《金屬的腐蝕與防護(hù)》課件

第三單元金屬的腐蝕與防護(hù)一、金屬的腐蝕二、金屬的防護(hù)

金屬的腐蝕對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)的損失是驚人的，據(jù)一份統(tǒng)計(jì)報(bào)告，全世界每年由于腐蝕而報(bào)廢的金屬設(shè)備和材料，約相當(dāng)于金屬年產(chǎn)量的1/3。

全世界每年因金屬腐蝕造成的直接經(jīng)濟(jì)損失約達(dá)７００００億美元，是地震、水災(zāi)、臺(tái)風(fēng)等自然災(zāi)害造成損失總和的６倍，至于因設(shè)備腐蝕損壞而引起的停工減產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量下降、污染環(huán)境、危害人體健康甚至造成嚴(yán)重事故的損失，就更無(wú)法估計(jì)了。你知道嗎鋼鐵生銹的條件1）與氧氣接觸2）有水3）還有其他因素嗎閱讀課文P23，思考下列問(wèn)題：1、什么是金屬腐蝕，它的實(shí)質(zhì)是什么？2、電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕原理有何不同？在兩者的腐蝕過(guò)程中是否有電流產(chǎn)生？金屬腐蝕的實(shí)質(zhì)金屬的腐蝕種類原理區(qū)別聯(lián)系金屬的腐蝕金屬原子失去電子被氧化而消耗的過(guò)程：

M-ne-=Mn+

化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕金屬和其它物質(zhì)直接接觸發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起的腐蝕不純金屬或合金發(fā)生原電池反應(yīng)，使較活潑的金屬失電子被氧化而引起的腐蝕直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)發(fā)生原電池反應(yīng)腐蝕過(guò)程無(wú)電流產(chǎn)生有電流產(chǎn)生金屬被腐蝕較活潑金屬被腐蝕往往同時(shí)發(fā)生，但電化學(xué)腐蝕更普遍，速率更快。金屬的電化學(xué)腐蝕活動(dòng)與探究進(jìn)行P23活動(dòng)與探究，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，回答有關(guān)問(wèn)題：1、鐵粉中加入炭粉有何作用？?jī)裳b置中均能形成原電池嗎？2、兩裝置中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有何不同？產(chǎn)生的現(xiàn)象說(shuō)明什么問(wèn)題？a中導(dǎo)管中水柱上升，說(shuō)明試管內(nèi)氣體體積減小，有氣體參加反應(yīng)；b中導(dǎo)管水柱下降，說(shuō)明試管內(nèi)有氣體生成。O2H273.金屬的電化學(xué)腐蝕9CFe2e-O2OH-Fe2＋鋼鐵水膜形成電解質(zhì)溶液（吸氧腐蝕）1）吸氧腐蝕負(fù)極2Fe–4e=2Fe2+正極：2H2O+O2+4e-=4OH-總反應(yīng)式：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2CFeNaClAO2鋼鐵的電化學(xué)腐蝕CFe2e-Fe2+H+H2（析氫腐蝕）水膜形成電解質(zhì)溶液2）析氫腐蝕（溶液酸性較強(qiáng)）負(fù)極：正極：Fe+2H+=Fe2++H2↑Fe–2e－=Fe2+2H++2e－=H2↑電池總反應(yīng)CFeH+注意：兩種腐蝕一般同時(shí)進(jìn)行，吸氧腐蝕為主2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2OO2+4Fe(OH)2+2H2O=4Fe(OH)3Fe2++2OH-=Fe(OH)23）鐵銹的形成鐵銹的成分Fe2O3·xH2OFe(OH)3·yH2OFe2O3·xH2O簡(jiǎn)寫：交流與討論P(yáng)251、海輪更容易被腐蝕，是因?yàn)楹Ｋ泻休^多的氯化鈉等鹽類，導(dǎo)電能力比內(nèi)河的水更強(qiáng)，而在電解質(zhì)溶液中，電化學(xué)腐蝕更易進(jìn)行。2、由于南極的溫度常年在0℃以下，說(shuō)明在較高溫度下，腐蝕更易進(jìn)行。3、是由于鐵與銅及空氣中的水蒸氣構(gòu)成了原電池，鐵作電池的負(fù)極，因此更容易腐蝕而生銹。4、因?yàn)殍F制品在酸性條件下比在中性條件下更易被腐蝕。金屬的電化學(xué)防護(hù)閱讀思考1、鐵被腐蝕與什么物質(zhì)有關(guān)？本質(zhì)是什么？2、怎樣才能防止鐵生銹？最簡(jiǎn)單的方法是什么？3、根據(jù)你的生活經(jīng)驗(yàn)，你知道生活中有哪些措施采用了覆蓋保護(hù)層的方法防止鐵生銹的？4、除了覆蓋保護(hù)層外，還有哪些保護(hù)金屬的方法，分別利用的什么原理？是空氣中O2與H2O共同作用的結(jié)果本質(zhì)都是鐵失電子被腐蝕。防止鐵失電子，最簡(jiǎn)單就是隔絕空氣和水，覆蓋保護(hù)層。①改變金屬內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)，制成合金(如不銹鋼）。②在金屬表面覆蓋保護(hù)層。如:涂漆、搪瓷、電鍍、表面鈍化、油脂等。③電化學(xué)保護(hù)法，即將金屬作為原電池的正極或電解池的陰極而受到保護(hù)。1、金屬防護(hù)的幾種重要方法原理：隔絕金屬與外界空氣、電解質(zhì)溶液的接觸。2、犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法：原理：形成原電池反應(yīng)時(shí)，讓被保護(hù)金屬做正極，不反應(yīng)，起到保護(hù)作用；而活潑金屬反應(yīng)受到腐蝕。犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法示意圖3、外加電源的陰極保護(hù)法：輔助陽(yáng)極（不溶性）將被保護(hù)金屬與另一附加電極作為電解池的兩個(gè)極，使被保護(hù)的金屬作為陰極，在外加直流電的作用下使陰極得到保護(hù)。此法主要用于防止土壤、海水及水中金屬設(shè)備的腐蝕。幾種腐蝕速率的比較CFeFe海水CFeCFe海水海水海水

