高中化学人教选修13-2金属的腐蚀和防护-课件-资料优秀PPT.ppt

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1、铁锈斑斑铁锈斑斑12选修1化学与生活第三章 探究生活材料金属的腐蚀和防护金属的腐蚀和防护 3铁管生锈了铁管生锈了4美国明尼苏达州一座跨越密西西比河的大桥发生坍塌.事故造成6人死亡.金属腐蚀危害的图片金属腐蚀危害的图片5四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6金属腐蚀的危害资料 中国航天工业总公司第三十一探讨所近日公布了一组数据：全球每年钢铁腐蚀的经济损失约10000亿美元，占各国国民生产总值GNP的2%4%，在美国，每年因钢铁腐蚀造成的损失就占国内生产总值的3%，大约三分之一的化学设备因局部腐蚀而停工。我国钢铁腐蚀经济损失高达28

2、00亿人民币，约占国民生产总值GNP的4%，每年约有30%的钢铁因腐蚀而报废。腐蚀给人类造成的损失是惊人的7铜器表面生成一层薄薄的铜绿铜器表面生成一层薄薄的铜绿铜绿的铜绿的主要成分是主要成分是Cu2(OH)2CO381、定义：、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 指金属或合金与四周接触到的气体指金属或合金与四周接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程或液体进行化学反应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O2O2、Cl2 Cl2、SO2SO2等等)干脆发生化学反应而引起的腐蚀。干脆发生化学反应而

3、引起的腐蚀。(不多见、不多见、无电流无电流)9左边家用燃气灶的中心部位很简洁生锈，而右边的左边家用燃气灶的中心部位很简洁生锈，而右边的食品罐头放在南极食品罐头放在南极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10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、)(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触接触 P P50 50 科学探究科学探究12(试验须要在一周前起先做试验须要在一周前起先做)：将：将5 5颗干净无锈的铁钉分颗干净无锈的铁钉分别放入以下别放入以下5 5支试管中支试管中 A A、盛有经煮沸快速冷却的蒸馏水，铁钉被浸没，再、盛有经煮沸快速冷却的蒸馏水，铁钉被浸没，再加植物油加植物油 B B、盛干燥剂、盛干燥剂CaCl2CaCl2，试管口塞一团棉花，并塞上塞子。，试管口塞一团棉花，并塞上塞子。C C、加入蒸馏水，铁钉

5、被浸没一半、加入蒸馏水，铁钉被浸没一半 D D、盛、盛NaClNaCl溶液，铁钉被浸没一半。溶液，铁钉被浸没一半。E E、盛、盛CH3COOHCH3COOH溶液，铁钉被浸没一半。溶液，铁钉被浸没一半。分时间段视察。分时间段视察。P50 P50 试验方案试验方案腐蚀由快到慢的依次：腐蚀由快到慢的依次：E D C B E D C B 或或 A A13结论记录实验方案植物油，植物油，铁钉浸没铁钉浸没CaCl2固体固体NaCl溶液，溶液，铁钉浸没铁钉浸没一半一半CH3COOH溶液，铁钉溶液，铁钉浸没一半浸没一半煮沸后快煮沸后快速冷却的速冷却的蒸溜水，蒸溜水，铁钉浸没铁钉浸没相当长时相当长时间铁钉未间铁

6、钉未被腐蚀被腐蚀有气体产有气体产生，反应生，反应速度快速度快铁钉渐渐铁钉渐渐生锈，接生锈，接触液面处触液面处生锈明显生锈明显无现象无现象由于无氧由于无氧和水，铁和水，铁钉不被腐钉不被腐蚀蚀上层植物油上层植物油下层煮沸后下层煮沸后快速冷却的快速冷却的蒸溜水蒸溜水无现象无现象无现象无现象由于无水，由于无水，铁钉不被铁钉不被腐蚀腐蚀铁钉被铁钉被腐蚀腐蚀铁钉被腐铁钉被腐蚀最快蚀最快由于无氧，由于无氧，较长时间较长时间铁钉不被铁钉不被腐蚀腐蚀由于无氧，由于无氧，铁钉不被铁钉不被腐蚀腐蚀试验探究：不同条件下铁钉的锈蚀试验探究：不同条件下铁钉的锈蚀上层植上层植物油下物油下层层NaClNaCl溶液溶液相当长时

7、相当长时间铁钉未间铁钉未被腐蚀被腐蚀由于无氧，由于无氧，较长时间较长时间铁钉不被铁钉不被腐蚀腐蚀14 铁钉遇到强酸或有铁钉遇到强酸或有OO2 2、H H2 2OO存存在的条件下，均可被腐蚀。遇到在的条件下，均可被腐蚀。遇到电解质时，一般腐蚀速度更快。电解质时，一般腐蚀速度更快。铁钉锈蚀的条件是什么？铁钉锈蚀的条件是什么？15 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.(原电池、常见、有电流原电池、常见、有电流

8、)2 2）、电化学腐蚀（电化腐蚀）、电化学腐蚀（电化腐蚀）P50P5016海边的铁制品比较简洁生锈，为什么？海边的铁制品比较简洁生锈，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17请比较下列现象的差异？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。18 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

9、电路(4)(4)、一个自发进行的氧化还原反应、一个自发进行的氧化还原反应 19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）体或析出金属）原电池正负极的推断原电池正负极的推断依据金属的活泼性推断依据金属的活泼性推断依据电极反应来推断依据电极反应来推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20 请分别推断下列装置是否能构成原电池，并请分别推断下列装置是否能构成原电池，并说出理由。是原电池的指出正负极。说出理由。是原电池的指出正负极。Z

