化学人教版2019选择性必修1 4.3.1 金属的腐蚀与防护（共23张ppt）
文档属性
| 名称 | 化学人教版2019选择性必修1 4.3.1 金属的腐蚀与防护（共23张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 3.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-11-24 08:23:57 | ||
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文档简介
(共23张PPT)
第3节 金属的腐蚀与防护
第四章
金属的腐蚀
01
金属的防护
02
金属腐蚀
金属的腐蚀
金属的腐蚀
金属腐蚀
金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。
本质
金属原子失去电子被氧化的过程。
金属的腐蚀
1、化学腐蚀
金属与其表面接触的一些物质（如O2、Cl2、SO2等）直接反应而引起的腐蚀。
影响因素：与金属本性、接触物质的氧化性及温度有关。
特点
无电流产生
金属的腐蚀
2、电化学腐蚀
不纯的金属跟电解质溶液接触时，发生原电池反应，比较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀
化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，
但电化学腐蚀更普遍，速率更快
有微弱电流产生
特点
金属的腐蚀
2、电化学腐蚀
1）析氢腐蚀
负极（Fe）：
正极（C） ：
在酸性环境中，在腐蚀过程中不断有H2放出
（pH≤4.3）
Fe - 2e- === Fe2+
2H+ + 2e- === H2↑
Fe + 2H+ === Fe2+ + H2↑
总反应：
负极（Fe）：
正极（C） ：
总反应：
金属的腐蚀
2、电化学腐蚀
2）吸氧腐蚀
钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性或碱性，但溶有一定量的氧气，此时就会发生吸氧腐蚀
Fe2O3 · xH2O
4Fe(OH)2+2H2O+O2 = 4Fe(OH)3
Fe - 2e- = Fe2+
O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-
2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2
通常两种腐蚀同时存在，但吸氧腐蚀更普遍
主要原因：水膜一般不显强酸性；多数金属都可发生
负极（Fe）：
正极（C） ：
总反应：
金属的腐蚀
【实验4-3】
铁钉的吸氧腐蚀
导管中液面上升
实验现象
实验解释
铁-碳-饱和食盐水构成原电池，
铁钉发生吸氧腐蚀，导致压强变小
金属的腐蚀
【实验4-3】
实验现象
实验解释
均有气泡，且滴加CuSO4试管产生气泡速率更快
Zn置换出Cu，Zn、Cu、稀盐酸构成原电池，
能加快反应速率
金属的腐蚀
总结
在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：
电解原理＞原电池原理＞化学腐蚀＞防腐措施的腐蚀
金属的防护
金属的防护
1、改变金属材料的组成
如：含铬、镍等合金元素的不锈钢具有很好的抗腐蚀性能。
在金属中添加其他金属或非金属可以制成性能优异的合金。
钛合金
抗腐蚀性，生物相容性
不锈钢
金属的防护
2、在金属表面覆盖保护层
在金属表面覆盖致密的保护层，将金属制品与周围物质隔开。
表面喷涂油漆/油脂，覆盖搪瓷、塑料等；
电镀：表面镀上一层锌、锡、铬、镍等
化学方法：生成致密的四氧化三铁薄膜.
