(共16张PPT)
第3节 金属的防护与腐蚀
第4章 化学反应与电能
学习目标
1.通过实验探究了解金属腐蚀的种类,知道金属发生电化学腐蚀的原因,培养动手操作能力和根据所学知识解决实际问题的能力。
2.通过了解金属发生腐蚀的原因及现代的防腐措施,认识金属腐蚀的危害,知道防止金属腐蚀的方法,感受化学对人类生产和生活的影响。
探索与揭秘
暖宝宝是如何产生热量的？
从暖宝宝材料中你还知道什么？
金属腐蚀的化学能→热能
微型原电池： 是负极， 是正极，
是电解质溶液？
Fe
C
NaCl溶液
负极：
正极：
总反应：
2Fe-4e-=2Fe2+
O2+2H20+4e-=4OH-
O2+2H20+2Fe=2Fe(OH)2
O2+2H20+4Fe(OH)2=4Fe(OH)3
2Fe(OH)3=Fe2OH3·nH20+（3-n）H20
铁锈
重识金属腐蚀
【思考】金属腐蚀对于我们的生活是利还是弊呢？
重识金属腐蚀
实验探究：金属电化学腐蚀的两种类型向铁粉中加入少量的炭粉,混合均匀后,撒入内壁分
别用氯化钠溶液(甲)和稀醋酸(乙)润湿过的两支
具支试管中,按如图所示分别连接好仪器。几分
钟后,打开止水夹,观察现象。
实验现象 解释 电极反应式 腐蚀类型
甲
乙
导管中的液面上升
由于盛铁粉的具支试管中不断消耗O2而使具支试管中压强减小,从而引起倒吸
导管口有气泡产生
具支试管中有气体生成
负极反应式为Fe-2e-= Fe2+,正极反应式为2H++2e-=H2↑
负极反应式为2Fe-4e- =2Fe2+,
正极反应式为2H2O+O2+4e-=4OH-
吸氧
腐蚀
析氢
腐蚀
重识金属腐蚀
【思考】以钢铁为例，金属腐蚀有哪几种类型？
金属的腐蚀 化学腐蚀 电化学腐蚀 析氢腐蚀
吸氧腐蚀
联系 金属腐蚀的本质是什么？ 直接接触发生化学反应，例如：2Fe+3Cl2=2FeCl3
负极：Fe-2e-=Fe2+
正极：2H++2e-=H2
水膜酸度较高的特殊环境
负极：2Fe-4e-=2Fe2+
正极：2H2O+2e-+O2=4OH-
水膜酸度不强的普通环境
金属腐蚀过程中化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生，但绝大多数属于电化学腐蚀中的吸氧腐蚀。
M-ne-=Mn+
探寻防护措施
【思考】针对金属腐蚀的不同腐蚀原理，我们采取哪些防护措施呢？
如何阻止金属与外界接触或提高金属抗腐蚀能力？
如何利用电化学知识，阻止金属失去电子？
金属的腐蚀与防护 腐蚀原理 防护措施
化学腐蚀 直接接触发生化学反应，例如：2Fe+3Cl2=2FeCl3
电化学腐蚀 析氢腐蚀 负极：
吸氧腐蚀
Fe-2e-=Fe2+
探寻防护措施
如何阻止金属与外界接触或提高金属抗腐蚀能力？
衣架和电线上的塑料层
工具涂油
健身器材刷油漆
屋顶涂防腐层
含Cr，Ni等元素的不锈钢合金
实验4-4
（1）实验1
电流表指针偏转
锌片逐渐溶解
有气泡产生,滴加K3[Fe(CN)6]溶液后没有蓝色沉淀生成
Zn-2e-=Zn2+
2H++2e-=H2↑
该装置中铁未被腐蚀。
(3)牺牲阳极法;原电池原理,形成原电池时,被保护金属作正极(阴极),受到保护,活泼金属作负极(阳极),发生氧化反应而损耗。
(2)描述实验2实验现象。
(3)上述实验中防护铁被腐蚀的措施的名称叫什么 简述其原理。
(2)(a)中没有蓝色沉淀生成,铁钉附近溶液变红,构成锌铁原电池,锌皮作负极,被腐蚀,铁钉作正极,被保护,正极附近氧气得电子生成OH-,溶液呈红色;
(b)中有蓝色沉淀生成,铜丝附近溶液变红,构成铜铁原电池,铁钉作负极,被腐蚀,生成Fe2+,有蓝色沉淀{KFe[Fe(CN)6]}生成,铜丝作正极,正极附近氧气得电子生成OH-,溶液呈红色。
探寻防护措施
如何利用电化学知识，阻止金属失去电子？
操作 装置 防护思路 防护措施
开关连接M
开关连接N
X
铁
Y溶液
M
N
原电池
电解池
铁做正极
X选择比铁活泼的金属
铁做阴极
X选择惰性辅助电极
探寻防护措施
针对金属腐蚀的不同腐蚀原理，我们可以采取哪些防护措施呢？
金属的腐蚀与防护 腐蚀原理 防护措施
化学腐蚀 直接接触发生化学反应，例如：2Fe+3Cl2=2FeCl3
电化学腐蚀 析氢腐蚀 负极：Fe-2e-=Fe2+
吸氧腐蚀 1.在金属表面覆盖保护层
2.改变金属材料的组成
3.牺牲阳极的阴极保护法
4.外加电流法
探寻防护措施
港珠澳大桥的防腐奥秘
小结
当堂训练
1.利用如图所示装置进行实验,开始时a、b两处液面相平,密封好放置一段时间。下列说法不正确的是( )。A.a处发生吸氧腐蚀,b处发生析氢腐蚀B.一段时间后,左侧液面高于右侧液面C.a处溶液的pH增大,b处溶液的pH减小D.a、b两处具有相同的负极反应式:Fe-2e-=Fe2+
2.铜板上铁铆钉的吸氧腐蚀原理如图所示。下列说法正确的是( )。
A.正极反应式为2H++2e-=H2↑
B.此过程中还涉及反应:4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
C.此过程中Fe、Cu均被腐蚀
D.此过程中电流从Fe流向Cu
C
B
当堂训练
3.将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上,一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗,在液滴外沿形成棕色铁锈环(b),如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。回答下列问题:
(1)液滴边缘是 (填“正”或“负”)极区,发生的电极反应为 。
(2)在b区出现铁锈环的原因是液滴下的Fe发生氧化反应而被腐蚀,生成的Fe2+ ,进一步氧化、脱水形成铁锈。
(3)若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板,在铜铁接触处滴加NaCl溶液,则负极发生的电极反应为 。
正
由a区向b区迁移,与b区的OH-形成Fe(OH)2
