4.3.1 金属的腐蚀(共22张PPT).pptx
文档属性
| 名称 | 4.3.1 金属的腐蚀(共22张PPT).pptx |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 7.2MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-08-16 21:36:09 | ||
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文档简介
(共22张PPT)
第三节 金属的腐蚀与防护
——《青花瓷》方文山
金属腐蚀现象普遍
金属腐蚀危害严重
坍塌
不美观
管道泄露
船体损坏
仪器灵敏度降低
金属腐蚀
我国作为世界上钢铁产量最多的国家（2005年全国生产钢材37117.02万吨） ，每年被腐蚀的铁占到我国钢铁年产量的十分之一，因金属腐蚀而造成的损失占到国内生产总值的2%~4%；
据一份统计报告，全世界每年由于腐蚀而报废的金属设备和材料，约相当于金属年产量的1/3。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。因此，了解金属腐蚀的原因，并采取有效措施防止金属腐蚀具有重要的意义。
阅读：
2. 实质：
1. 概念
一、金属腐蚀
指金属或合金与周围接触到的 或 发生 反应而
腐蚀损耗的过程。
是金属本身失去电子变成 的过程(发生______反应)。
M - ne- = Mn+
气体
液体
氧化还原
阳离子
氧化
铁发生腐蚀时，产物是Fe2+
3．金属腐蚀的分类——根据与金属接触的介质不同分
分类 化学腐蚀 电化学腐蚀
条件
现象
本质
影响因素
联系 金属与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)直接反应
不纯的金属或合金与电解质溶液接触，形成原电池
无电流产生
有微弱电流产生
金属被氧化
较活泼的金属被氧化
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
与氧化剂的氧化性及温度等有关
与电解质溶液的酸碱性及金属活动性等有关
（主）
升温可加快金属腐蚀
化学腐蚀：
家用燃气灶的中心部位很容易生锈
食品罐头放在南极80多年了，却很少生锈
思考：为什么钢铁在干燥的空气中不易生锈，而在潮湿的空气中却易生锈呢？
钢铁在这过程发生了电化学腐蚀。
根据电解质溶液的酸碱性的不同电化学腐蚀可分为两种。
钢铁
潮湿空气
水膜
CO2、 SO2、H2S
电解质溶液（H+)
铁--负极
碳--正极
原电池
海边的铁制品比较容易生锈
4.钢铁的电化学腐蚀
析氢腐蚀
条件
负极反应
正极反应
总反应式
水膜呈较强酸性（pH≤4.3）
Fe - 2e- === Fe2+
2H+ + 2e- === H2↑
Fe + 2H+ === Fe2+ + H2↑
吸氧腐蚀
条件
负极反应
正极反应
总反应式
水膜呈弱酸性、中性或碱性
Fe - 2e- === Fe2+
O2 + 2H2O + 4e- === 4OH-
2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2
4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =4 Fe(OH)3
2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+ (3-x) H2O
联系：
通常两种腐蚀同时存在，但吸氧腐蚀更普遍
注意：
电化学腐蚀中，只有金属活动性顺序位于H前面的金属才可能发生析氢腐蚀，位于H之后的金属只能发生吸氧腐蚀，吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式。
金属腐蚀快慢的判断 ：（学法p154）
①在同一电解质溶液中:
②同一种金属的腐蚀：
电解原理腐蚀＞原电池原理腐蚀＞化学腐蚀＞有防腐措施的腐蚀
强电解质>弱电解质>非电解质
下列各情况下，其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是 。
(5)(2)(1)(3)(4)
注意：原电池正极、电解池阴极受到保护。
随堂练习
思考：
1.纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样吗？
2.用铝制饭盒盛放醋酸，一段时间后，饭盒被腐蚀，这种腐蚀属于 ，反应的化学方程式为 。
3.若用铝制饭盒盛放食盐（含水时），一段时间后，饭盒被腐蚀，这种腐蚀属于 ，反应原理是（写电极反应式和总反应式）：
。
化学腐蚀
电化学腐蚀
化学腐蚀
2Al+6CH3COOH=2(CH3COO)3Al+3H2↑
电化学腐蚀
实验4－3
现象：
(1)导管中水面_______,形成一段________。
在中性条件下，铁钉发生吸氧腐蚀，消耗具支试管中的氧气，使具支试管内气压减小，水被压入导管形成水柱。
上升
水柱
(2)加入CuSO4溶液的试管生成H2的速率______。
加快
被Zn置换出来的Cu与Zn、稀盐酸构成很多微小的原电池，发生原电池反应，使生成H2的速率加快。
