4.4金屬的腐蝕與防護(hù).ppt

1、2020年7月31日星期五,化學(xué)反應(yīng)與能量變化,第三單元 金屬的腐蝕與防護(hù),鐵銹的主要成分： Fe2O3XH2O,銅器表面生成銅綠,主要成分：Cu2(OH)2CO3,一、金屬腐蝕的概念.,指金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過(guò)程.,1.定義：,2.金屬腐蝕后的特征.,在外形、色澤以及機(jī)械性能等方面都發(fā)生一定的變化.,3.金屬腐蝕的本質(zhì)：,金屬本身失去電子變成陽(yáng)離子的過(guò)程(發(fā)生氧化反應(yīng)).,M ne-Mn+,二、金屬腐蝕的分類和原理探究.,(1).化學(xué)腐蝕：,金屬跟接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕.如鐵與氯氣直接反應(yīng)，鋼管被原油中的含硫化合物腐蝕. 特點(diǎn)：反應(yīng)簡(jiǎn)單

2、、金屬與氧化劑之間的氧化還原反應(yīng)。,(2).電化學(xué)腐蝕：,不純的金屬(或合金)跟電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，會(huì)發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失去電子而被氧化的反應(yīng).如鋼鐵在潮濕的空氣中被腐蝕.,為什么鋼鐵在干燥的空氣中不易生銹，而在潮濕的空氣中卻易生銹呢？,1.分類.,【科學(xué)探究】：,鐵與酸反應(yīng)，鐵被腐蝕。腐蝕速率較慢。,鐵作負(fù)極（陽(yáng)極）被腐蝕腐蝕速率較快。,（按下圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）請(qǐng)比較下列現(xiàn)象的差異？,圖一,聯(lián)系舊知,1、析氫腐蝕（酸性水溶液）,負(fù)極：Fe 2e = Fe2+,總反應(yīng)： Fe + 2H+ = Fe2+ + H2,正極：2H+ + 2e = H2,(一)、鋼鐵的腐蝕,2、吸氧腐蝕（中性水溶液

3、）,負(fù)極：2Fe - 4e =2Fe2+,正極：O2 + 2H2O + 4e = 4OH,總反應(yīng)：2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2,后續(xù)反應(yīng)：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,Fe2O3,化學(xué)腐蝕與電化腐蝕的比較,金屬跟非金屬單質(zhì)直接接觸,不純金屬或合金 跟電解質(zhì)溶液接觸,無(wú)電流產(chǎn)生,有微弱電流產(chǎn)生,金屬被氧化,較活潑金屬被氧化,兩者往往同時(shí)發(fā)生，電化腐蝕更普遍,練習(xí)：如圖, 水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：,（1）若液面上升，則溶液呈_性，發(fā)生_ 腐蝕，電極反應(yīng)式為：負(fù)極：_, 正極：_；,（2）若液面下降，則溶液呈_性，發(fā)生_ 腐蝕，電極反應(yīng)式為：負(fù)極：

4、_ 正極：_。,中性或堿,吸氧,2Fe 4e-2Fe2+,O2+2H2O+4e-4OH,酸,析氫,Fe 2eFe2+,2H+2e-H2,【交流與討論】：,鐵生銹除了必須有空氣及水的參與外，還受其他一些因素的影響.請(qǐng)解釋下列有關(guān)鐵生銹現(xiàn)象的原因.,1.相對(duì)于在內(nèi)河行駛的輪船來(lái)說(shuō)，海輪更容易被腐蝕.,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. 1910年遺留在南極的食品罐頭盒，其表面至今很少有鐵銹出現(xiàn).,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.用于連接銅板的鐵螺絲容易生銹.,由于鐵與銅及空氣中

