202X高中化學(xué)第三單元化學(xué)與材料的發(fā)展3.2.2金屬的腐蝕及防止課件新人教版選修2

1、第2課時(shí)金屬的腐蝕及防止1.能說出金屬的幾種腐蝕情況,會(huì)運(yùn)用鐵的吸氧腐蝕。2.能記住常用的幾種金屬防護(hù)方法和電解、電鍍的原理。一二一、金屬的腐蝕1.金屬腐蝕及其分類(1)金屬腐蝕的本質(zhì)是金屬與其接觸的其他物質(zhì)在一定條件下發(fā)生氧化復(fù)原反響而受到損害。(2)金屬腐蝕主要包括化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。2.電化學(xué)腐蝕及其分類(1)電化學(xué)腐蝕是指不同金屬或不純金屬與電解質(zhì)溶液接觸,因發(fā)生原電池反響,比較活潑的金屬失電子而被氧化。(2)鋼鐵腐蝕通常分為吸氧腐蝕和析氫腐蝕。一二化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的區(qū)別在哪里?提示化學(xué)腐蝕的過程中無電流產(chǎn)生,而電化學(xué)腐蝕因發(fā)生原電池反響而有電流產(chǎn)生。一二二、金屬腐蝕的防止和利用

2、1.金屬防護(hù)措施的“三角度金屬的防護(hù)主要從金屬、與金屬接觸的物質(zhì)及兩者相互反響的條件等方面來考慮。2.金屬腐蝕的防止(1)將金屬制品與周圍物質(zhì)隔離開是一種普遍采用的防護(hù)方法。例如,用化學(xué)方法在鋼鐵部件外表發(fā)藍(lán)、利用陽極氧化處理鋁制品的外表使之形成致密的氧化膜而鈍化。另外,采用離子注入、外表滲鍍等方式在外表也可形成穩(wěn)定的鈍化膜等。一二2.金屬腐蝕的防止金屬腐蝕的防止(1)將金屬制品與周圍物質(zhì)隔離開是一種普遍采用的防護(hù)方法。將金屬制品與周圍物質(zhì)隔離開是一種普遍采用的防護(hù)方法。例如例如,用化學(xué)方法在鋼鐵部件外表發(fā)藍(lán)、利用陽極氧化處理鋁制品用化學(xué)方法在鋼鐵部件外表發(fā)藍(lán)、利用陽極氧化處理鋁制品的外表使之

3、形成致密的氧化膜而鈍化。另外的外表使之形成致密的氧化膜而鈍化。另外,采用離子注入、外表采用離子注入、外表滲鍍等方式在外表也可形成穩(wěn)定的鈍化膜等。滲鍍等方式在外表也可形成穩(wěn)定的鈍化膜等。(2)電鍍是應(yīng)用電解原理在金屬外表鍍上一層其他金屬或合金的電鍍是應(yīng)用電解原理在金屬外表鍍上一層其他金屬或合金的過程。其目的是增強(qiáng)金屬的抗腐蝕能力過程。其目的是增強(qiáng)金屬的抗腐蝕能力,增加美觀和外表強(qiáng)度。鍍?cè)黾用烙^和外表強(qiáng)度。鍍層金屬通常是一些在空氣或溶液里不易發(fā)生化學(xué)變化的金屬或合層金屬通常是一些在空氣或溶液里不易發(fā)生化學(xué)變化的金屬或合金。電鍍時(shí)金。電鍍時(shí),把待鍍金屬制品作陰極把待鍍金屬制品作陰極,把鍍層金屬作陽極