你能说出下列金属防护方法么
二、金属的防护
1.改变金属材料的组成
在金属中添加其他金属或非金属可以制成生能优异的合金。
如：①把铬、镍加入普通钢中制成不锈钢产品；②钛合金不仅具有优异的抗腐蚀性，不具有良好的生物相溶性。
2.在金属表面覆盖保护层
在金属表面覆盖致密的保护层，将金属物品与周围物质隔开是一种普遍采用的防护方法。
如：①在钢铁制品的表面喷涂油漆、矿物性油脂或覆盖搪瓷等；②用电镀等方法在钢铁表面镀上一层锌、锡、铬、镍等金属；③用化学方法在钢铁部件表面进行发蓝处理（烤蓝，生成一层致密的四氧化三铁薄膜）；④利用阳极氧化处理铝制品的表面，使之形成致密的氧化膜而钝化等。⑤采用离子注入、表面渗透镀等方式在金属表面也可以形成稳定的钝化膜等。
3．电化学保护法
牺牲阳极保护法
原理 ________原理
电极 要求 被保护的金属作______极，
活泼性更强的金属作______极
应用
原电池
正
负
锅炉内壁、船舶外壳安装镁合金或锌块
用牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须定期更换
用牺牲锌板的方法来保护钢闸门，锌板必须定期更换
实验4－4
实验装置 电流表 阳极（-） 阴极（+）
现象
有关反应
(1) 现象：
偏转
溶解
无明显现象
验证牺牲阳极法实验(1)
Zn-2e-=Zn2+
锌片、铁片酸化的氯化钠溶液构成原电池，锌为阳极（负极）失电子，被腐蚀，
铁为阴极（正极）被保护。
结论：
Fe2+的检验：
Fe2++K3[Fe(CN)6]=KFe [Fe(CN)6]↓+2K+
蓝色沉淀
黄色溶液
2H＋＋2e=H2↑
赤血盐固体
验证牺牲阳极法实验(2)
(2) 现象：
缠有锌片的铁钉周周围只出现红色，缠有铜片的铁钉铜片周围出现红色，
同时铁钉周围出现蓝色沉淀。
Zn-2e-=Zn2+
O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
锌片(阳极)：
铁钉(阴极)：
铜片(阴极)：
铁钉(阳极)：
Fe-2e-=Fe2+
O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
结论：不同金属构成原电池发生电化学腐蚀时，较活泼金属的被腐蚀，相对不活泼的金属被保护。
锌被腐蚀，铁被保护
铁被腐蚀，铜被保护
外加电流法
原理 ________原理
电极 要求 被保护的金属作为_____极，
与电源的____极相连
应用
电解池
阴
负
钢铁闸门，地下管道连接电源负极
牺牲阳极法：
外加电流法：
比被保护金属活泼（本身不断被腐蚀）
惰性材料（只起导电作用，本身不被腐蚀）
相同
一般而言，外加电流法比牺牲阳极法保护效果更好。
电解池的阳极>原电池的负极>化学腐蚀>原电池的正极>电解池的负极
同一金属在相同电解质溶液中，腐蚀快慢如下：
三、金属腐蚀快慢规律
知识总结
第三节 金属的腐蚀与防护
——《青花瓷》方文山
金属腐蚀现象普遍
金属腐蚀危害严重
坍塌
不美观
管道泄露
船体损坏
仪器灵敏度降低
金属腐蚀
我国作为世界上钢铁产量最多的国家（2005年全国生产钢材37117.02万吨） ，每年被腐蚀的铁占到我国钢铁年产量的十分之一，因金属腐蚀而造成的损失占到国内生产总值的2%~4%；
据一份统计报告，全世界每年由于腐蚀而报废的金属设备和材料，约相当于金属年产量的1/3。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。因此，了解金属腐蚀的原因，并采取有效措施防止金属腐蚀具有重要的意义。
阅读：
2. 实质：
1. 概念
一、金属腐蚀
指金属或合金与周围接触到的 或 发生 反应而
腐蚀损耗的过程。
是金属本身失去电子变成 的过程(发生______反应)。
M - ne- = Mn+
气体
液体
氧化还原
阳离子
氧化
铁发生腐蚀时，产物是Fe2+
3．金属腐蚀的分类——根据与金属接触的介质不同分
分类 化学腐蚀 电化学腐蚀
条件
现象
本质
影响因素
联系 金属与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)直接反应
不纯的金属或合金与电解质溶液接触，形成原电池
无电流产生
有微弱电流产生
金属被氧化
较活泼的金属被氧化
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
与氧化剂的氧化性及温度等有关
与电解质溶液的酸碱性及金属活动性等有关
（主）
升温可加快金属腐蚀
化学腐蚀：
家用燃气灶的中心部位很容易生锈
食品罐头放在南极80多年了，却很少生锈
思考：为什么钢铁在干燥的空气中不易生锈，而在潮湿的空气中却易生锈呢？
钢铁在这过程发生了电化学腐蚀。
根据电解质溶液的酸碱性的不同电化学腐蚀可分为两种。
钢铁
潮湿空气
水膜
CO2、 SO2、H2S
电解质溶液（H+)
铁--负极
碳--正极
原电池
海边的铁制品比较容易生锈
4.钢铁的电化学腐蚀
析氢腐蚀
条件
负极反应
正极反应
总反应式
水膜呈较强酸性（pH≤4.3）
Fe - 2e- === Fe2+
2H+ + 2e- === H2↑
Fe + 2H+ === Fe2+ + H2↑
