鲁科新教材选择性必修一第1章第4节金属的腐蚀与防护课件（37张）

第4节金属的腐蚀与防护知识回顾1.构成原电池的条件2.构成电解池的条件电极材料、电极反应物、离子导体、电子导体直流电源、电极材料、电极反应物、离子导体、电子导体生活中的腐蚀现象金属腐蚀现象在生产生活中普遍存在。据统计，每年因金属腐蚀造成的经济损失远远超过因自然灾害和各类事故造成的经济损失的总和。那么，造成金属腐蚀的原因是什么？有哪些防止金属腐蚀的措施？联想质疑一、金属电化学腐蚀的原理阅读教材回答问题1、金属腐蚀定义：金属表面与周围的物质发生化学反应或因电化学作用而遭到破坏，称为金属腐蚀。2、金属腐蚀的本质：失e-氧化反应金属原子金属阳离子M-ne-=Mn+3、金属腐蚀的类型化学腐蚀电化学腐蚀两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍燃气灶的中心部位易生锈化学腐蚀电化学腐蚀海边的铁制品比较容易生锈交流研讨

铁生锈的现象随处可见。你有没有想过，为什么铁在潮湿的环境中比在干燥的环境中更容易生锈？为什么当一块铜板上有铁铆钉时，铁铆钉特别容易生锈？阅读课本第30-31页了解金属的电化学腐蚀。金属电化学腐蚀的原理钢铁潮湿空气水膜CO2、SO2、H2S电解质溶液铁C

原电池金属发生电化学腐蚀的条件：1.不纯的金属2.潮湿的环境：（1）吸附水膜（2）溶解气体迁移应用

钢铁与潮湿空气或电解质溶液接触时，也会在其表面的杂质附近形成许多微小的原电池而被腐蚀，试分析腐蚀过程，写出有关的电极反应式和总反应式。金属的电化学腐蚀根据金属表面水溶液薄膜的酸碱性不同，金属的电化学腐蚀分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀钢铁的析氢腐蚀示意图钢铁的吸氧腐蚀示意图金属在强酸性条件下主要发生析氢腐蚀，在弱酸性、中性、碱性条件下，主要发生吸氧腐蚀。离子导体

负极材料负极反应物正极材料正极反应物2Fe-4e-=2Fe2+负极：O2+2H2O+4e-=4OH-正极：2Fe+

O2+2H2O

=2Fe(OH)2总反应：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n)H2O钢铁吸氧腐蚀Fe+2H+=Fe2++H2↑总反应：2H++2e-=H2↑正极：负极：Fe-2e-=Fe2+C正极材料Fe负极材料负极反应物离子导体酸性较强水膜或电解质溶液

H+正极反应物钢铁析氢腐蚀溶有CO2、SO2、NaCl的水膜做电解质溶液

负极材料负极反应物正极材料正极反应物思考：铜板上铁铆钉的腐蚀原理？2Fe-4e-=2Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH-2Fe+

O2+2H2O

=2Fe(OH)2总反应：进一步反应：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O分类析氢腐蚀吸氧腐蚀形成条件水膜酸性水膜呈弱酸性/中性电极反应负极Fe正极C总反应后续反应普遍性金属的电化学腐蚀Fe－2e－=Fe2＋2H＋＋2e–=H2↑Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑Fe－2e－=Fe2＋O2＋4e–＋2H2O=4OH–2Fe＋2H2O＋O2=2Fe(OH)2通常两种腐蚀同时存在，但吸氧腐蚀更普遍4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)32Fe(OH)3==Fe2O3·xH2O

+(3-x)H2O铁锈的主要成分钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较海水海水Cu1、判断下列发生那种类型的腐蚀？哪种金属腐蚀速度更快？酸性污水FeZn2、某学生为探究铜生锈的过程设计如图所示装置，下列选项正确的是（）A.一段时间后C棒上有气泡冒出，附近的溶液变为红色B.一段时间后溶液中会有蓝色沉淀产生C.Cu棒为正极，电极反应式：Cu－2e－===Cu2＋D.C棒为正极，电极反应式：2H＋＋2e－===H2↑B生活中人们常用什么方法防止金属被腐蚀的？原理是什么？把铬、镍等金属加入普通钢里制成耐腐蚀的不锈钢金属的防护加涂保护层采用喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法，使金属与空气、水等物质隔离，防止金属被氧化腐蚀。改变金属的内部结构白铁镀锌电化学防护1、牺牲阳极的阴极保护法——原电池原理被保护——正极牺牲方——负极电化学防护2、外加电流的阴极保护法——电解原理被保护金属——阴极惰性电极——阳极归纳总结M–ne-→Mn+（氧化反应）金属电化学腐蚀的本质

