4.3金属的腐蚀与防护课件高二化学人教版选择性必修12

第四章

化学反应与电能第三节

金属的防护与腐蚀

金属的腐蚀在生活中非常普遍【阅读课本】P111-112回答以下问题：1.什么是金属腐蚀？其本质是什么？2.金属的腐蚀可分为哪两类，两者有何不同？一、金属的电化学腐蚀金属腐蚀是金属或合金与周围的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象实质：金属M-ne-→Mn+（氧化反应）化学腐蚀电化学腐蚀金属与其表面接触的一些物质（O2、SO2、Cl2）直接反应而引起的腐蚀不纯的金属与电解质溶液接触时发生原电池反应，比较活泼的金属发生氧化还原反应而被腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀条件现象本质影响因素联系金属与其表面接触的一些物质（O2、SO2、Cl2）直接反应不纯的金属与电解质溶液接触时发生原电池反应无电流产生有微弱电流产生金属被氧化较活泼金属被氧化化学腐蚀与电化学腐蚀的比较与接触物质的氧化性及温度有关与电解质溶液的酸碱性及金属活性有关两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍【阅读课本】P111-112回答以下问题：3.电化学腐蚀(以钢铁腐蚀为例)可分为哪些种类？它们的区别在哪里？一、金属的电化学腐蚀析氢腐蚀和吸氧腐蚀3、金属电化学腐蚀的类型(1)析氢腐蚀：A—水膜为较强酸性溶液H前金属根据介质环境，既可以发生析氢也可以发生吸氧腐蚀；H后金属只能发生吸氧腐蚀【思考】铜能发生析氢腐蚀吗？负极(Fe):正极(C):Fe-2e-=Fe2+2H++2e-＝H2↑Fe+2H+＝Fe2++H2↑电池总反应：（2）吸氧腐蚀——水膜呈弱酸性或中性溶液Fe-2e-=Fe2+负极(Fe):正极(C):2H2O+O2+4e-＝4OH-

电池总反应：进一步：2Fe+

O2+2H2O

=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O学以致用

提升关键能力校本P1411.某地下了一场酸雨，在这种环境中的铁制品极易被腐蚀。对该条件下铁制品发生电化学腐蚀的叙述正确的是

(

)

A【实验4-3】（1）将经过酸洗除锈的铁钉用饱和食盐水浸泡一下如下图所示具支试管中，几分钟后，观察到导管中水柱的变化，解释引起这种变化的原因实验现象实验结论装置中铁、碳和饱和食盐水构成原电池，铁钉发生吸氧腐蚀腐蚀导管中有水柱上升（消耗气体），铁钉表面有铁锈生成装置中进一步反应：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O（脱水）

铁锈主要成分Fe2O3·xH2O实验现象实验结论盐酸浸泡过的铁钉装置中铁、碳和盐酸构成原电池，铁钉发生析氢腐蚀腐蚀导管中有水柱下降（生成气体），铁钉表面有铁锈生成【实验4-3】变式：将经过酸洗除锈的铁钉用盐酸浸泡一下如下图所示具支试管中，几分钟后，观察到导管中水柱的变化，解释引起这种变化的原因

C校本P1445.(2023·三明高二月考)钢铁很容易因生锈而被腐蚀。

电化学

吸氧实验现象实验解释①试管中产生气泡速率比②试管中大【实验4-3】（2）取两支试管，分别放入两颗锌粒和的体积等浓度的稀盐酸，观察现象。然后，向一只试管中滴加1~2滴硫酸铜溶液，在观察现象。解释产生不同现象的原因。

判断金属腐蚀快慢的规律1、电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞防腐措施的腐蚀2、对同一种金属来说，腐蚀的快慢：3、活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，腐蚀越快。强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液4、对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。1.下图所示的各容器中均盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是____________。④>②>①>③电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>有防护措施的腐蚀>化学腐蚀校本P143【自我诊断】校本P141（1）无论化学腐蚀还是电化学腐蚀，都是金属失电子被氧化的过程(

)√

×（3）铜在酸性条件下也可以发生析氢腐蚀(

)×

×

√（6）纯铁不易腐蚀，生铁易腐蚀，是因为生铁中含碳，能形成原电池，发生电化学腐蚀(

)√

发生电化学腐蚀的原理示意图。下列说法不正确的是(

)D二、金属的防护（一）目的：防止金属被氧化（二）依据：依据金属腐蚀的化学反应原理和腐蚀类型来确定金属防护的方法（三）金属防护的方法1、改变金属材料的组成2、在金属表面覆盖保护层3、电化学保护法1、改变金属材料的组成在金属中添加其他金属或非金属可以制成性能优异的合金。例如，不锈钢、钛合金等。2、在金属表面覆盖保护层（覆盖致密的保护层）（1）非金属保护层：①喷涂漆；②涂油脂；③覆盖搪瓷、塑料（2）金属保护层：电镀(在钢铁表面形成铬等耐腐蚀性较强的金属镀层)搪瓷（tángcí），是将无机玻璃质材料通过熔融凝于基体金属上并与金属牢固结合在一起的一种复合材料。2、在金属表面覆盖保护层（覆盖致密的保护层）发蓝是钢铁零件表面处理的一种防腐蚀的工艺。其原理就是在钢铁表面生成一定厚度和强度的致密的氧化层，成分主要是Fe3O4

（4）钝化处理（3）发蓝处理（致密的Fe3O4膜)；利用阳极氧化处理铝制品的表面，使之形成致密的氧化膜而钝化。另外，采用离子注入、表面渗镀等方式在金属表面也可以形成稳定的钝化膜。3、电化学防护法原理：原电池原理（1）牺牲阳极法要求：活泼性强的金属作负极，被保护金属作正极。★牺牲阳极法的实验探究

实验现象电流表阳极（负极区）阴极（正极区）____________________________气泡产生，____蓝色沉淀生成有关反应-___________________________________指针发生偏转逐渐溶解有无

实验结论：锌片、铁片酸化的氯化钠溶液构成原电池，锌失电子，被腐蚀，铁被保护。

（a）(b)实验现象铁钉周围______铁钉周围生成__________，铜丝周围______有关反应实验结论变红蓝色沉淀变红

（a）(b)铁作为负极时易被腐蚀，作为正极时未被腐蚀白铁皮：锌比铁活泼，破损时与水膜构成原电池时，锌作负极失电子被氧化而腐蚀，铁作正极被保护。马口铁：铁比锡活泼，破损时与水膜构成原电池时，铁作负极失电子被氧化而易腐蚀。教材P112要求：被保护的金属与外接电源负极相连作阴极。（2）外加电流法原理：电解池原理教材P112牺牲阳极法：外加电流法：比被保护金属活泼（本身不断被腐蚀）惰性材料（只起导电作用，惰性电极和金属均可作辅助阳极，但最好选用惰性电极,本身不被腐蚀而消耗）一般而言，外加电流法比牺牲阳极法保护效果更好。学以致用

提升关键能力校本P1431.下列有关金属铁的腐蚀与防护，说法正确的是(

)A.在钢铁表面进行发蓝处理，生成四氧化三铁薄膜保护金属B.在铁表面覆盖保护层，若保护层破损后，就完全失去了对铁的保护作用AA.一般情况下，金属主要发生吸氧腐蚀C.白铁（镀锌铁）镀层破损后不会导致铁迅速锈蚀B校本P1432.相同材质的铁在下图中的各情形下最不易被腐蚀的是(

)A.&1&B.

C.&3&D.&4&