高中化學(xué) 第四章 課題4 金屬制品的防護課件 魯科版選修

1、第第4章認(rèn)識生活中的材料章認(rèn)識生活中的材料課題課題4金屬制品的防護金屬制品的防護金屬腐蝕是指金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進行金屬腐蝕是指金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。1實質(zhì)。實質(zhì)。金屬原子失去電子而被氧化的過程，即金屬原子失去電子而被氧化的過程，即mmnne。2類型。類型。包括電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕。包括電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕。(1)化學(xué)腐蝕：金屬跟接觸到的物質(zhì)化學(xué)腐蝕：金屬跟接觸到的物質(zhì)(一般為非電解質(zhì)一般為非電解質(zhì))直直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起的一種腐蝕。接發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起的一種腐蝕。說明：說明：特點是只有電子得失特點是只

2、有電子得失，但不形成電流。但不形成電流?；瘜W(xué)腐蝕不普遍化學(xué)腐蝕不普遍，主要發(fā)生在活潑金屬與氧化性的氣主要發(fā)生在活潑金屬與氧化性的氣體或液體直接接觸處；如：體或液體直接接觸處；如：fecl2fecl3。(2)電化學(xué)腐蝕：不純的金屬電化學(xué)腐蝕：不純的金屬(或合金或合金)接觸到電解質(zhì)溶液接觸到電解質(zhì)溶液發(fā)生原電池反應(yīng)，相對較活潑的金屬原子失去電子而被氧化所發(fā)生原電池反應(yīng)，相對較活潑的金屬原子失去電子而被氧化所引起的腐蝕。引起的腐蝕。說明：說明：絕大多數(shù)金屬腐蝕屬電化學(xué)腐蝕。絕大多數(shù)金屬腐蝕屬電化學(xué)腐蝕。特點是伴有微弱的電流產(chǎn)生。特點是伴有微弱的電流產(chǎn)生。類型通常有析氫腐蝕和吸氧腐蝕兩種情況類型通常有

3、析氫腐蝕和吸氧腐蝕兩種情況，以吸氧腐以吸氧腐蝕為主。這兩種腐蝕的差異主要體現(xiàn)在正極反應(yīng)上。蝕為主。這兩種腐蝕的差異主要體現(xiàn)在正極反應(yīng)上。3影響因素。影響因素。(1)金屬的本性：金屬越活潑，就越容易失去電子而被腐金屬的本性：金屬越活潑，就越容易失去電子而被腐蝕，如果金屬中能導(dǎo)電的雜質(zhì)不如該金屬活潑，則容易形成原蝕，如果金屬中能導(dǎo)電的雜質(zhì)不如該金屬活潑，則容易形成原電池而使金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕。電池而使金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕。 (2)介質(zhì)：與金屬所接觸的電解質(zhì)強弱有關(guān)；活潑金屬在介質(zhì)：與金屬所接觸的電解質(zhì)強弱有關(guān)；活潑金屬在電解質(zhì)溶液中的腐蝕快于在非電解質(zhì)溶液中的腐蝕，在強電解電解質(zhì)溶液中的腐蝕快于在非

4、電解質(zhì)溶液中的腐蝕，在強電解質(zhì)溶液中的腐蝕快于在弱電解質(zhì)溶液中的腐蝕。質(zhì)溶液中的腐蝕快于在弱電解質(zhì)溶液中的腐蝕。銅制品上的鋁質(zhì)鉚釘，在潮濕空氣中易腐蝕的原因可銅制品上的鋁質(zhì)鉚釘，在潮濕空氣中易腐蝕的原因可描述為描述為()a形成原電池時鋁作負(fù)極形成原電池時鋁作負(fù)極b形成原電池時銅作負(fù)極形成原電池時銅作負(fù)極c形成原電池時，電流由鋁經(jīng)導(dǎo)線流向銅形成原電池時，電流由鋁經(jīng)導(dǎo)線流向銅d鋁鉚釘發(fā)生了化學(xué)腐蝕鋁鉚釘發(fā)生了化學(xué)腐蝕解析：解析：在潮濕環(huán)境下銅、鋁形成的原電池在潮濕環(huán)境下銅、鋁形成的原電池，活潑鋁活潑鋁作負(fù)極作負(fù)極，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，銅得電子發(fā)生還原反應(yīng)銅得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電子