小結(jié):在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢規(guī)律如下：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

防腐措施由好到壞的順序如下：外接電源的陰極保護(hù)法＞犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法＞有一般防腐條件保護(hù)＞無(wú)防腐條件2：下列敘述中，可以說(shuō)明金屬甲比乙活潑性強(qiáng)的是C.將甲乙作電極組成原電池時(shí)甲是負(fù)極；A.甲和乙用導(dǎo)線連接插入稀鹽酸溶液中，乙溶解，甲上有H2氣放出；B.在氧化–還原反應(yīng)中，甲比乙失去的電子多；D.同價(jià)態(tài)的陽(yáng)離子，甲比乙的氧化性強(qiáng)；（C）1：下列制氫氣的反應(yīng)速率最快的是粗鋅和1mol/L硫酸；B.A.純鋅和1mol/L硫酸；純鋅和18mol/L硫酸；C.粗鋅和1mol/L硫酸的反應(yīng)中加入幾滴CuSO4溶液。D.（D）課堂練習(xí)：3：下列各情況，在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是(5)(2)(1)(3)(4)4：下列裝置中四塊相同的Zn片，放置一段時(shí)間后腐蝕速率由慢到快的順序是(4)(2)(1)(3)5、分析右圖，按要求寫出有關(guān)反應(yīng)方程式：（1）.鐵棒上的電極反應(yīng)式為：（2）.碳棒上的電極反應(yīng)式為：（3）.溶液中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：鎳—鎘可充電電池可發(fā)生如下反應(yīng)：Cd+2NiO(OH)+2H2O由此可知，該電池的負(fù)極材料是Cd(OH)2+2Ni(OH)2放電充電A.Cd,（D）B.NiO(OH),D.Ni(OH)2C.Cd(OH)22Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3O2+2H2O+4e-＝4OH-2Fe–4e-＝2Fe2+6、鹽酸與鋅片反應(yīng)時(shí)，若加入可溶性醋酸銅〔(CH3COO)2Cu〕，將產(chǎn)生兩種影響生成速率的因素，其一是：，其二是：；有M、N兩種金屬，分別與鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生H2速率相近，試設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)比較M、N兩種金屬的活潑性。H+與CH3COO－結(jié)合生成CH3COOH，使H+濃度減小，從而減慢了反應(yīng)速率。Zn置換出Cu形成了原電池，從而加快了反應(yīng)速率8、7、小結(jié)：防止金屬腐蝕的措施能防止金屬腐蝕的原理在金屬制品表面覆蓋保護(hù)層或鍍不活潑金屬犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法外加電流的陰極保護(hù)法改變金屬組成和結(jié)構(gòu)與活動(dòng)性更強(qiáng)的金屬形成原電池作正極利用電解池原理，被保護(hù)金屬作陰極改變結(jié)構(gòu)改變性質(zhì)，如不銹鋼中加入鎳、鉻等耐蝕金屬形成合金隔絕空氣和水或形成原電池作正極4.金屬腐蝕的應(yīng)用2）利用腐蝕防腐1）電路板的印制金屬腐蝕全部有害嗎？1．下列敘述中正確的是（）①鋅跟稀硫酸制取氫氣，加入少量硫酸銅溶液能加快反應(yīng)速率②鍍層破壞后，白鐵（鍍鋅的鐵）比馬口鐵（鍍錫的鐵）更易腐蝕③鋼鐵表面常易銹蝕生成Fe2O3·xH2OA．都正確B．①③C．①D．②③2．以下現(xiàn)象與電化學(xué)腐蝕無(wú)關(guān)的是（）A.黃銅（銅鋅合金）制作的銅鑼不易產(chǎn)生銅綠B.生鐵比軟鐵芯（幾乎是純鐵）容易生銹C.鐵制器件附有銅制配件，在接觸處易生鐵銹D.銀制獎(jiǎng)牌久置后表面變暗鞏固練習(xí)BD3．觀察右圖裝置，按題意填寫下列空白：（1）若試管內(nèi)液面下降，則溶液X顯_________性，鐵釘發(fā)生_______腐蝕，其負(fù)極電極反應(yīng)為_(kāi)__________________；正極電極反應(yīng)為_(kāi)___________________________。（2）若試管內(nèi)液面上升，則溶液X顯________性，鐵釘發(fā)生_______腐蝕，其負(fù)極電極反應(yīng)為_(kāi)__________________；正極反應(yīng)為_(kāi)_______________。酸析氫Fe-2e-==Fe2+2H++2e-==H2↑弱酸或中吸氧O2+2H2O+4e-==4OH-Fe-2e-==Fe2+4．鋼鐵在銹蝕過(guò)程中，下列5種變化可能發(fā)生的是（）①Fe由+2價(jià)轉(zhuǎn)化為+3價(jià)，②O2被還原，③產(chǎn)生H2，④Fe(OH)3失水形成Fe2O3·H2O，⑤雜質(zhì)碳被氧化除去A．①②B．③④C．①②③④D．①②③④⑤C實(shí)戰(zhàn)演練:

將NaCl溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板表面上，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)液滴覆蓋的圓周中心區(qū)(a)已被腐蝕而變暗，在液滴外沿形成棕色鐵銹環(huán)(b)，如圖所示。導(dǎo)致該現(xiàn)象的主要原因是液滴之下氧氣含量比邊緣少