第三单元 金属的腐蚀与防护 课件(共15张PPT)

(共15张PPT)
组织建设
化学 · 选修《化学反应原理》
金属的腐蚀与防护
【导学1】：①现代社会使用最为广泛的金属是什么？金属腐蚀随处可见，它有哪些危害，如何防护呢？
随处可见的金属腐蚀
被氧化的镁
让人心痛的事实：我国是世界上钢铁产量最多的国家，每年被腐蚀的钢铁占到我国钢铁年产量的10~20% 。因金属腐蚀而造成的损失占到国内生产总值的2%~4%。因金属腐蚀造成的年损失超过地震、水灾等自然灾害造成损失的总和。
【探究1】：日常生活中使用的钢铁是纯净物吗？铁制品在什么环境中更容易生锈？潮湿环境的水溶液中可能会溶有哪些微粒？总结上述腐蚀的特点。
钢铁
潮湿空气（钢铁表面形成水膜）
溶解有O2、CO2 、SO2 等
电解质溶液
铁
C
两个活泼性不同的电极
铁锈
自发进行的氧化还原反应
闭合回路
构成无数个
微小的原电池
生铁的含碳量为2%～4.3%
钢的含碳量为0.03%～2%
【探究2】：请写出盐酸工厂附近和学校附近潮湿环境中钢铁腐蚀的电极反应方程式和总方程式。并比较其异同点，分析哪种腐蚀更为常见？
（碱性、中性或酸性很弱的环境）
吸氧腐蚀
Fe - 2e- = Fe2+
O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2
负极（铁）：
正极（碳）：
总反应：
2H++ 2e- =H2 ↑
Fe + 2H+ =Fe2+ + H2↑
析氢腐蚀
（酸性环境）
2Fe - 4e- = 2Fe2+
盐酸工厂附近 学校附近
进而形成铁锈：4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)3
2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x) H2O
课后分组小实验：探究铁粉的吸氧腐蚀和析氢腐蚀
实验材料：暖宝宝内容物、白醋、水、红墨水、输液瓶（玻璃）、输液管、玻璃杯。请各小组课后按课本23页活动与探究进行实验，将实验现象拍成视频或图片在“化学微信群”里与同学分享，并分析实验的成败。
按此图连接装置
【探究3】:请用化学方程式表示镁条在干燥空气中变暗，铝在稀盐酸中被腐蚀。并总结上述腐蚀的特点。
变暗的镁条
铝与稀盐酸反应
2Mg+O2=2MgO
2Al+6HCl = 2AlCl3 +3H2↑
金属与其他物质直接接触发生化学反应而腐蚀
电化学腐蚀 化学腐蚀
条件
有无 电流
本质
联系 金属与其他物质直接接触
不纯金属或合金与电解质溶液接触
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
两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍，速率也大得多，
电化学腐蚀中吸氧腐蚀更为普遍。
一、金属的腐蚀
【牛刀小试】：
1、判断下列腐蚀的类型(填“化学腐蚀”、“吸氧腐蚀”或“析氢腐蚀”)。
(1) 用铝制饭盒盛放食醋，一段时间后，饭盒被腐蚀。
(2) 将铁钉放在醋酸溶液中，铁钉被腐蚀。
(3) 浸泡食盐水的铁钉被腐蚀。
(4) 在空气中，金属银的表面生成一层黑色物质。
(5)如图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH＝4的雨水和生铁片。观察到：开始导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管液面。
化学腐蚀
吸氧腐蚀
析氢腐蚀
化学腐蚀
先析氢腐蚀后吸氧腐蚀
【探究4】：请从氧化还原反应角度总结金属腐蚀的本质。你知道哪些常用的金属防腐方法？请根据电化学原理利用下列材料：铁片、稀盐酸、锌片、铜片、直流电源、导线，设计出新的钢铁防腐方法，画出设计示意图。
二、金属的防护
(1)制成合金(不锈钢)
(2)在金属表面覆盖保护层
——改变金属内部结构
——电镀、涂油漆等
(金属原子失电子，被氧化，发生氧化反应)
金属腐蚀的本质：
M – ne- → Mn+
锌板
钢闸门
海水
①牺牲阳极的阴极保护法
负极：锌板
正极：钢闸门
辅助阳极
钢闸门
海水
②外加电流的阴极保护法
阳极：辅助阳极材料
阴极：钢闸门
(3)电化学保护法
2、判断正误。
(1)在钢铁表面涂矿物性油脂、油漆，覆盖搪瓷、塑料等物质或镀上一层不易被腐蚀的金属，能减缓钢铁腐蚀。
(2)制成合金后均比纯金属耐腐蚀。
(3)将钢铁与外加直流电源的正极相连接，将负极接到锌块上，可以防止钢铁被腐蚀。
(4)常见的镀锡的马口铁和镀锌的白铁皮，镀层破损后，马口铁比白铁皮耐腐蚀。
【牛刀再试】：
对
错
错
错
3、如图各烧杯中盛有海水，纯铁在其中腐蚀速率由快到慢的顺序( )
A、①＞②＞③＞④＞⑤ B、⑤＞④＞③＞②＞①
C、④＞②＞①＞③＞⑤ D、②＞③＞⑤＞①＞④
C
【总结提高】：电解原理引起的腐蚀 ＞ 原电池原理引起的腐蚀 ＞ 化学腐蚀＞ 有防腐措施的腐蚀
化学腐蚀 原电池防护 电解池防护
原电池腐蚀 电解池腐蚀
4、再观察下图，有关金属的腐蚀与防护，你看到了什么，说明什么？
①钢铁生锈了
②水面附近的钢铁腐蚀严重
③有油漆防护的地方腐蚀较少
④不锈钢栏杆看不出被腐蚀
钢铁
铁锈
①覆盖防护层
构成原电池
直接反应
速率快
速率慢
③原电池—牺牲阳极的阴极保护法
②改变结构
有电解质溶液
无电解质溶液
化学腐蚀
电化学腐蚀
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
④电解池—外加电流的阴极保护法
阻止金属失电子
课后作业与思考：
1、完成教学单<优化提升>。
2、总结原电池和电解池原理在日常生活中的具体应用。
谢谢！再见！