5、由鋁流向銅電子由鋁流向銅，而電流應(yīng)由銅流向鋁而電流應(yīng)由銅流向鋁，發(fā)生電化學(xué)腐發(fā)生電化學(xué)腐蝕蝕，故故a項正確。項正確。答案：答案：a判斷原電池正負(fù)極的方法判斷原電池正負(fù)極的方法(1)根據(jù)原電池兩極材料：較活潑的金屬作負(fù)極根據(jù)原電池兩極材料：較活潑的金屬作負(fù)極，較不較不活潑的金屬或非金屬作正極。活潑的金屬或非金屬作正極。(2)根據(jù)電子或電流流向判斷：電子流出極為負(fù)極根據(jù)電子或電流流向判斷：電子流出極為負(fù)極，電電子流入極為正極子流入極為正極，電流流向正好相反。電流流向正好相反。(3)根據(jù)內(nèi)電路離子遷移方向：陽離子流向原電池正極根據(jù)內(nèi)電路離子遷移方向：陽離子流向原電池正極，陰離子流向原電池負(fù)極。陰離子

6、流向原電池負(fù)極。(4)根據(jù)電極附近的反應(yīng)現(xiàn)象判斷：一般質(zhì)量減小的為根據(jù)電極附近的反應(yīng)現(xiàn)象判斷：一般質(zhì)量減小的為負(fù)極負(fù)極，質(zhì)量增加的為正極。質(zhì)量增加的為正極。 變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1(2014湛江二中高二學(xué)業(yè)水平模擬考試湛江二中高二學(xué)業(yè)水平模擬考試)最易使鋼最易使鋼鐵生銹的環(huán)境是鐵生銹的環(huán)境是(b)a干燥的空氣干燥的空氣 b潮濕的空氣潮濕的空氣c浸沒在水中浸沒在水中 d浸沒在油中浸沒在油中1化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的比較?；瘜W(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的比較。2.吸氧腐蝕和析氫腐蝕的比較。吸氧腐蝕和析氫腐蝕的比較。 欄目鏈接下列現(xiàn)象與電化學(xué)腐蝕無關(guān)的是下列現(xiàn)象與電化學(xué)腐蝕無關(guān)的是()a黃銅黃銅(銅鋅合金銅鋅合金)

7、制作的銅鑼不易生銅綠制作的銅鑼不易生銅綠b生鐵比軟鐵芯生鐵比軟鐵芯(幾乎是純鐵幾乎是純鐵)容易生銹容易生銹c鐵質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件，在接觸處易生鐵銹鐵質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件，在接觸處易生鐵銹d銀質(zhì)獎牌在空氣中久置后表面變暗銀質(zhì)獎牌在空氣中久置后表面變暗 欄目鏈接解析：解析：黃銅黃銅(銅鋅合金銅鋅合金)制作的銅鑼不易生銅綠制作的銅鑼不易生銅綠，因為銅因為銅鋅合金遇到電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池時鋅合金遇到電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池時，銅作原電池的正極銅作原電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)；生鐵比軟鐵芯發(fā)生還原反應(yīng)；生鐵比軟鐵芯(幾乎是純鐵幾乎是純鐵)容易生銹容易生銹，是因是因為生鐵中含碳為生鐵中含碳，遇到電解質(zhì)構(gòu)成原電池時

8、鐵作負(fù)極遇到電解質(zhì)構(gòu)成原電池時鐵作負(fù)極，發(fā)生氧發(fā)生氧化反應(yīng)；鐵質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件化反應(yīng)；鐵質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件，在接觸處易生鐵銹在接觸處易生鐵銹，是因是因為鐵和銅在遇到電解質(zhì)溶液時會形成原電池為鐵和銅在遇到電解質(zhì)溶液時會形成原電池，鐵因為發(fā)生氧，鐵因為發(fā)生氧化反應(yīng)而生銹；銀質(zhì)獎牌在空氣中久置后表面變暗，因為單化反應(yīng)而生銹；銀質(zhì)獎牌在空氣中久置后表面變暗，因為單質(zhì)銀直接被空氣中質(zhì)銀直接被空氣中的物質(zhì)所氧化的物質(zhì)所氧化，并沒有形成原電池。，并沒有形成原電池。答案：答案：d 欄目鏈接 變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練2化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的相同點是化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的相同點是(b)a金屬與氧化劑直接反應(yīng)金屬與氧化劑

