1.4.1 金属的腐蚀与防护 第1课时 名师课件

第一章第四节金属的腐蚀与防护（一）高二年级化学炼钢轧钢习以为常的金属腐蚀现象我国每年因腐蚀而造成的经济损失占国民生产总值的5%左右。金属材料使用量的90%以上是钢铁，由钢铁造成的损失约

7000

亿美元，超过每年各项大灾（火灾、风灾及地震等）损失的总和。——《中国腐蚀调查报告》什么是金属的腐蚀？地球上，腐蚀时刻都在发生，它被称作金属的癌症。为了提高公众对金属腐蚀的重视程度，世界腐蚀组织把每年的4月24日，定为“世界腐蚀日”。习以为常的金属腐蚀现象Fe2O3˙xH2OCu2(OH)2CO3一、金属的腐蚀1．概念：金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原

反应而引起损耗的现象。2．本质：金属原子失去电子，转化为阳离子的过程。影响金属腐蚀的因素有哪些呢？M－ne－

Mn＋影响金属腐蚀的因素内因：金属自身的性质K、Na、Al、Fe、Pt、Au外因：金属所处的环境生石灰蒸馏水食盐水铁钉锈蚀实验影响金属腐蚀的外在因素主要包括哪些呢?钢制燃气灶炉头使用一段时间后被腐蚀原因？氧化性气体在高温条件下使钢材表面生成铁的氧化物铜板上的铁铆钉一段时间后被腐蚀的原因？－＋＋铁铆钉与铜板在水膜的环境下形成原电池，加速了腐蚀内因：金属自身的性质K、Na、Al、Fe、Pt、Au外因：温度、湿度、酸碱性、金属纯度……

影响金属腐蚀的因素金属所处的环境这两种金属腐蚀的原理一样吗？直接发生化学反应引起的金属腐蚀形成原电池引起的金属腐蚀一、金属的腐蚀3．类别：化学腐蚀：电化学腐蚀：金属与接触到的干燥气体（如O2、Cl2、SO2等）或非电解质液体（如石油）等直接发生化学反应引起的腐蚀。不纯的金属与电解质溶液接触时，发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化引起的腐蚀。对比归纳

化学腐蚀电化学腐蚀条件特征结果金属与氧化性物质直接接触不纯金属与电解质溶液及氧化剂接触无电流产生有微弱电流产生金属被氧化相对活泼的金属被氧化二者往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍。钢架桥生锈属于哪种金属腐蚀？电解质溶液Fe2＋e－e－e－e－猜想：①空气中的O2

是常见氧化剂②铁锈的成分：

Fe2O3˙xH2OFe－2e－

Fe2＋＋－

在正极得到电子？实验1：将酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡后，放入

下图所示装置，几分钟后观察导管中水柱的变化。消耗的一定是氧气吗？视频以10倍速度快进播放资料实验2：用传感器测量铁钉腐蚀过程中密闭装置内氧气含量

的变化。氧气含量测定传感器资料电解质溶液Fe2＋e－e－e－e－吸氧腐蚀O2＋4e－＋2H2O4OH－2Fe＋O2＋2H2O

2Fe(OH)2Fe－2e－

Fe2＋2Fe－4e－2Fe2＋Fe2O3˙xH2O脱水4Fe(OH)2＋O2＋2H2O

4Fe(OH)3＋－O2OH－实验3：向烧杯中加入食盐水，将无锈铁钉和碳棒分别用导

线与电流计连接，再分别插入两个无底玻璃筒中。【资料】3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－

Fe3[Fe(CN)6]2（蓝色沉淀）取样后滴加K3[Fe(CN)6]溶液取样后滴加酚酞溶液铁钉碳棒实验3：向烧杯中加入食盐水，将无锈铁钉和碳棒分别用导

线与电流计连接，再分别插入两个无底玻璃筒中。取样后滴加K3[Fe(CN)6]溶液取样后滴加酚酞溶液指针偏转实验4：不同pH条件下，钢铁腐蚀体系中压强随时间变化。压强传感器电脑数据采集器一定pH的醋酸溶液铁和炭粉电解质溶液Fe2＋e－e－e－e－Fe－2e－