4、把鍍層金屬作陽極,用含有鍍用含有鍍層金屬離子的溶液作電鍍液。例如層金屬離子的溶液作電鍍液。例如,在鐵制品上鍍銅時(shí)在鐵制品上鍍銅時(shí),陽極反響陽極反響為為一二金屬腐蝕大都發(fā)生在金屬與其他介質(zhì)接觸的部位,由此推斷控制金屬腐蝕主要從哪些方面來考慮?提示主要從金屬(如正確的選材、合金化)、與金屬接觸的物質(zhì)及兩者相互反響的條件(如調(diào)整介質(zhì)環(huán)境、金屬鍍層、涂層、參加緩蝕劑)等方面考慮。3.金屬腐蝕的利用金屬的化學(xué)蝕刻、印刷電路的銅布線腐蝕、半導(dǎo)體器件與集成電路制造中的精細(xì)加工都是利用了金屬腐蝕的原理。一二一、金屬腐蝕的不同類型比較1.化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕一二2.析氫腐蝕與吸氧腐蝕 一二特別提示析氫腐蝕和吸氧

5、腐蝕均生成Fe(OH)2,Fe(OH)2轉(zhuǎn)化為鐵銹的反響:4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3,2Fe(OH)3 Fe2O3xH2O+(3-x)H2O。一二二、金屬腐蝕快慢的判斷及電化學(xué)保護(hù)法的原理1.金屬腐蝕快慢的判斷不純的金屬或合金,在潮濕的空氣中形成微電池發(fā)生電化學(xué)腐蝕,金屬腐蝕的快慢與以下兩種因素有關(guān):(1)與構(gòu)成原電池的材料有關(guān),兩極材料的活動(dòng)性差異越大,電動(dòng)勢(shì)越大,氧化復(fù)原反響的速率越快,活潑金屬被腐蝕就越快。(2)與金屬所接觸的電解質(zhì)強(qiáng)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(qiáng)電解質(zhì)溶液中的腐蝕快于在弱電解質(zhì)溶液中的腐蝕。(3)判斷原那么。

6、電解原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕化學(xué)腐蝕有防腐措施的腐蝕一二2.金屬腐蝕的電化學(xué)保護(hù)方法金屬腐蝕的電化學(xué)保護(hù)方法(1)犧牲陽極的陰極保護(hù)法。犧牲陽極的陰極保護(hù)法。將復(fù)原性較強(qiáng)的金屬作為保護(hù)極與被保護(hù)金屬相連構(gòu)成原電池將復(fù)原性較強(qiáng)的金屬作為保護(hù)極與被保護(hù)金屬相連構(gòu)成原電池,復(fù)原性較強(qiáng)的金屬將作為負(fù)極發(fā)生氧化反響而被損耗復(fù)原性較強(qiáng)的金屬將作為負(fù)極發(fā)生氧化反響而被損耗,被保護(hù)金屬被保護(hù)金屬作為正極就可以防止被腐蝕作為正極就可以防止被腐蝕,這種保護(hù)法犧牲了陽極保護(hù)了陰極這種保護(hù)法犧牲了陽極保護(hù)了陰極,如如:一二(2)外加電流的陰極保護(hù)法。將被保護(hù)金屬與外加直流電源的負(fù)極相連讓其成為陰極,而將外加

7、直流電源的正極接到惰性電極上,讓其成為陽極,如:知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3金屬的腐蝕【例題1】 如下圖,燒杯中試管內(nèi)有一枚鐵釘,放置數(shù)天觀察:(1)鐵釘在逐漸生銹,那么鐵釘?shù)母g屬于腐蝕。 (2)假設(shè)試管內(nèi)液面上升,那么原溶液呈性,發(fā)生腐蝕,電極反響:負(fù)極,正極。 (3)假設(shè)試管內(nèi)液面下降,那么原溶液呈性,發(fā)生腐蝕,電極反響:負(fù)極,正極。 知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3解析：根據(jù)原電池的構(gòu)成條件,兩種不同的材料在有電解質(zhì)溶液時(shí),假設(shè)形成閉合回路,即可構(gòu)成原電池。根據(jù)金屬腐蝕的條件、原理及實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知:試管內(nèi)液面上升,說明試管內(nèi)壓強(qiáng)減小,氣體被吸收,那么鐵釘發(fā)生了吸氧腐蝕,據(jù)此寫出電極反響式;試管內(nèi)液面