吸氧腐蚀
条件
负极反应
正极反应
总反应式
水膜呈弱酸性、中性或碱性
Fe - 2e- === Fe2+
O2 + 2H2O + 4e- === 4OH-
2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2
4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =4 Fe(OH)3
2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+ (3-x) H2O
联系：
通常两种腐蚀同时存在，但吸氧腐蚀更普遍
注意：
电化学腐蚀中，只有金属活动性顺序位于H前面的金属才可能发生析氢腐蚀，位于H之后的金属只能发生吸氧腐蚀，吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式。
金属腐蚀快慢的判断 ：（学法p154）
①在同一电解质溶液中:
②同一种金属的腐蚀：
电解原理腐蚀＞原电池原理腐蚀＞化学腐蚀＞有防腐措施的腐蚀
强电解质>弱电解质>非电解质
下列各情况下，其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是 。
(5)(2)(1)(3)(4)
注意：原电池正极、电解池阴极受到保护。
随堂练习
思考：
1.纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样吗？
2.用铝制饭盒盛放醋酸，一段时间后，饭盒被腐蚀，这种腐蚀属于 ，反应的化学方程式为 。
3.若用铝制饭盒盛放食盐（含水时），一段时间后，饭盒被腐蚀，这种腐蚀属于 ，反应原理是（写电极反应式和总反应式）：
。
化学腐蚀
电化学腐蚀
化学腐蚀
2Al+6CH3COOH=2(CH3COO)3Al+3H2↑
电化学腐蚀
实验4－3
现象：
(1)导管中水面_______,形成一段________。
在中性条件下，铁钉发生吸氧腐蚀，消耗具支试管中的氧气，使具支试管内气压减小，水被压入导管形成水柱。
上升
水柱
(2)加入CuSO4溶液的试管生成H2的速率______。
加快
被Zn置换出来的Cu与Zn、稀盐酸构成很多微小的原电池，发生原电池反应，使生成H2的速率加快。
你能说出下列金属防护方法么
二、金属的防护
1.改变金属材料的组成
在金属中添加其他金属或非金属可以制成生能优异的合金。
如：①把铬、镍加入普通钢中制成不锈钢产品；②钛合金不仅具有优异的抗腐蚀性，不具有良好的生物相溶性。
2.在金属表面覆盖保护层
在金属表面覆盖致密的保护层，将金属物品与周围物质隔开是一种普遍采用的防护方法。
如：①在钢铁制品的表面喷涂油漆、矿物性油脂或覆盖搪瓷等；②用电镀等方法在钢铁表面镀上一层锌、锡、铬、镍等金属；③用化学方法在钢铁部件表面进行发蓝处理（烤蓝，生成一层致密的四氧化三铁薄膜）；④利用阳极氧化处理铝制品的表面，使之形成致密的氧化膜而钝化等。⑤采用离子注入、表面渗透镀等方式在金属表面也可以形成稳定的钝化膜等。
3．电化学保护法
牺牲阳极保护法
原理 ________原理
电极 要求 被保护的金属作______极，
活泼性更强的金属作______极
应用
原电池
正
负
锅炉内壁、船舶外壳安装镁合金或锌块
用牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须定期更换
用牺牲锌板的方法来保护钢闸门，锌板必须定期更换
实验4－4
实验装置 电流表 阳极（-） 阴极（+）
现象
有关反应
(1) 现象：
偏转
溶解
无明显现象
验证牺牲阳极法实验(1)
Zn-2e-=Zn2+
锌片、铁片酸化的氯化钠溶液构成原电池，锌为阳极（负极）失电子，被腐蚀，
铁为阴极（正极）被保护。
结论：
Fe2+的检验：
Fe2++K3[Fe(CN)6]=KFe [Fe(CN)6]↓+2K+
蓝色沉淀
黄色溶液
2H＋＋2e=H2↑
赤血盐固体
验证牺牲阳极法实验(2)
(2) 现象：
缠有锌片的铁钉周周围只出现红色，缠有铜片的铁钉铜片周围出现红色，
同时铁钉周围出现蓝色沉淀。
Zn-2e-=Zn2+
O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
锌片(阳极)：
铁钉(阴极)：
铜片(阴极)：
铁钉(阳极)：
Fe-2e-=Fe2+
O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
结论：不同金属构成原电池发生电化学腐蚀时，较活泼金属的被腐蚀，相对不活泼的金属被保护。
锌被腐蚀，铁被保护
铁被腐蚀，铜被保护
外加电流法
原理 ________原理
电极 要求 被保护的金属作为_____极，
与电源的____极相连
应用
电解池
阴
负
钢铁闸门，地下管道连接电源负极
牺牲阳极法：
外加电流法：
比被保护金属活泼（本身不断被腐蚀）
惰性材料（只起导电作用，本身不被腐蚀）
相同
一般而言，外加电流法比牺牲阳极法保护效果更好。
电解池的阳极>原电池的负极>化学腐蚀>原电池的正极>电解池的负极
同一金属在相同电解质溶液中，腐蚀快慢如下：
三、金属腐蚀快慢规律
知识总结