第三单元 金属的腐蚀与防护 课件(共27张PPT)
文档属性
| 名称 | 第三单元 金属的腐蚀与防护 课件(共27张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 3.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-02-14 18:03:46 | ||
图片预览
文档简介
(共27张PPT)
组织建设
金属的腐蚀与防护
学习目标定位
1、认识金属腐蚀的危害，能解释金属发生电化学腐蚀的原因；
2、能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式和总反应式；
3、熟知金属腐蚀的防护方法；
钢铁生锈
铜器生锈
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。
【情景创设】：
金属腐蚀现象在日常生活生产中非常普遍，你知道何谓金属腐蚀？及其原因吗？
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。
(氧化反应)
金属腐蚀的类型
1、化学腐蚀
2、电化学腐蚀
一、金属腐蚀
金属腐蚀的本质
M – ne- → Mn+
（一）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
原理：
氧化还原反应
例如：
铁与氯气直接反应
钢管被原油中的含硫化合物腐蚀
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
（二）电化学腐蚀：不纯的金属(或合金)跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化的反应
原理：
原电池反应
本质：
氧化还原反应
例如：
钢铁在潮湿的空气中被腐蚀
海边的铁制品比较容易生锈
钢铁
潮湿空气
水膜
CO2 SO2H2S
电解质溶液
铁
C
原电池
发生条件：中性或弱酸性条件下
1、吸氧腐蚀
2Fe - 4e- = 2Fe2+
O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2
负极：
正极：
总反应：
4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)3
2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x) H2O
2H++ 2e- =H2 ↑
Fe - 2e- = Fe2+
Fe + 2H+ =Fe2+ + H2↑
2、析氢腐蚀：
负极：
正极：
总反应：
当钢铁处于酸性环境中
★析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀
析氢腐蚀 吸氧腐蚀
条件
正极
负极 其他反应及产物 普遍性 2H++ 2e- =H2
O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
Fe - 2e- = Fe2+
Fe2++ 2OH- =Fe(OH)2
4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3
2Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n) H2O
水膜酸性较强
水膜酸性很弱或中性
吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍
化学腐蚀 电化学腐蚀
条件
现象
本质
影响 因素
联系 金属与干燥气体或非电解质液体直接接触
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
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
课堂练习
1、如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：
（1）
若试管中液面上升，则溶液呈 性，
发生 腐蚀,电极反应式为：负极：
正极：
若试管液面下降，则溶液呈 性，发生 腐蚀，电极反应式为：负极：
正极：
（2）
中性或碱性
吸氧
Fe–2e-＝Fe2+
O2+2H2O+4e-＝4OH－
酸性
析氢
Fe–2e-＝Fe2+
2H++2e-＝H2↑
2、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
pH=2时，压强逐渐增大，发生的是析氢腐蚀
pH=4时，压强逐渐减小，发生的是吸氧腐蚀
图像中的斜率不同，速率不同
×
√
√
√
3、如图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) ，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
浓硝酸：NO2
稀硝酸：NO
当为稀硝酸时，铁做负极
√
×
×
×
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
(3)电化学保护法
——改善金属的内部组织结构(内因)
——电镀、油漆等
锌板
钢闸门
海水
牺牲阳极保护法
负极：锌板
正极：钢闸门
形成原电池反应时，让被保护金属做正极，活泼金属反应受到腐蚀
二、金属的防护
辅助阳极
钢闸门
海水
外加电流的阴极保护法
阳极：锌板
阴极：惰性电极
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
二、金属的防护
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
4、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＞⑤ B、⑤＞④＞③＞②＞①
C、④＞②＞①＞③＞⑤ D、②＞③＞⑤＞①＞④
C
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＞ 有防腐措施的腐蚀
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，腐蚀越慢。
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
金属的防护
金属的腐蚀
金属的腐蚀
在中性或酸性非常弱的条件下发生吸氧腐蚀
在酸性比较强的条件下发生析氢腐蚀
1、化学腐蚀
2、电化学腐蚀
————课堂小结