10、nZnZnCu【思索与沟通【思索与沟通】ZnC21 请分别推断下列装置是否能构成原电池，并请分别推断下列装置是否能构成原电池，并说出理由。是原电池的指出正负极。说出理由。是原电池的指出正负极。【思索与沟通【思索与沟通】稀硫酸稀硫酸FeCu稀硫酸稀硫酸6CuZn5稀硫酸稀硫酸CFe22AlMgNaOH溶液溶液AlMg稀硫酸稀硫酸 请分别推断下列装置是否能构成原电池，并请分别推断下列装置是否能构成原电池，并说出理由。是原电池的指出正负极。说出理由。是原电池的指出正负极。【思索与沟通【思索与沟通】23浓硝酸浓硝酸FeCu稀硫酸稀硫酸FeCu 请分别推断下列装置是否能构成原电池，并请分别推断下列装置是

11、否能构成原电池，并说出理由。是原电池的指出正负极。说出理由。是原电池的指出正负极。【思索与沟通【思索与沟通】24ZnSO4溶液溶液12CuZn11NaCl溶液溶液CFe 请分别推断下列装置是否能构成原电池，并请分别推断下列装置是否能构成原电池，并说出理由。是原电池的指出正负极。说出理由。是原电池的指出正负极。【思索与沟通【思索与沟通】25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条件：钢铁在很弱的酸性或中性环境下的腐蚀。的腐蚀。特点：有氧气参与反应。特点：有氧气参与反应。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

12、式：总反应式：总反应式：2Fe4e-2Fe2+2H2O+O2+4e-4 OH-2Fe+2H2O+O2 2Fe(OH)2铁铁碳碳26钢铁的钢铁的吸氧腐蚀吸氧腐蚀示意图示意图27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下环境下 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-H2Fe+2H+Fe2+H2铁铁碳碳H2O+CO2 H2CO3H+HCO3-28钢铁的钢铁的析氢腐蚀析氢腐蚀示意图示

13、意图29留意：留意：（1 1）电化腐蚀是通过构成多数微小的原）电化腐蚀是通过构成多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）则被爱护。或其它杂质）则被爱护。（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、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30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 x

14、xH 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 酸性很弱酸性很弱电电极极反反应应负极负极Fe(-)Fe(-)Fe-2eFe-2e-=Fe=Fe2+2+2Fe-4e2Fe-4e-=2Fe=2Fe2+2+正极正极C(+)C(+)2H2H+2+2e-=H=H2 2O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e-=4OH=4OH-总反应总反应:Fe+2HFe+2H+=Fe=Fe2+2+H2 2Fe+2H2Fe+2H2 2O+OO+O2 2=2 Fe(OH)=2 Fe(OH)2

15、 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31两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干脆接触干脆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

16、 32小结：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）331 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 P51 P512 2、影响金属腐蚀的因素：、影响金属腐蚀的因素：3 3、金属在什么条件下简洁被腐蚀？、金属在什么条件下简洁被腐蚀？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，都简洁被腐蚀。都简洁被腐蚀。34金属腐蚀的防护思路和方法是？金属腐

17、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:变更金属的内部组织结构，在金属变更金属的内部组织结构，在金属表面覆盖爱护层等等表面覆盖爱护层等等 请依据以下的生活中的例子，总结金属防护请依据以下的生活中的例子，总结金属防护常用的方法，并说明这些方法为什么可以达到防常用的方法，并说明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？35 自行车如何防生锈？自行车如何防生锈？是是在金属表面镀上一层耐腐蚀的金属，如在金属表面镀上一层耐腐蚀的金属，如自行车的钢圈和车铃是在钢上镀上一层既耐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腐蚀又耐

18、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？36健身器材如何防锈？健身器材如何防锈？刷油漆刷油漆37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38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？392 2、在金属表面覆盖爱护层，使它与、在金属表面覆盖爱护层，使它与_、_等物质等物质_。三三 、金属的、金属的防护方法防护方法 P51 P511 1、变更金属的内部组织结构、

19、变更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例如40船身如何防腐蚀的？船身如何防腐蚀的？用牺牲锌块的方法来爱护用牺牲锌块的方法来爱护船身上装锌块船身上装锌块4142 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43 在被爱护的金属上连接比该金属在被爱护的金属上连接比该金属_或合金，此金属作或合金

20、，此金属作_极极(阳极阳极)反应受到腐反应受到腐蚀，被爱护的金属作蚀，被爱护的金属作_极极(阴极阴极)，不反应，不反应，起到爱护作用；起到爱护作用；更活泼的金属更活泼的金属负负正正3 3、电化学爱护法、电化学爱护法 P52 P52原理：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44P53P53请你当设计师，假设用钢材建立能运用请你当设计师，假设用钢材建立能运用2020年年左右的一座大桥，有三种防锈措施供选择，你左右的一座大桥，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？你还有没有其他的

21、防锈措施？（1 1）涂上油漆）涂上油漆（2 2）运用镀铬的钢）运用镀铬的钢（3 3）运用不锈钢）运用不锈钢P52思索与沟通思索与沟通如何选用防锈方法如何选用防锈方法-请你决策请你决策45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，在下列各种状况下被腐蚀速率最慢的是各种状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壤在含碳较多的潮湿透气的中性土壤C462 2在在装装有有水水的的容容器器中

22、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（如如图图），再再向向水水中中加加入入少少量量CuSOCuSO4 4，经经过过一一段段时时间间应看到的现象是应看到的现象是()()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BC473 3、马口铁和白口铁一旦有划痕后，在潮湿的空气、马口铁和白口铁一旦有划痕后，在潮湿的空气中，谁被腐蚀的速度快

23、？中，谁被腐蚀的速度快？ZnFe马口铁SnFe白口铁48(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：_ _ 4 4、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，放置数天视察：放置数天视察：(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 49休休 息息 一一 下下 ！50