Fe2＋2H＋＋2e－

H2Fe＋2H＋

Fe2＋＋H2＋－H2H+Fe－2e－

Fe2＋2H＋＋2e－

H2Fe＋2H＋

Fe2＋＋H2电解质溶液Fe2＋e－e－e－e－Fe－2e－

Fe2＋2H＋＋2e－

H2Fe＋2H＋

Fe2＋＋H2析氢腐蚀＋－H2H+吸氧腐蚀析氢腐蚀条件电极反应负极(Fe)正极(C)总反应水膜呈较强酸性水膜酸性很弱或呈中性Fe2O3˙xH2O脱水二者往往同时存在，但以吸氧腐蚀为主。对比归纳2Fe－4e－2Fe2＋Fe－2e－

Fe2＋O2＋4e－＋2H2O4OH－2H＋＋2e－

H22Fe＋O2＋2H2O

2Fe(OH)2Fe＋2H＋

Fe2＋＋H24Fe(OH)2＋O2＋2H2O

4Fe(OH)3如何防止金属的腐蚀？二、金属的防护1．原理：避免金属失去电子内因：金属自身的性质K、Na、Al、Fe、Pt、Au外因：金属所处的环境温度、湿度、酸碱性、金属纯度……

改变？调控？影响金属腐蚀的因素二、金属的防护2．方法：能否利用电化学方法解决金属电化学腐蚀的问题？（1）改变组成：在钢铁中加入铬和镍制成“不锈钢”（2）直接隔离：喷漆、涂油、电镀、表面钝化……1．原理：避免金属失去电子利用电化学方法解决金属的电化学腐蚀A海水Fe

——

C＋—

Zne－海水Fe

—－＋Ae－【思路一】－实验5：连接好装置，观察现象，一段时间后从Fe电极附近

取样，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，观察溶液颜色变化。ANaCl溶液Fe

——

ZnZnFe6小时后利用电化学方法解决金属的电化学腐蚀A海水Fe

——

Zn【思路一】e－锌合金镁合金＋－－e－阳阴海水Fe

——

Ce－【思路二】A利用电化学方法解决金属的电化学腐蚀A海水Fe

——

C＋e－利用电化学方法解决金属的电化学腐蚀阳阴海水【思路二】—

CFe

—海水Fe

—阳阴【思路二】—

Ce－牺牲阳极的阴极保护法外加电流的阴极保护法利用电化学方法解决金属的电化学腐蚀原电池原理电解池原理A海水Fe

——

Zn＋－【思路一】e－利用电化学方法解决金属的电化学腐蚀原电池原理电解池原理石墨辅助阳极牺牲阳极的阴极保护法外加电流的阴极保护法二、金属的防护（3）电化学防护①牺牲阳极的阴极保护②外加电流的阴极保护（原电池原理）（电解池原理）（1）改变组成：在钢铁中加入铬和镍制成“不锈钢”（2）直接隔离：喷漆、涂油、电镀、表面钝化……2．方法：1．原理：避免金属失去电子归纳总结金属腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀吸氧腐蚀析氢腐蚀金属防护直接隔离改变组成电化学防护牺牲阳极的阴极保护法（原电池原理）外加电流的阴极保护法（电解池原理）被保护金属避免本质M－ne－Mn＋＋－下图中铁片腐蚀由快到慢的顺序为②③④①，对此你有何启发？想一想A海水FeZn海水FeC海水FeCA海水FeC①②③④阴阳被保护被保护加速腐蚀加速腐蚀更快更慢能否利用金属的腐蚀服务于人类？铁粉、炭粉、电解质溶液形成原电池，利用铁