金属的防护
金属的腐蚀
金属的防护
外加电流的阴极保护法
牺牲阳极保护法
1、防治金属锈蚀最常用的方法是在金属的表面覆盖保护层
2、因金属常发生电化学腐蚀，可利用原电池原理或电解原理来保护金属。
再 见
组织建设
金属的腐蚀与防护
学习目标定位
1、认识金属腐蚀的危害，能解释金属发生电化学腐蚀的原因；
2、能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式和总反应式；
3、熟知金属腐蚀的防护方法；
钢铁生锈
铜器生锈
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。
【情景创设】：
金属腐蚀现象在日常生活生产中非常普遍，你知道何谓金属腐蚀？及其原因吗？
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。
(氧化反应)
金属腐蚀的类型
1、化学腐蚀
2、电化学腐蚀
一、金属腐蚀
金属腐蚀的本质
M – ne- → Mn+
（一）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
原理：
氧化还原反应
例如：
铁与氯气直接反应
钢管被原油中的含硫化合物腐蚀
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
（二）电化学腐蚀：不纯的金属(或合金)跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化的反应
原理：
原电池反应
本质：
氧化还原反应
例如：
钢铁在潮湿的空气中被腐蚀
海边的铁制品比较容易生锈
钢铁
潮湿空气
水膜
CO2 SO2H2S
电解质溶液
铁
C
原电池
发生条件：中性或弱酸性条件下
1、吸氧腐蚀
2Fe - 4e- = 2Fe2+
O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2
负极：
正极：
总反应：
4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)3
2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x) H2O
2H++ 2e- =H2 ↑
Fe - 2e- = Fe2+
Fe + 2H+ =Fe2+ + H2↑
2、析氢腐蚀：
负极：
正极：
总反应：
当钢铁处于酸性环境中
★析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀
析氢腐蚀 吸氧腐蚀
条件
正极
负极 其他反应及产物 普遍性 2H++ 2e- =H2
O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
Fe - 2e- = Fe2+
Fe2++ 2OH- =Fe(OH)2
4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3
2Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n) H2O
水膜酸性较强
水膜酸性很弱或中性
吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍
化学腐蚀 电化学腐蚀
条件
现象
本质
影响 因素
联系 金属与干燥气体或非电解质液体直接接触
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
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
课堂练习
1、如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：
（1）
若试管中液面上升，则溶液呈 性，
发生 腐蚀,电极反应式为：负极：
正极：
若试管液面下降，则溶液呈 性，发生 腐蚀，电极反应式为：负极：
正极：
（2）
中性或碱性
吸氧
Fe–2e-＝Fe2+
O2+2H2O+4e-＝4OH－
酸性
析氢
Fe–2e-＝Fe2+
2H++2e-＝H2↑
2、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
pH=2时，压强逐渐增大，发生的是析氢腐蚀
pH=4时，压强逐渐减小，发生的是吸氧腐蚀
图像中的斜率不同，速率不同
×
√
√
√
3、如图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) ，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
浓硝酸：NO2
稀硝酸：NO
当为稀硝酸时，铁做负极
√
×
×
×
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
(3)电化学保护法
——改善金属的内部组织结构(内因)
——电镀、油漆等
锌板
钢闸门
海水
牺牲阳极保护法
负极：锌板
正极：钢闸门
形成原电池反应时，让被保护金属做正极，活泼金属反应受到腐蚀
二、金属的防护
辅助阳极
钢闸门
海水
外加电流的阴极保护法
阳极：锌板
阴极：惰性电极
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
二、金属的防护
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
4、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＞⑤ B、⑤＞④＞③＞②＞①
C、④＞②＞①＞③＞⑤ D、②＞③＞⑤＞①＞④
C
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＞ 有防腐措施的腐蚀
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，腐蚀越慢。
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
金属的防护
金属的腐蚀
金属的腐蚀
在中性或酸性非常弱的条件下发生吸氧腐蚀
在酸性比较强的条件下发生析氢腐蚀
1、化学腐蚀
2、电化学腐蚀
————课堂小结
金属的防护
金属的腐蚀
金属的防护
外加电流的阴极保护法
牺牲阳极保护法
1、防治金属锈蚀最常用的方法是在金属的表面覆盖保护层
2、因金属常发生电化学腐蚀，可利用原电池原理或电解原理来保护金属。
再 见