金属的电化学腐蚀与防护课件高二上学期化学人教版选择性必修1

观察生活钢铁生锈课题导入铜器生锈观察生活金属腐蚀我国是世界上钢铁产量最多的国家，每年被腐蚀的铁占到我国钢铁年产量的十分之一，因为金属腐蚀而造成的损失占到国内生产总值的2%~4%；约合人民币3000亿元。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的4%左右。另据统计，金属腐蚀的年损失远远超过水灾、火灾、风灾和地震(平均值)损失的总和，在这里还不包括由于腐蚀导致的停工、减产和爆炸等造成的间接损失。观察数据

第四章

化学反应与电能

§4.3金属的电化学腐蚀与防护目标引领1.掌握并区分析氢腐蚀和吸氧腐蚀2.掌握并区分牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法是指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象。金属阳离子失e-(氧化反应)3.金属腐蚀的类型化学腐蚀金属原子2.金属腐蚀的本质：1.概念:M–ne-→Mn+一、金属腐蚀电化学腐蚀—直接反应—原电池反应独立自学(1)化学腐蚀金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀叫做化学腐蚀。(2)电化学腐蚀不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子而被氧化的腐蚀叫做电化学腐蚀。金属腐蚀的类型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和电化学腐蚀的对比燃气灶的中心部位易生锈食品罐头放在南极80多年却很少生锈化学腐蚀观察生活海边的铁制品比较容易生锈钢铁潮湿空气水膜CO2、SO2、H2S电解质溶液铁C

原电池观察生活装置中导管内水柱为什么会上升？引导探究负极：Fe-2e-=Fe2+正极：O2+2H2O+4e-=4OH-电池反应：2Fe+

O2+2H2O

=2Fe(OH)2总结：金属表面吸附的水膜呈中性或酸性很弱条件下，溶有一定量氧气发生的电化腐蚀叫吸氧腐蚀。装置中进一步反应：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O正极：2H++2e-=H2↑负极：Fe-2e-=Fe2+电池反应：Fe+2H+=Fe2++H2↑总结：金属表面水膜溶解大气中的酸性气体，使水膜中含有一定量的H+，使溶液呈一定酸性发生的电化腐蚀叫析氢腐蚀问题思考：如果将铁钉浸没在一定酸性的电解质溶液中电极反应有变化吗？

析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较Fe2O3·nH2O（铁锈）通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜呈酸性。水膜呈中性或酸性很弱或碱性。电极反应负极Fe(-)Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+正极C(+)2H++2e-=H2↑O2+2H2O+4e-=4OH-总反应:Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联系1、用压强传感器探究生铁在pH=2和pH=4醋酸溶液中发生腐蚀的装置及得到的图象如下，以下结论错误的是()

A.溶液pH≤2时，生铁发生析氢腐蚀B.在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀C.析氢腐蚀和吸氧腐蚀的速率一样快D.两溶液中负极反应均为：Fe-2e-=Fe2+C当堂诊学2、如图两套实验装置，都涉及金属的腐蚀反应，假设其中的金属块和金属丝都是足量的．请同学们仔细观察，判断下列说发正确的是（）

A．装置Ⅰ在反应过程中自始至终只生成红棕色气体B．装置Ⅱ开始阶段铁丝只发生析氢腐蚀C．装置Ⅱ在反应过程中能产生氢气D．装置Ⅰ在反应结束时溶液中的金属阳离子只有Cu2+C当堂诊学1、目的：防止金属被氧化2、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二、金属防护引导探究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?〖讨论〗鉴于金属发生腐蚀的原因，我们可以从哪些方面设想解决问题的思路？思路一：直接隔离

即可选用适当的材料使金属与空气或其他腐蚀性试剂隔离开，以阻止金属的腐蚀。例如：①喷涂漆；②涂油脂；③表面钝化；④电镀(在钢铁表面形成铬等耐腐蚀性较强的金属镀层)等。1、给金属穿上“保护膜”-在金属表面覆盖保护层思路二：改变本质即改变金属的内部组成结构，使其具有较强的抗腐蚀性能。在钢铁中加入一定比例的铬和镍(如14%～8%Cr，7%～9%Ni)，改变钢铁内部的组成和结构，可极大程度地提高钢铁抗腐蚀性能，这就是常见的“不锈钢”(合金)。2、改变金属材料的组成思路三：因势利导电化学腐蚀还是用电化学方法来解决，不回避金属与氧化剂的直接接触，采用还原性更强的物质或其他替代方式来满足氧化剂对电子的需求，从而保护主体金属构件免受腐蚀。3、电化学防护法——重点找另一种活泼性较强金属作

级1.牺牲阳极的阴极保护法原理：应用

原理，让被保护金属作

极，原电池正负用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块必须定期更换用牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须定期更换锌块原理：应用

原理，将被保护的钢铁设备做

极，用惰性电极做辅助

极，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。2.外加电流的阴极保护法阴阳电解池1.在如图各烧杯中盛有海水，铁在其中腐蚀速率由快到慢的顺序是()A.①＞②＞③＞④＞⑤B.⑤＞④＞③＞②＞①C.④＞②＞①＞③＞⑤D.②＞③＞⑤＞①＞④C当堂诊学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。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。强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液总结感悟某研究性学习小组探究金属锈蚀的条件，进行如下对照实验：

【实验现象】数天后铁钉锈蚀情况：A无锈蚀，B无锈蚀，C有锈蚀；

【实验结论】金属锈蚀的条件是___________________________

【结论分析】铁钉生锈主要属于________腐蚀（填“化学”或“电化学”）；其负极反应为_____