衣架和电线如何防锈？外面包上一层塑料层第28页/共40页2023/3/11某些工具的某些工具的“机械传动部位机械传动部位”，能，能用油漆来

17、防锈吗？用油漆来防锈吗？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？第29页/共40页2023/3/112 2、在金属表面覆盖保护层，使它与、在金属表面覆盖保护层，使它与_、_等物质等物质_。(三三)、金属的、金属的防护防护方法方法 P51P511 1、改变金属的内部组织结构，、改变金属的内部组织结构，喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀、或表面钝化喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀、或表面钝化(镀其他金属使氧化成致密的氧化膜镀其他金属使氧化成致密的氧化膜)、搪瓷、搪瓷、塑料等方法。塑料等方法。空气空气水水隔离隔离例如第30页/共40页2023/3/11船身如何防腐蚀的？用牺牲锌块的方法来保护船身

18、上装锌块第31页/共40页2023/3/11第32页/共40页2023/3/11 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，镁块要定期更换第33页/共40页2023/3/11电化学保护法（消除引起金属发生电化腐蚀的原电池反应的方法）3 3、金属的电化学防护、金属的电化学防护 P52P52(在被保护的金属上在被保护的金属上连接连接比该金属比该金属_或合金或合金)，此金属作，此金属作_极极(阳极阳极)反应反应受到腐蚀，受到腐蚀，被保护的金属作被保护的金属作_极极(阴极阴极)，不反应，起到保

19、护作用；，不反应，起到保护作用；更活泼的金属负正1)、电化学保护法 P52原理：做负极材料常用的有做负极材料常用的有_镁、铝、锌镁、铝、锌第34页/共40页2023/3/11(1)(1)、改变金属的内部组织结构，如、改变金属的内部组织结构，如(2)(2)、在金属表面覆盖保护层，如、在金属表面覆盖保护层，如(3)(3)、电化学保护法、电化学保护法 （消除引起金属发生电化腐蚀的原电池反应的方法）（消除引起金属发生电化腐蚀的原电池反应的方法）在要保护的金属上在要保护的金属上连接连接比该金属比该金属更活泼的金属更活泼的金属或合金或合金 P52 P52 不锈钢覆盖油脂、油漆、搪瓷、塑料、电镀金属、氧化成

20、致密的气化膜等(三)、金属防护的方法知识总结第35页/共40页2023/3/11P P5858请你当设计师，假设用钢材在杭州西湖内建造能使用请你当设计师，假设用钢材在杭州西湖内建造能使用2020年左右的一座大桥，有三种年左右的一座大桥，有三种防锈措施供选择，你优先选择哪种方法？各种方法有什么优、缺点？你还有没有其他防锈措施供选择，你优先选择哪种方法？各种方法有什么优、缺点？你还有没有其他的防锈措施？的防锈措施？（1 1）涂上油漆）涂上油漆（2 2）使用镀铬的钢）使用镀铬的钢（3 3）使用不锈钢）使用不锈钢P57思考与交流如何选用防锈方法-请你决策2第36页/共40页2023/3/11作业：1.

21、1.埋在地下的输油铸铁管道，在下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列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在含碳较多的潮湿透气的中性土在含碳较多的潮湿透气的中性土壤壤C第37页/共40页2023/3/112 2在在装装有有水水的的容容器器中中，用用棉棉线线悬悬挂挂一一个个在在水水中中保保持持平平衡衡的的金金属属棒棒，该该棒棒由由铁铁和和铜铜焊焊接接而而成成，棉棉线线系系在在两两种种金金属属接接缝缝处处

22、（如如图图），再再向向水水中中加加入入少少量量CuSOCuSO4 4，经经过一段时间应看到的现象是过一段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沉BC第38页/共40页2023/3/11(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 第39页/共40页2023/3/11感谢您的观看。第40页/共40页