鲁科版选择性必修第一册第1章第4节金属的腐蚀与防护课件（35张）

第4节金属的腐蚀与防护第1章【课程标准】1.了解金属腐蚀的两种类型(化学腐蚀和电化学腐蚀)。2.能解释金属发生电化学腐蚀的原因,认识金属腐蚀的危害。3.掌握化学腐蚀与电化学腐蚀的比较。【素养目标】1.通过实验,科学探究金属腐蚀的本质及其原因,认识金属腐蚀的主要类型,能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式。(科学探究与创新意识)2.认识金属腐蚀产生的危害和影响,树立防止金属腐蚀的意识,熟知金属腐蚀常用的防护方法。(科学态度与社会责任)课前自主学习学习任务一金属腐蚀任务驱动:根据各国调查结果,一般说来,金属腐蚀所造成的经济损失大致为该国国民生产总值(GDP)的2%~4%左右。金属腐蚀的主要害处,不仅在于金属本身的损失,更严重的是金属制品结构损坏所造成的损失,比金属本身要大到无法估量,那么,什么是金属的腐蚀呢?1.金属腐蚀的含义和分类2.化学腐蚀和电化学腐蚀金属腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀定义金属与接触到的物质直接反应不纯的金属在潮湿的空气或电解质溶液中发生原电池反应现象金属被腐蚀较活泼金属被腐蚀区别无电流产生有微弱电流产生实质与联系(1)实质:都是金属原子失去电子被氧化而损耗;(2)化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生,但电化学腐蚀更普遍。3.钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀类别吸氧腐蚀析氢腐蚀条件__________________________正极反应____________________________________负极反应_______________生成铁锈的反应Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓______________________________2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O水膜酸性不强水膜酸度较高O2+2H2O+4e-===4OH-4H++4e-===2H2↑2Fe-4e-===2Fe2+4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3【巧判断】(1)金属的腐蚀全都是氧化反应。 (

)提示:金属腐蚀的本质是金属失去电子变为金属离子,故发生的为氧化反应。(2)金属的腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀。 (

)提示:

由于与金属接触的物质不同,发生腐蚀的情况也不同,一般分为化学腐蚀和电化学腐蚀。(3)因为CO2普遍存在,所以钢铁的腐蚀以析氢腐蚀为主。

(

)提示:

虽然CO2普遍存在,但一般情况下,钢铁表面的水膜酸性很弱,或呈中性且溶有一定量的O2,故钢铁腐蚀以吸氧腐蚀为主。(4)不论吸氧腐蚀还是析氢腐蚀,都是金属被腐蚀。 (

)(5)钢铁发生析氢腐蚀时负极反应为Fe-2e-===Fe2+,发生吸氧腐蚀时负极反应为Fe-3e-===Fe3+。

(

)提示:

金属发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时,均是金属被腐蚀,若金属为钢铁制品,则负极均为Fe-2e-===Fe2+,故(4)正确,(5)错误。√√×√×学习任务二金属腐蚀的防护任务驱动:金属的腐蚀是自然界中最大的浪费,腐蚀造成的危害也非常巨大。那么,我们应采取什么措施来防止金属的腐蚀呢?1.本质阻止金属发生_____反应。2.金属腐蚀防护的方法(1)改变金属内部结构,如制成合金等。(2)加防护层,如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀等。(3)电化学防护法。氧化3.电化学防护法(1)牺牲阳极保护法。利用_______原理,将还原性较强的金属与被保护金属相连接,使被保护金属成为_____。(2)阴极电保护法。利用_____原理,使被保护金属与直流电源的负极相连使之成为_____。原电池正极电解阴极【情境·思考】如图是一只搪瓷缸。请思考:(1)这只搪瓷缸采用了怎样的防腐方法?(2)搪瓷层破损后是否仍能起到防止铁生锈的作用?提示:采用的是涂保护层的方式进行防腐的,搪瓷层破损后铁直接暴露在空气中,易发生金属腐蚀,因而搪瓷层不能对破损部分进行保护。学习任务三电化学腐蚀原理的应用任务驱动:我们在包装食品中会发现有一个小的包装袋,里面黑色的物质就是抗氧化剂。抗氧化剂的正确使用不仅可以延长食品的贮存期、货架期,给生产者、消费者带来良好的经济效益,而且给消费者带来更好的食品安全。那么,你知道抗氧化剂的原理吗?1.铁的腐蚀消耗空气中的氧气,利用这一反应原理可以快速测定出空气中_____的含量。2.铁的腐蚀反应消耗氧气和水,以铁粉为主要成分制成的双吸剂放入食品包装袋中,可以延长食品的保质期。3.铁的腐蚀放热,利用这一特点可以制成一次性_______供人使用。氧气保暖贴4.利用微电解技术处理工业废水:负极:________________正极:_____________________(碱性或中性条件)______________(酸性条件)新生成的电极产物具有很高的反应活性,能与废水中的某些污染物发生氧化还原反应,从而达到除去污染物的目的。2Fe-4e-===2Fe2+

O2+4e-+2H2O===4OH-2H++2e-===H2↑【做一做】市场上出售的“热敷袋”,其主要成分是铁屑、炭粉、木屑与少量氯化钠、水等。它在使用之前需使塑料袋与空气隔绝。使用时开启塑料袋上的小孔,轻轻揉搓就会发出热量来。当使用完后还会发现有铁锈(Fe2O3的结晶水合物)生成,依上述现象回答:(1)“热敷袋”放出的热量是利用铁发生了

反应放出热量。

(2)炭粉的主要作用是

。

(3)加入氯化钠的作用是

。

(4)有关的电极反应式:正极

,

负极

。

课堂合作探究(1)装置a中的导管水柱如何变化?说明什么问题?提示:装置a中的导管中水柱上升,说明装置a中有气体参加反应。(2)装置b中导管水柱如何变化?说明什么问题?提示:装置b中的导管中水柱下降,说明装置b中有气体生成。(3)请根据现象,说明a、b两个导管中分别发生什么类型的电化学腐蚀?提示:根据现象可知,a中发生的是吸氧腐蚀;b中发生的是析氢腐蚀。2.根据金属腐蚀的实质及类型,思考中科院金属研究所提供的一系列防腐蚀方案有哪些?提示:可以涂防护层、改变金属的内部结构、电化学防护等。3.在桥基钢管复合框的表面镀铝属于金属的电化学保护法吗?提示:不是。

电镀虽然是应用电解原理,但对金属的防护来说,是在金属的表面增加了保护层,属于涂覆盖层保护法,不属于电化学保护法。方法牺牲阳极保护法阴极电保护法原理原电池原理电解原理