阳极氧化：使铝制品形成致密的氧化膜
非金属保护层
金属保护层
发蓝处理
钝化处理
金属的防护
3、电化学保护法
1）牺牲阳极法
负极 ：
正极 ：
应用 ：
锅炉内壁、船舶外壳安装镁合金或锌块
原理：
原电池原理
被保护的金属
更活泼金属
1）牺牲阳极法
金属的防护
实验装置
现象
有关反应
电流表
阳极
阴极
指针偏转
逐渐溶解
质量不变；加入铁氰化钾溶液，无变化
Zn-2e-=Zn2+
O2+4e-+4H+=H2O
——
Fe、Zn和经过酸化的NaCl溶液构成原电池；该装置中铁未被腐蚀
结论：
Fe2+检验：Fe2+与K3[Fe(CN)6] (黄色)反应生成KFe[Fe(CN)6]沉淀(带有特征蓝色)。
1）牺牲阳极法
金属的防护
实验装置
现象
解释
（a）
（b）
靠近锌皮处颜色无变化，
靠近裸露的铁钉处出现红色
靠近铜丝处出现红色，
靠近裸露的铁钉处出现蓝色
形成原电池：
Zn作阳极(负极)，被腐蚀；
铁作阴极(正极)，铁被保护
构成原电池：
铁作阳极(负极),被腐蚀；
铜作阴极(正极)。
阳极上发生Fe-2e- =Fe2
金属的防护
3、电化学保护法
2）外加电流法
调整外加电压，强制电子流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面腐蚀电流降至零或接近零。
阴极 ：
阳极 ：
应用 ：
钢铁闸门，地下管道连接电源负极
原理：
电解池原理
被保护的金属
辅助电极（不溶性）
金属的防护
思考与讨论
1、牺牲阳极法、外加电流法都要采用辅助阳极，两种方法中辅助阳极发生的反应类型是否相同？
牺牲阳极法：辅助阳极金属材料活动性必须比被保护的金属的活动性要强。
相同，都是发生氧化反应。
2、对于用作辅助阳极的金属的化学性质各有什么要求？
外加电流法：辅助阳极只起导电作用，惰性电解和金属均可作辅助阳极，但最好选用惰性电极。
1．金属的腐蚀与防护无处不在，下列说法错误的是 ( )
A．纯铁在潮湿空气中不易被腐蚀
B．一次性保暖贴是利用电化学腐蚀提供热量
C．地下钢管与电源正极连接采用的是外加电流的阴极保护法
D．铺设在隧道中的钢轨每隔一根轨枕系一块锌片，采用的是牺牲阳极的阴极保护法
C
2、教材中，常借助于图像这一表现手段清晰地突出实验装置的要点、形象地阐述化学过程的原理。下列有关化学图像表现的内容正确的是（ ）
A．图1表示牺牲阳极的阴极保护法
B．图2所示装置中的铁钉发生析氢腐蚀
C．图3表示在铁上镀铜
D．图4装置表示精炼铜，则a极为精铜，b极为粗铜
A
金属的腐蚀与防护
金属的腐蚀
金属的防护
化学腐蚀
金属表面覆盖保护层
电化学腐蚀
改变金属材料的组成
电化学保护法
1）牺牲阳极法
2）外加电流法
1）析氢腐蚀
2）吸氧腐蚀
第3节 金属的腐蚀与防护
第四章
金属的腐蚀
01
金属的防护
02
金属腐蚀
金属的腐蚀
金属的腐蚀
金属腐蚀
金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。
本质
金属原子失去电子被氧化的过程。
金属的腐蚀
1、化学腐蚀
金属与其表面接触的一些物质（如O2、Cl2、SO2等）直接反应而引起的腐蚀。
影响因素：与金属本性、接触物质的氧化性及温度有关。
特点
无电流产生
金属的腐蚀
2、电化学腐蚀
不纯的金属跟电解质溶液接触时，发生原电池反应，比较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀
化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，
但电化学腐蚀更普遍，速率更快
有微弱电流产生
特点
金属的腐蚀
2、电化学腐蚀
1）析氢腐蚀
负极（Fe）：
正极（C） ：
在酸性环境中，在腐蚀过程中不断有H2放出
（pH≤4.3）
Fe - 2e- === Fe2+
2H+ + 2e- === H2↑
Fe + 2H+ === Fe2+ + H2↑
总反应：
负极（Fe）：
正极（C） ：
总反应：
金属的腐蚀
2、电化学腐蚀
2）吸氧腐蚀
钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性或碱性，但溶有一定量的氧气，此时就会发生吸氧腐蚀
Fe2O3 · xH2O
4Fe(OH)2+2H2O+O2 = 4Fe(OH)3
Fe - 2e- = Fe2+
O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-
2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2
通常两种腐蚀同时存在，但吸氧腐蚀更普遍
主要原因：水膜一般不显强酸性；多数金属都可发生
负极（Fe）：
正极（C） ：
总反应：
金属的腐蚀
【实验4-3】
铁钉的吸氧腐蚀
导管中液面上升
实验现象
实验解释
铁-碳-饱和食盐水构成原电池，
铁钉发生吸氧腐蚀，导致压强变小
金属的腐蚀
【实验4-3】
实验现象
实验解释
均有气泡，且滴加CuSO4试管产生气泡速率更快
Zn置换出Cu，Zn、Cu、稀盐酸构成原电池，
能加快反应速率
金属的腐蚀
总结
在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：
电解原理＞原电池原理＞化学腐蚀＞防腐措施的腐蚀
金属的防护
金属的防护
1、改变金属材料的组成
如：含铬、镍等合金元素的不锈钢具有很好的抗腐蚀性能。
在金属中添加其他金属或非金属可以制成性能优异的合金。
钛合金
抗腐蚀性，生物相容性
不锈钢
金属的防护
2、在金属表面覆盖保护层
在金属表面覆盖致密的保护层，将金属制品与周围物质隔开。
表面喷涂油漆/油脂，覆盖搪瓷、塑料等；
电镀：表面镀上一层锌、锡、铬、镍等
化学方法：生成致密的四氧化三铁薄膜.