8、下降,說明試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)變大,試管內(nèi)產(chǎn)生了新氣體,即鐵釘發(fā)生了析氫腐蝕,據(jù)此寫出電極反響式。答案：(1)電化學(xué)(2)弱酸性或中吸氧(3)較強(qiáng)的酸析氫知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3金屬腐蝕的快慢比較【例題2】 某學(xué)生在A、B、C、D四只小燒瓶中分別放入枯燥的細(xì)鐵絲、浸過食鹽水的細(xì)鐵絲、浸過清水的細(xì)鐵絲、食鹽水及細(xì)鐵絲(并使鐵絲完全浸沒在食鹽水中)。然后分別裝配成如下圖的裝置,每隔一段時(shí)間測(cè)量導(dǎo)管中水面上升的高度,結(jié)果如表所示(表中所列數(shù)據(jù)為導(dǎo)管中水面上升的高度/cm),答復(fù)以下問題:知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3(1)為什么有的導(dǎo)管中水面會(huì)上升?(2)上述實(shí)驗(yàn)中,鐵生銹的速率由大到小的排列順序?yàn)?填小燒瓶的

9、字母編號(hào))。(3)影響鐵生銹的因素除氧氣外還有。(4)日常生活中常見到鐵制品生成鐵銹,試寫出鐵制品生成鐵銹(Fe2O3xH2O)的化學(xué)方程式:。知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3解析：(1)金屬腐蝕在電解質(zhì)溶液近于中性的情況下會(huì)發(fā)生吸氧腐蝕,其正極反響為2H2O+O2+4e- 4OH-,從而使燒瓶內(nèi)氧氣被消耗,導(dǎo)致燒瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小,因此導(dǎo)管中水面上升。(2)導(dǎo)管中水面上升的速率越快,表示鐵生銹的速率越快,從表中數(shù)據(jù)可知鐵生銹的速率由大到小的順序?yàn)锽CA=D。(3)將A、B、C比照可知影響鐵生銹的因素除氧氣外還有電解質(zhì)溶液。(4)發(fā)生的反響為4Fe+3O2+2xH2O 2(Fe2O3xH2O)。答案：(1)

10、中性條件下,鐵絲發(fā)生吸氧腐蝕,氧氣消耗后,燒瓶內(nèi)氣體減少,導(dǎo)致燒瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小,因此導(dǎo)管中水面上升。(2)BCA=D(3)電解質(zhì)溶液(4)4Fe+3O2+2xH2O 2(Fe2O3xH2O)知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3金屬腐蝕的防止【例題3】 以下關(guān)于金屬保護(hù)方法的說法正確的選項(xiàng)是 ()A.我們使用的快餐杯外表有一層搪瓷,假設(shè)搪瓷層破損后仍能起到防止鐵生銹的作用B.白鐵(鍍鋅鐵)鍍層破損后鐵皮的腐蝕速率很慢C.輪船船殼的吃水線以下常裝有一些鋅塊,這是利用了犧牲陰極的陽極保護(hù)法D.鋼鐵制造的暖氣管道外常涂有一層瀝青,這是鋼鐵的電化學(xué)保護(hù)法知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3解析：A選項(xiàng)中涂層破損后金屬鐵直接曝露在

11、空氣中,因而搪瓷層不能對(duì)破損部位形成有效保護(hù);B選項(xiàng)中鍍層破損后由于鋅的復(fù)原性比較強(qiáng),發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)鋅作負(fù)極被腐蝕,從而保護(hù)鐵不被腐蝕;C選項(xiàng)應(yīng)是犧牲陽極的陰極保護(hù)法;D選項(xiàng)暖氣管道外涂有一層瀝青,這是鋼鐵的外表保護(hù)法,不是電化學(xué)保護(hù)法。答案：B1 2 3 4 51有關(guān)金屬腐蝕的表達(dá)有關(guān)金屬腐蝕的表達(dá),正確的選項(xiàng)是正確的選項(xiàng)是()A.金屬的腐蝕一定伴有電流產(chǎn)生金屬的腐蝕一定伴有電流產(chǎn)生B.鐵在枯燥的空氣中比在潮濕的空氣中更易被腐蝕鐵在枯燥的空氣中比在潮濕的空氣中更易被腐蝕C.發(fā)生化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿母g時(shí)發(fā)生化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿母g時(shí),較活潑的金屬總是作正極而被較活潑的金屬總是作正極而被腐蝕腐蝕

