4.3.1金属的腐蚀与防护课件高二上学期化学人教版选择性必修1

第四章化学反应与电能

金属的腐蚀与防护选择性必修1《化学反应原理》PART01金属的腐蚀与防护保暖神器——暖宝宝原材料：铁粉、水、蛭石、活性炭、盐使用前，袋内固体是黑色的。使用后变成红棕色固体。这里发生了什么变化呢？说明：本产品一旦与空气接触，即开始发热能否设计实验证明，确实是空气中的O2参与了反应？15分钟后如果形成了原电池，你能画出暖宝宝中原电池的模型图吗？ANaCl溶液Fe

C负极：

Fe-2e-=Fe2+正极：

O2+4e-

+2H2O=4OH-电池总反应：2Fe+

O2+2H2O

=2Fe(OH)26小时后铁钉碳棒一天后铁钉碳棒分析：中性、酸性很弱条件下，易发生吸氧腐蚀。Fe(OH)3Fe2O3·xH2O(铁锈)4Fe(OH)2+O2

+2H2O=4Fe(OH)3进一步反应：正极：

2H++2e-

=H2

↑负极：

Fe-2e-=Fe2+总反应：Fe+2H+=Fe2++H2↑分析：当钢铁处于酸性气氛中时，易发生析氢腐蚀；析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀。

若钢铁表面一薄层水膜呈酸性，比如在酸雨多发的地区，又会发生什么样的腐蚀呢？在pH=2.0,3.0,3.5时主要发生析氢腐蚀在pH=4.0时主要发生吸氧腐蚀水膜的酸性较强时，c(H+)较大氧化性：H+>O2析氢腐蚀2H++2e-

=H2

↑水膜的酸性较弱或呈中性，c(H+)较小氧化性：H+<O2吸氧腐蚀O2+4e-

+2H2O=4OH-浓度

性质

反应影响决定酸性环境中性或弱酸性电化学腐蚀化学腐蚀金属腐蚀吸氧腐蚀析氢腐蚀【小结】金属腐蚀的类型金属的腐蚀思考：分析上图的这两种腐蚀，有什么相同点和不同点？化学腐蚀电化学腐蚀金属腐蚀过程中，往往两种腐蚀同时发生，但多数为电化学腐蚀，而且电化学腐蚀速率较快。化学腐蚀和电化学腐蚀的比较化学腐蚀电化学腐蚀条件金属与氧化性物质直接接触不纯的金属与电解质溶液及氧化剂接触特征无电流产生有微弱的电流产生速率小大结果金属被氧化相对活泼的金属被氧化我国每年因金属腐蚀造成的直接经济损失约占国民生产总值的5%，全世界每年因生锈损失的钢铁约占世界钢铁总量的1/4，超过每年各项大灾（火灾、水灾、地震等）损失的总和。金属腐蚀带来的问题金属腐蚀的实质：M-ne-==Mn+根据金属腐蚀的实质，你能提出金属的防护措施吗？思考角度切断原电池反应给予金属电子改变金属材料组成在金属表面覆盖保护层烤蓝涂机油烤漆涂凡士林镀锌镀铬自行车的金属部件采用了什么样的防护措施?二、金属的防护(2)制成合金（不锈钢）(1)在金属表面覆盖保护层——改善金属的内部结构——电镀、油漆等(3)电化学保护法按照下列装置进行实验，预测实验现象。资料：亚铁离子与铁氰化钾溶液产生特征蓝色沉淀有亚铁离子生成，铁被腐蚀铁没有反应，被保护什么样现象说明铁被保护？说明原因？Cu牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法外加电流的阴极保护法试一试用电化学的方法对长期浸泡在海水中的钢闸门进行保护，并解释原理形成原电池反应时，让被保护金属做正极，活泼金属反应受到腐蚀锌板钢闸门海水

牺牲阳极的阴极保护法负极：锌板正极：钢闸门在外加直流电作用下，电子被迫流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面的腐蚀电流降至零或接近等于零辅助阳极钢闸门海水

外加电流的阴极保护法阳极：锌板阴极：惰性电极牺牲阳极法和外加电流法的比较牺牲阳极法外加电流法原理原电池电解池保护方法被保护的金属与比较活泼的金属相接，被保护的做正极被保护的金属与电源的负极相接，被保护的金属做阴极保护电流较小较大注意事项负极（阳极）材料需要定期更换辅助阳极需要定期检查课后作业1船舶与海水接触部分的钢制船体长期受到强烈的腐蚀，请你为船舶的防腐提出合理的建议。思考要点：1.小型船舶和大型船舶的保护措施的选择（牺牲阳极？外加电流？）2.船底漆的选择（普通漆？还是富锌底漆？）3.水下金属连接件的选择