1.3金属的腐蚀与防护（同步课件）-第二辑：苏教版2019选择性必修1高二化学课件+练习 特供省重点 2021-2022学年高中化学苏教版（2019）选择性必修一课件+练习

第三节金属的腐蚀与防护

第一章

化学反应与能量变化授课人：学习目标1．通过实验科学探究金属腐蚀的本质及其原因，认识金属腐蚀的主要类型，能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式。2．通过认识金属腐蚀产生的危害和影响，树立防止金属腐蚀的意识，熟知金属腐蚀常用的防护方法。课程导入01概念02实质03影响金属腐蚀是指金属或合金与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象。金属原子失电子被氧化，表示为：M-ne-=Mn+金属被腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能等方面都将发生变化，会使机器设备、仪器、仪表的精密度和灵敏度降低，影响使用以致报废。一、金属的电化学腐蚀一、金属的电化学腐蚀请比较下列现象的异同

铁均被腐蚀。第一个装置中，铁和酸直接反应放氢气。第二个装置中，Fe-C形成原电池，Fe做负极被腐蚀。相同点：不同点：电化学腐蚀化学腐蚀一、金属的电化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀条件现象本质反应类型腐蚀速度互相关系不纯金属或合金与电解质溶液接触无电流有微弱电流产生金属与非电解质（O2、Cl2等）直接接触金属被氧化较活泼金属被氧化两者同时发生，但电化学腐蚀更普遍，危害更大化学腐蚀<电化学腐蚀氧化还原反应原电池反应类别项目析氢腐蚀吸氧腐蚀图形描述

条件水膜酸性较强水膜酸性很弱或呈中性一、金属的电化学腐蚀类别项目析氢腐蚀吸氧腐蚀图形描述

负极正极总反应Fe－2e－===Fe2＋2H＋＋2e－===H2↑O2＋4e－＋2H2O===4OH－Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2一、金属的电化学腐蚀类别项目析氢腐蚀吸氧腐蚀图形描述

后续反应最终生成铁锈(主要成分为Fe2O3·xH2O)，反应如下：__________________

_，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O联系4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍一、金属的电化学腐蚀思考金属Al在空气中放置为什么不会锈蚀？金属Cu在潮湿空气中锈蚀生成铜绿[Cu2(OH)2CO3]，其反应原理是什么？一、金属的电化学腐蚀金属铝在空气中放置，与空气中氧气反应，在表面形成一层致密的氧化膜，从而保护了内部金属不被腐蚀；铜在潮湿空气中锈蚀的原理为2Cu＋H2O＋O2＋CO2===Cu2(OH)2CO3。思考在铁的表面镀上一层其他金属是常见的防止铁生锈的方法，常见的有镀锡(马口铁)和镀锌(白铁皮)，为什么镀层破损后，镀锌钢板(白铁皮)比镀锡钢板(马口铁)耐腐蚀？一、金属的电化学腐蚀镀层破损后，白铁皮形成原电池，因锌比铁活泼，易失去电子，从而保护了铁；而马口铁破损后，因为形成原电池时，铁比锡活泼，铁被腐蚀。所以在镀层破损后，马口铁比白铁皮更易被腐蚀。注意：0102金属活动性顺序表中氢前面的金属，在酸性较强的电解质溶液中发生析氢腐蚀，在中性或酸性较弱的电解质溶液中发生吸氧腐蚀；金属活动性顺序在氢后面的金属只可能发生吸氧腐蚀。钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时，负极都是铁，失电子生成Fe2＋，而非Fe3＋。一、金属的电化学腐蚀金属防护就是防止金属的腐蚀，要解决的主要问题是使金属不被氧化，应从金属腐蚀的化学反应原理、腐蚀的类型等方面来确定金属防护的具体方法。金属的防护原理金属的防护主要从金属、与金属接触的物质及两者反应的条件等方面来考虑。二、金属的电化学防护二、金属的电化学防护例1下列关于金属腐蚀和保护的说法正确的是(

)A．牺牲阳极的阴极保护法利用的是电解池原理B．金属的化学腐蚀的实质是M－ne－===Mn＋，即氧化剂失去电子C．外加电流的阴极保护法，被保护的金属与电源负极相连D．铜碳合金的铜像在酸雨中发生电化学腐蚀时，负极的电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2OC在金属中添加其他金属或非金属制成性能优异的合金。如普通钢加入镍、铬制成不锈钢，钛合金不仅具有优异的抗腐蚀性能且具有良好的生物相容性。1改变金属材料的组成二、金属的电化学防护在金属表面覆盖致密的保护层，从而使金属制品与周围物质(外界空气、水、电解质溶液等)隔离，这是一种被普遍采用的防护方法。2在金属表面覆盖保护层①非金属保护层：如喷油漆、涂油脂。②金属保护层：如铁制品上镀铜、锌等。二、金属的电化学防护3电化学防护法金属在发生电化学腐蚀时，总是作为原电池负极(阳极)的金属被腐蚀，作为正极(阴极)的金属不被腐蚀，如果能使被保护的金属成为阴极，就不易被腐蚀。二、金属的电化学防护3电化学防护法牺牲阳极的阴极保护法活泼性强的金属做负极，被保护金属做正极。原理：原电池原理二、金属的电化学防护3电化学防护法牺牲阳极的阴极保护法此法常用于保护海轮外壳及石油管道等。更活泼的金属（如镁、锌等）作阳极（负极），在不断被腐蚀后定期更换，而作为阴极（正极）的金属就不易被腐蚀而得到保护。二、金属的电化学防护3电化学防护法外加电流的阴极保护法被保护的金属与外接电源负极相连做阴极。原理：电解池原理二、金属的电化学防护3电化学防护法外加电流的阴极保护法通电后，电子流向被保护的钢铁设备，在钢铁表面积累了大量的负电荷，从而抑制钢铁失去电子，阻止钢铁被腐蚀。此主要用于防止土壤、海水及河水中金属设备的腐蚀。二、金属的电化学防护01电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞防腐措施的腐蚀判断金属腐蚀快慢的规律电解池的阳极＞原电池的负极＞化学腐蚀＞原电池的正极＞电解池的阴极二、金属的电化学防护02对同一种金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液03活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，腐蚀越快。04对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。判断金属腐蚀快慢的规律二、金属的电化学防护典例解析例2我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是(

)A．通电时，锌环为阳极，发生氧化反应B．通电时，阴极上的电极反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－C．断电时，锌环上的电极反应：Zn2＋＋2e－===ZnD．断电时，仍能防止铁帽被腐蚀C课堂小结金属的电化学腐蚀金属的电化学防护不良反应化学腐蚀电化学腐蚀外加电流的阴极保护牺牲阳极的阴极保护法课堂练习1.硫酸盐还原菌SRB在地球上分布很广泛，通过多种相互作用发挥诸多潜力。但在水体中，会促使许多金属及合金发生腐蚀。某种Fe合金在硫酸盐还原菌存在条件下腐蚀的机理如图所示。对于该反应机理相关信息分析错误的是(

)①升高温度有利于硫酸盐还原菌(SRB)对金属的腐蚀；②硫酸盐还原菌(SRB)对金属的腐蚀作用是在有氧环境下进行的；课堂练习③在硫酸盐还原菌(SRB)作用