《金属的腐蚀与防护》(苏教版选修4)

化学反应与能量变化第三单元金属的腐蚀与防护中国世界上钢铁年产量最大的是哪个国家?据报道，我国钢铁的年产量达到了4．2亿吨，占全世界年产量的1/3，已经连续十年居世界首位。到2020年实现工业化时年产量可能达到6亿吨左右。钢铁工业素有“工业粮食”之称，它的发展一度被认为是国家经济发展的晴雨表。铁锈的主要成分：Fe2O3·XH2O铜器表面生成铜绿,主要成分：Cu2(OH)2CO3

2007年8月1日，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。金属制品的腐蚀金属腐蚀给生产生活带来很多不便，造成了巨大的经济损失。全世界每年因为金属腐蚀造成的直接经济损失约达7000亿美元，是地震、水灾、台风等自然灾害造成损失总和的6倍。我国因金属腐蚀造成的损失占国民生产总值(GNP)的4%，钢铁因腐蚀而报废的数量约占钢铁当年产量的25%-30%。金属腐蚀还可能造成环境污染。资料在线一、金属的电化学腐蚀自主探究：[阅读教材P23，回答]

1、什么是金属的腐蚀？

2、金属的腐蚀可分为哪几类？

3、金属的电化学腐蚀和化学腐蚀的本质是什么？1、金属的腐蚀

指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程2、金属的化学腐蚀金属跟接触到的物质（主要是非金属单质或非电解质液体）直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀3、金属的电化学腐蚀不纯的金属(或合金)跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化的反应一、金属的腐蚀铁与酸反应，铁被腐蚀。腐蚀速率较慢。铁作负极（阳极）被腐蚀腐蚀速率较快。（按下图进行实验）请比较下列现象的差异？图一联系旧知归纳小结金属腐蚀的实质金属的腐蚀种类原理区别腐蚀速度联系金属的化学腐蚀与电化学腐蚀比较

金属原子失去电子被氧化而消耗的过程：

M-ne-=Mn+

化学腐蚀电化学腐蚀金属和其它物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀不纯金属或合金发生原电池反应，使较活泼的金属失电子被氧化而引起的腐蚀直接发生氧化还原反应发生原电池反应腐蚀过程无电流产生有电流产生金属直接被腐蚀较活泼金属被腐蚀电化学腐蚀>化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍，危害更大1、铁粉中加入炭粉有何作用？两装置中均能形成原电池吗？

进行P23[活动与探究]，观察实验现象，回答有关问题：2、两装置中的实验现象有何不同？产生的现象说明什么问题？继续探究实验：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2实验编号ab所用电解质NaClCH3COOH主要实验现象原因分析腐蚀类型形成条件电极反应式正极负极电池总反应溶液中反应(铁锈的生成)出现的频率4、钢铁的电化学腐蚀右侧导管内液面上升右侧导管内液面下降有气体参与反应(O2)有气体生成(H2)发生吸氧腐蚀发生析氢腐蚀水膜酸性很弱或呈中性水膜酸性较强O2+2H2O+4e-=4OH-2H++2e-=H2↑Fe-2e-=Fe2+较低较高Fe+2H+=Fe2++H2↑Fe2++2OH-=Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3==Fe2O3·nH2O+(3-n)H2O较高较低归纳小结1、相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀。2、1910年遗留在南极的食品罐头盒，其表面至今很少有铁锈出现。3、用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。4、当化工厂排出的废气为酸性时，工厂附近的铁制品容易生锈。交流与讨论哪些因素影响了金属腐蚀的快慢呢?５、金属腐蚀快慢的判断(一)对于不同的金属而言：与金属的活泼性有关，一般地，活泼性越强的金属，越_________被腐蚀。(二)对于同种金属而言：与引起腐蚀的原因有关：一般说来，电解原理引起的腐蚀___原电池原理引起的腐蚀___化学腐蚀__有防腐措施的腐蚀(2)与介质条件有关：一般说来同种金属的腐蚀在强电解质中___弱电解质中__非电解质中(3)与构成微电池两极的材料有关：两极材料的活动性差别越大，较活泼金属被腐蚀的速度越

。(4)与环境温度有关，温度越高，金属腐蚀速度越

。注意：在钢铁的腐蚀过程中，其电化学腐蚀更严重，在电化学腐蚀中，吸氧腐蚀更普遍。容易>>>>>快快防止金属腐蚀的措施能防止金属腐蚀的原理二、金属的电化学防护阅读并思考:金属被腐蚀与什么物质有关？发生的主要原理是什么？怎样才能防止金属生锈？

主要是空气中O2与H2O共同作用的结果牺牲阳极（负极）的阴极(正极)保护法外加电流的阴极保护法改变金属组成和结构与活动性更强的金属形成原电池,被保护金属作正极利用电解池原理，被保护金属作阴极通过改变结构而改变性质，如钢中加入镍、铬等耐蚀金属形成不锈钢隔绝空气和水在金属制品表面覆盖保护层或镀耐腐蚀金属大家讨论越王勾践剑因何千年不锈1965年冬天，在湖北省荆州市附近的望山楚墓群中，出土了一把锋利无比的宝剑。专家通过对剑身八个鸟篆铭文的解读，证明此剑就是传说中的越王勾践剑。让人惊奇的是，这把青铜宝剑穿越了两千多年的历史长河，但剑身丝毫不见锈斑。它千年不锈的原因是什么呢？课后探究活动溶液如何影响有凹陷的食品罐?取一罐蔬菜罐头和一罐水果罐头,前者含盐溶液,后者含糖溶液。(a)设计一个实验,以研究凹陷食品罐在这些溶液中会否生锈?如果有腐蚀发生,比较食品罐在两种溶液中的腐蚀速度。(b)记录你的结果,并向班上同学介绍你的实验。(c)根据实验结果,你认为吃凹陷罐头的食品安全吗?烤蓝涂机油烤漆涂凡士林镀锌镀铬[交流研讨]你知道自行车的金属部件采用了什么样的防护措施吗?自行车如何防生锈？自行车的车把、车辐条、钢圈和车铃防锈措施是什么？是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腐蚀又耐磨的Cr1、请根据以下的生活中的例子，总结金属防护常用的方法，并解释这些方法为什么可以达到防止金属腐蚀的目的？健身器材如何防锈？刷油漆衣架和电线如何防锈？外面包上一层塑料层某些工具的“机械传动部位”，能用油漆来防锈吗？不能用油漆来防锈，而是选用油脂应选用什么呢？2、你还知道哪些防止金属腐蚀的方法？举例说明2、在金属表面覆盖保护层，使它与______、_______等物质_____。二、金属的防护方法1、改变金属的内部组织结构，喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀、或表面钝化(氧化成致密的氧化膜)、搪瓷、塑料等方法。空气水隔离例如船身如何防腐蚀的？用牺牲锌块的方法来保护船身上装锌块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道的腐蚀，镁块要定期更换二、金属的电化学防护外加电源的阴极保护法：辅助阳极（不溶性）电化学保护法（消除引起金属发生电化腐蚀的原电池反应的方法）3、金属的电化学防护(在被保护的金属上连接比该金属_____________或合金)，此金属作_______极(阳极)反应受到腐蚀，被保护的金属作_______极(阴极)，不反应，起到保护作用；更活泼的金属负正（1）*牺牲阳极阴极保护法原理：做负极材料常用的有_____________镁、铝、锌（2）外加