在合金或不纯的金属中，较活泼金属成为原电池负极，其原子失去电子变成金属阳离子进入电解质溶液而使金属发生损耗。化学腐蚀电化学腐蚀条件现象本质影响因素联系金属跟干燥气体或非电解质液体直接接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触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，电化学腐蚀更普遍化学腐蚀与电化学腐蚀的区别金属的防护如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为（）A.②①③④⑤⑥ B.⑤④③①②⑥C.⑤④②①③⑥ D.⑤③②④①⑥C1.为保护地下钢管不被腐蚀，可采用的方法是()A.与直流电源负极相连接B.与直流电源的正极相连接C.与铜板相连接D.与锌板相连接AD课堂练习2.以下现象与电化学腐蚀无关的是（）A.黄铜(铜锌合金)制作的锣不易产生铜绿B.生铁比纯铁容易生锈C.铁质配件附有铜质配件，在接触处易生铁锈D.银质物品久置表面变暗D3A三、电化学腐蚀原理的应用1.铁腐蚀的应用(1)消耗空气中的氧气——快速测定空气中氧气的含量。(2)消耗氧气和水——以铁粉为主的双吸收剂用以延长食物的保质期。(3)腐蚀过程放热——制成一次性保暖贴。交流研讨品名∶一次性保暖贴主要成分∶铁粉、水、食盐、活性炭、蛭石、吸水性树脂产品性能∶平均温度55℃，最高温度63℃，发热时间12小时以上使用说明∶使用时将外包装袋撕开，取出内袋，将保护衬纸揭下，贴在需要取暖或热敷部位的内衣外侧。使用完后，从衣服上撕下即可【严禁直接接触皮肤】下列是某品牌保暖贴的使用说明。请仔细研读说明书，尝试思考并回答下列问题∶思考：1.保暖贴在发热过程中，其主要成分分别起什么作用?2.为什么保暖贴能持久而又稳定地提供热量?3.保暖贴使用的是双层包装。外层由不透气的明胶层制成，内层由微孔透气膜制成。为什么要这样设计?4.为什么保暖贴使用后变得较硬?①铁与氧气的反应为放热反应;②铁粉、活性炭和离子导体(食盐溶于水)构成原电池,加快了反应的速率。③矿物材料蛭石来保温。放热的时间和温度可以通过透气膜的透氧速率进行控制。④使用后，保暖贴内袋中的物质变为深褐色固体，其主要成分为炭粉、氯化钠固体、三氧化二铁固体以及含镁、铝的盐,因而变得教硬。保暖贴发热原理用化学用语表示保暖贴中发生的电化学过程。迁移应用O2+4e-2H2O==4OH-Fe-2e-==Fe2+2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)32Fe(OH)3==Fe2O3·nH2O+(3-n)H2O正极：负极：总反应：其他相关反应：微电解技术处理工业废水负极：Fe-2e-=Fe2+正极：2H+＋2e-=H2↑（酸性条件）O2＋2H2O＋4e-=4OH-（碱性或中性条件）利用微电解技术处理工业废水是电化学腐蚀原理应用的另一个例子。该技术利用铁屑中的铁和碳组分分别作为微电池的负极材料和正极材料，铁屑中的铁和废水中的H或O2分为负极反应物和正极反应物，废水为电解质溶液，形成微电池。发生的电极反应如下:新生成的电极反应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，从而达到去除污染物的目的。此外，电化学腐蚀原理在航空航天、精密仪器和生物医学等领域也具有广阔的应用前景。课堂小结1、下列有关金属电化学腐蚀的说法正确的是()

A.铜既可以发生析氢腐蚀也可以发生吸氧腐蚀B.铁只能发生析氢腐蚀C.铜只能发生吸氧腐蚀D.析氢腐蚀比吸氧腐蚀普遍C课堂检测2、如图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH＝4的雨水和生铁片。观察到：开始导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管液面。以下有关解释合理的是()A.生铁片中的碳是原电池的负极，发生还原反应B.雨水酸性较强，生铁片仅发生析氢腐蚀C.墨水回升时，碳极反应式为：O2＋2