1.4金属的腐蚀与防护（教学课件）(共20张PPT)2022-2023学年高中化学鲁科版（2019）选择性必修1

(共20张PPT)
第 1 章 化学反应与能量转化
第 3 课时 金属的腐蚀与防护
第 3节 化学能转化为电能——电池
学习目标
1．认识金属腐蚀的危害，并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。
学习重、难点
电化学腐蚀的原理
金属的腐蚀
目标一：金属腐蚀及其分类
1.金属腐蚀：
金属表面与周围的物质发生化学反应或因电化学作用而遭到破坏，称为金属腐蚀。
2.金属腐蚀的类型：
化学腐蚀
电化腐蚀
（常见普遍）
金属阳离子
失e-
氧化反应
金属原子
3.金属腐蚀的本质：
M – ne-→Mn+
当两种金属相接触且又同时暴露在潮湿空气里或与电解质溶液接触时，由于形成原电池而发生的腐蚀叫做电化学腐蚀。
联想质疑
1、如右图，为什么铁在潮湿的环境中比在干燥的环境中更容易生锈？
2、为什么当一块铜板上有铁铆钉时，铁铆钉特别容易生锈？
钢铁腐蚀的原因
Cu
Cu
Fe
Fe2+
2e-
OH-
O2
Cu
Cu
Fe
Fe2+
2e-
OH-
负极 (Fe) ：
正极 (Cu) ：
Fe - 2e- === Fe2+
O2 + 2H2O + 4e- === 4OH-
H2O
电解质溶液：
空气中的SO2 , CO2溶于水膜中
电池总反应：
2Fe + 2H2O + O2 === 2Fe(OH)2
后续反应：
4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 === 4Fe(OH)3
(Fe2O3 · nH2O)
还可以将还原的电极（正极） 的电极反应写为
O2+4H++4e- ===2H2O
这两种写法反映了反应条件有什么区别？
前者是在中性及弱酸性条件下，而后者是在强酸性条件下的反应
化学腐蚀 电化学腐蚀
条件
现象
本质
联系
金属的化学腐蚀与电化学腐蚀比较
金属跟非金属单质直接接触
不纯金属或合金
跟电解质溶液接触
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
钢铁的析氢腐蚀示意图
钢铁的吸氧腐蚀示意图
思考：你能写出它们的电极反应式吗？
目标二：钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
目标二：钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
Fe2O3 · nH2O
通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条件
水膜呈酸性
水膜呈中性或酸性很弱
电极反应
负极Fe(- )
Fe-2e-===Fe2+
2Fe-4e- ===2Fe2+
正极C(+)
2H++2e-=== H2↑
O2+2H2O+4e- ===4OH-
总反应:
Fe + 2H+ === Fe2+ + H2↑
2Fe+2H2O+O2=== 2Fe(OH)2
4Fe(OH)2+2H2O+O2==4Fe(OH)3
联系
(1)影响金属腐蚀的因素
影响金属腐蚀的因素包括金属的本性和介质两个方面。就金属本性来说，金属越活泼，越容易失去电子而被腐蚀。介质对金属腐蚀的影响也很大，如果金属在潮湿的空气中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，都容易被腐蚀。
归纳总结
(2)钢铁析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
因钢铁表面水膜酸碱性不同，钢铁发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀，二者正极反应式不同，但负极反应式相同，都是铁失电子被氧化。
目标三：金属的防护
思考
某些工具的“机械转动部位”选用油脂来防锈，为什么不能用油漆？
自行车的钢圈和车铃是在钢上镀上一层既耐腐蚀又耐磨的Cr
1、覆盖保护层
根据金属腐蚀的原理，你能想出什么防止金属腐蚀的方法？
衣架和电线的外面包上一层塑料层
航海的船只的船底四周镶嵌锌块（白色）
形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。
2、牺牲阳极保护法
目标三：金属的防护
牺牲阳极保护法示意图
目标三：金属的防护
辅助阳极（不溶性）
外加电流阴极保护法示意图
3、外加电流阴极保护法
将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。
目标三：金属的防护
1.下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是(　　)
A．钢管与电源正极连接，钢管可被保护
B．铁遇冷浓硝酸表面被钝化，可保护内部不被腐蚀
C．钢管与铜管露天堆放在一起，钢管不易被腐蚀
D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe－3e－===Fe3＋
钢管作阳极，被腐蚀
B
形成原电池，钢管作负极
负极反应应为Fe－2e－ == Fe2+
目标检测
2.如图装置中，U型管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是 (　　)
A．生铁块中的碳是原电池的正极
B．红墨水柱两边的液面变为左低右高
C．两试管中相同的电极反应式是Fe－2e－===Fe2＋
D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀
吸氧腐蚀气压减小
析氢腐蚀气压增大
左高右低
B
目标检测
3．下列事实不能用电化学原理解释的是（ ）
A．铝片不需要特殊的保护方法
B．炒过菜的铁锅未清洗易生锈
C．轮船水线以下的船壳上镶有一定数量的锌
D．镀锌铁比镀锡铁耐腐蚀
A
目标检测
4．如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：
（1）若液面上升，则溶液呈 性，发生 腐蚀,电极反应式为：负极 ，
正极 。
（2）若液面下降，则溶液呈 性， 发生　　　腐蚀，电极反应式为：
负极： ，
正极： 。
弱酸或中或碱
吸氧
Fe–2e- ===Fe2+
O2+2H2O+4e- ===4OH－
酸
析氢
Fe–2e- ===Fe2+
2H++2e- ===H2↑
目标检测
课堂小结
一、金属腐蚀及其分类
二、金属电化学腐蚀的原理
三、金属的防护
金属腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。
金属腐蚀的本质：
M – ne-→Mn+
析氢腐蚀和吸氧腐蚀
1、覆盖保护层
2、牺牲阳极保护法
3、外加电流阴极保护法