9、直接反應(yīng)b金屬原子失電子被氧化的過程金屬原子失電子被氧化的過程c無電流無電流d有電流有電流解析：解析：不管是化學(xué)腐蝕還是電化學(xué)腐蝕不管是化學(xué)腐蝕還是電化學(xué)腐蝕，反應(yīng)的實質(zhì)反應(yīng)的實質(zhì)都是金屬原子失電子被氧化的過程；區(qū)別是化學(xué)腐蝕無電都是金屬原子失電子被氧化的過程；區(qū)別是化學(xué)腐蝕無電流流，而電化學(xué)腐蝕產(chǎn)生電流。而電化學(xué)腐蝕產(chǎn)生電流。1思路。思路。金屬防護的思路是將腐蝕物與金屬隔離開來以減弱金屬防護的思路是將腐蝕物與金屬隔離開來以減弱化學(xué)腐蝕，避免形成原電池以減弱電化學(xué)腐蝕?；瘜W(xué)腐蝕，避免形成原電池以減弱電化學(xué)腐蝕。2常用防護方法。常用防護方法。(1)改變金屬的結(jié)構(gòu)：制成各種合金；如不銹鋼改變金屬的

10、結(jié)構(gòu)：制成各種合金；如不銹鋼(鋼中鋼中加入一定量的鎳和鉻加入一定量的鎳和鉻)等。等。(2)加保護層：電鍍、熱鍍、噴鍍、涂漆、涂油等，或制加保護層：電鍍、熱鍍、噴鍍、涂漆、涂油等，或制成氧化膜保護；如在鋼鐵制品表面生成成氧化膜保護；如在鋼鐵制品表面生成fe3o4，在鋁制品表面，在鋁制品表面生成生成al2o3等。等。(3)電化學(xué)保護法：消除引起金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原電電化學(xué)保護法：消除引起金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原電池反應(yīng)的方法。池反應(yīng)的方法。犧牲陽極的陰極保護法：在被保護的金屬上連接一種犧牲陽極的陰極保護法：在被保護的金屬上連接一種更活潑的金屬，當(dāng)發(fā)生電化學(xué)腐蝕時，首先腐蝕的是負(fù)極更活潑的金屬，當(dāng)發(fā)

11、生電化學(xué)腐蝕時，首先腐蝕的是負(fù)極(活活潑金屬一極潑金屬一極)，這樣保護了另一極的金屬不被腐蝕。，這樣保護了另一極的金屬不被腐蝕。如在輪船船身上裝上一定數(shù)量的鋅塊，地下鋼鐵管道連如在輪船船身上裝上一定數(shù)量的鋅塊，地下鋼鐵管道連接鎂塊來防止鋼鐵的腐蝕等。接鎂塊來防止鋼鐵的腐蝕等。說明說明：使用此法時：使用此法時，作負(fù)極的金屬要定期更換。作負(fù)極的金屬要定期更換。外加電流的陰極保護法：將被保護的金屬與外加直流外加電流的陰極保護法：將被保護的金屬與外加直流電源負(fù)極相連，能導(dǎo)電的惰性材料電源負(fù)極相連，能導(dǎo)電的惰性材料(如石墨如石墨)與電源正極相連，與電源正極相連，通電后，被保護的金屬上積累電子而防止其被氧

12、化而腐蝕。通電后，被保護的金屬上積累電子而防止其被氧化而腐蝕。3影響防腐方法選擇的因素。影響防腐方法選擇的因素。(1)金屬制品的使用期限。如果是短期使用，不需采用昂金屬制品的使用期限。如果是短期使用，不需采用昂貴的防腐方法。貴的防腐方法。(2)金屬制品的使用環(huán)境。不同的環(huán)境造成金屬腐蝕的因金屬制品的使用環(huán)境。不同的環(huán)境造成金屬腐蝕的因素、金屬發(fā)生腐蝕的速率不同，使用的防腐方法也不同。素、金屬發(fā)生腐蝕的速率不同，使用的防腐方法也不同。(3)對金屬制品外觀的要求。對金屬制品外觀的要求。 欄目鏈接4幾種防腐方法的比較。幾種防腐方法的比較。 欄目鏈接金屬的防護分為物理方法和化學(xué)方法，例如：金屬的防護分為物理方法和化學(xué)方法，例如：刷漆刷漆在輪船船身上嵌上鋅塊在輪船船身上嵌上鋅塊包塑料層包塑料層涂油涂油脂脂鍍上不活潑金屬鍍上不活潑金屬在地下鋼鐵管道上連接鋅塊在地下鋼鐵管道上連接鋅塊等，其中屬于化學(xué)方法的是等，其中屬于化學(xué)方法的是() a bc d全部全部 欄目鏈接解析：解析：金屬防護的方法分為物理方法和化學(xué)方法。金屬防護的方法分為物理方法和化學(xué)方法?；瘜W(xué)方法是通過化學(xué)反應(yīng)而使金屬受到保護化學(xué)方法是通過化學(xué)反應(yīng)而使金屬受到保護，原理原理是相同的是相同的，都是犧牲活潑金屬保護鋼鐵的方法都是犧牲活潑金屬保護鋼鐵的方法，故選，故選a。 答案：答案：a 欄目鏈接