12、D.發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)有能量的轉(zhuǎn)變發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)有能量的轉(zhuǎn)變,且被腐蝕的金屬總是失電子且被腐蝕的金屬總是失電子解析：金屬的腐蝕不一定伴有電流產(chǎn)生解析：金屬的腐蝕不一定伴有電流產(chǎn)生;鐵在潮濕的空氣中可形成鐵在潮濕的空氣中可形成原電池原電池,加快腐蝕加快腐蝕;原電池是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置原電池是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置,一般是活潑一般是活潑金屬作負(fù)極金屬作負(fù)極,伴隨著能量變化。伴隨著能量變化。答案：答案：D1 2 3 4 52建筑用的鋼材在出廠之前都要經(jīng)過發(fā)藍(lán)處理建筑用的鋼材在出廠之前都要經(jīng)過發(fā)藍(lán)處理,使其外表生成一層使其外表生成一層Fe3O4,其目的是其目的是()A.增加鋼材的硬度增加鋼材的硬度

13、B.增強(qiáng)鋼材的抗腐蝕能力增強(qiáng)鋼材的抗腐蝕能力C.使鋼材美觀使鋼材美觀D.增加鋼材的韌性增加鋼材的韌性解析：發(fā)藍(lán)處理解析：發(fā)藍(lán)處理,鋼材鋼材“外表生成一層外表生成一層Fe3O4,是為了在金屬外表是為了在金屬外表覆蓋保護(hù)層覆蓋保護(hù)層,增強(qiáng)抗腐蝕能力。增強(qiáng)抗腐蝕能力。答案：答案：B1 2 3 4 53以下所示各試管中的鐵釘最易銹蝕的是以下所示各試管中的鐵釘最易銹蝕的是()解析：含有少量銅的鐵釘放在自來水中解析：含有少量銅的鐵釘放在自來水中,會(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕且鐵釘會(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕且鐵釘作為負(fù)極作為負(fù)極,腐蝕得最快。腐蝕得最快。答案：答案：C1 2 3 4 54以下金屬的防護(hù)方法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是以下金屬的防

14、護(hù)方法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A.對(duì)健身器材涂油漆以防止生銹對(duì)健身器材涂油漆以防止生銹B.對(duì)某些工具的對(duì)某些工具的“機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部位選用刷油漆的方法來防銹機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部位選用刷油漆的方法來防銹C.用犧牲鋅塊的方法來保護(hù)船體用犧牲鋅塊的方法來保護(hù)船體D.自行車的鋼圈上鍍上一層鉻防銹自行車的鋼圈上鍍上一層鉻防銹解析：解析：“機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部位應(yīng)涂油脂防銹機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部位應(yīng)涂油脂防銹,油脂既能防水又能防止氣油脂既能防水又能防止氣體對(duì)金屬的腐蝕體對(duì)金屬的腐蝕,還能使轉(zhuǎn)動(dòng)部位靈活。還能使轉(zhuǎn)動(dòng)部位靈活。答案：答案：B1 2 3 4 55每年全世界鋼產(chǎn)量的四分之一因腐蝕而損失。(1)鋼鐵腐蝕主要是吸氧腐蝕,該腐蝕過程中的電極反響式為、。(2)為降低某水庫的鐵閘門的被腐蝕速率,可以采用圖甲方案,其中焊接在鐵