5、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.當(dāng)化工廠排出的廢氣為酸性氣體時(shí),工廠附近的鐵制品容易生銹.,因?yàn)殍F制品在酸性條件下比在中性條件下更易被腐蝕.,、金屬腐蝕快慢的判斷,(一)對(duì)于不同的金屬而言：與金屬的活潑性有關(guān)，一般地，活潑性越強(qiáng)的金屬，越_被腐蝕。 (二)對(duì)于同種金屬而言： 與引起腐蝕的原因有關(guān)：一般說(shuō)來(lái)，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 (2) 與介質(zhì)條件有關(guān)：一般說(shuō)來(lái) 同種金屬的腐蝕在強(qiáng)電解質(zhì)中_弱電解質(zhì)中 _非電解質(zhì)中 (3)與構(gòu)成微電池兩極的材料有關(guān)： 兩極材料的活動(dòng)性差別越大，較活潑金屬被腐蝕的速度越 。 (

6、4)與環(huán)境溫度有關(guān)，溫度越高，金屬腐蝕速度越 。 注意：在鋼鐵的腐蝕過(guò)程中，其電化學(xué)腐蝕更嚴(yán)重，在電化學(xué)腐蝕中，吸氧腐蝕更普遍。,容易,快,快,銅板上的鐵鉚釘為什么特別容易生銹？,1 銅器上的鐵鉚釘為什么特別容易生銹？,練習(xí)：,防止作為原電池負(fù)極,二、金屬的電化學(xué)防護(hù),閱讀并思考:金屬被腐蝕與什么物質(zhì)有關(guān)？發(fā)生的主要原理是什么？怎樣才能防止金屬生銹？,主要是空氣中O2與H2O共同作用的結(jié)果,犧牲陽(yáng)極（負(fù)極）的陰極(正極)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,被保護(hù)金屬作正極,利用電解池原理，被保護(hù)金屬作陰極,通過(guò)改變結(jié)構(gòu)而改變性質(zhì)，如鋼中加入鎳、鉻等耐

7、蝕金屬形成不銹鋼,隔絕空氣和水,在金屬制品表面覆蓋保護(hù)層或鍍耐腐蝕金屬,生活中常見(jiàn)的通過(guò)覆蓋保護(hù)層防止鐵生銹的方法： 1、在鐵的表面噴涂上防腐油漆（如橋梁、汽車、船舶） 2、油和油脂可以用來(lái)保護(hù)機(jī)器中由金屬制成的轉(zhuǎn)動(dòng)部分，如齒輪。 3、用塑料（如聚乙烯、聚氯乙烯等）噴涂或包裹在金屬表面。 4、在鐵的表面覆蓋一層搪瓷，如臉盆等金屬器皿。 5、在鐵的表面覆蓋一層其他金屬（如鍍錫、鍍鋅）,1.影響金屬腐蝕的兩個(gè)因素.,金屬本性 介質(zhì),金屬是否活潑，純凈,金屬與哪些物質(zhì)共存,2.金屬腐蝕的本質(zhì)：,金屬原子失去電子成為陽(yáng)離子的過(guò)程.,防止金屬失電子，最簡(jiǎn)單的辦法就是隔絕空氣和水，覆蓋保護(hù)層.,小結(jié)：,3

8、.金屬的常見(jiàn)防護(hù)方法.,(1).在金屬表面覆蓋保護(hù)層.,a.涂礦物質(zhì)油脂、油漆或覆蓋搪瓷塑料.,b.鍍抗蝕金屬電鍍、熱鍍、噴鍍法.,c.用化學(xué)方法使其表面形成一層致密氧化膜，如烤藍(lán).,(2).改變金屬內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)而增強(qiáng)抗腐蝕能力，如制成不銹鋼.,(3).電化學(xué)保護(hù)法.,a.犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法.,b.外加電流的陰極保護(hù)法.,.,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,犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法示意圖,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.,原理：,外加電流的陰極保護(hù)法示意圖,原理：,將被保護(hù)金屬

9、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.,使用馬口鐵:在鐵皮鍍上千分之一厘米的錫,可隔絕空氣與水,使用不銹鋼,（C）,例1 ：,下列制氫氣的反應(yīng)速率最快的是,A.純鋅和1mol/L 硫酸,B.純鋅和18 mol/L 硫酸；,C.粗鋅和 1mol/L 硝酸,D.鋅和1mol/L 硫酸的反應(yīng)中加入幾滴CuSO4溶液。,（ D ）,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： ；,H+與CH3COO結(jié)合生成CH3COOH，使H+濃