阳极氧化：使铝制品形成致密的氧化膜
非金属保护层
金属保护层
发蓝处理
钝化处理
金属的防护
3、电化学保护法
1）牺牲阳极法
负极 ：
正极 ：
应用 ：
锅炉内壁、船舶外壳安装镁合金或锌块
原理：
原电池原理
被保护的金属
更活泼金属
1）牺牲阳极法
金属的防护
实验装置
现象
有关反应
电流表
阳极
阴极
指针偏转
逐渐溶解
质量不变；加入铁氰化钾溶液，无变化
Zn-2e-=Zn2+
O2+4e-+4H+=H2O
——
Fe、Zn和经过酸化的NaCl溶液构成原电池；该装置中铁未被腐蚀
结论：
Fe2+检验：Fe2+与K3[Fe(CN)6] (黄色)反应生成KFe[Fe(CN)6]沉淀(带有特征蓝色)。
1）牺牲阳极法
金属的防护
实验装置
现象
解释
（a）
（b）
靠近锌皮处颜色无变化，
靠近裸露的铁钉处出现红色
靠近铜丝处出现红色，
靠近裸露的铁钉处出现蓝色
形成原电池：
Zn作阳极(负极)，被腐蚀；
铁作阴极(正极)，铁被保护
构成原电池：
铁作阳极(负极),被腐蚀；
铜作阴极(正极)。
阳极上发生Fe-2e- =Fe2
金属的防护
3、电化学保护法
2）外加电流法
调整外加电压，强制电子流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面腐蚀电流降至零或接近零。
阴极 ：
阳极 ：
应用 ：
钢铁闸门，地下管道连接电源负极
原理：
电解池原理
被保护的金属
辅助电极（不溶性）
金属的防护
思考与讨论
1、牺牲阳极法、外加电流法都要采用辅助阳极，两种方法中辅助阳极发生的反应类型是否相同？
牺牲阳极法：辅助阳极金属材料活动性必须比被保护的金属的活动性要强。
相同，都是发生氧化反应。
2、对于用作辅助阳极的金属的化学性质各有什么要求？
外加电流法：辅助阳极只起导电作用，惰性电解和金属均可作辅助阳极，但最好选用惰性电极。
1．金属的腐蚀与防护无处不在，下列说法错误的是 ( )
A．纯铁在潮湿空气中不易被腐蚀
B．一次性保暖贴是利用电化学腐蚀提供热量
C．地下钢管与电源正极连接采用的是外加电流的阴极保护法
D．铺设在隧道中的钢轨每隔一根轨枕系一块锌片，采用的是牺牲阳极的阴极保护法
C
2、教材中，常借助于图像这一表现手段清晰地突出实验装置的要点、形象地阐述化学过程的原理。下列有关化学图像表现的内容正确的是（ ）
A．图1表示牺牲阳极的阴极保护法
B．图2所示装置中的铁钉发生析氢腐蚀
C．图3表示在铁上镀铜
D．图4装置表示精炼铜，则a极为精铜，b极为粗铜
A
金属的腐蚀与防护
金属的腐蚀
金属的防护
化学腐蚀
金属表面覆盖保护层
电化学腐蚀
改变金属材料的组成
电化学保护法
1）牺牲阳极法
2）外加电流法
1）析氢腐蚀
2）吸氧腐蚀