化学能转化为电能——金属的腐蚀与防护1.2课件(共21张PPT)发展中的化学电源鲁科版 选择性必修1

(共21张PPT)
金属腐蚀与防护
鲁科版 选择性必修1 第一章 化学反应与能量转化
目标与素养：
1.科学探究与创新意识：通过实验科学探究金属腐蚀的
本质及其原因，认识金属腐蚀的主要类型，能正确书写析氢
腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式。
2.科学态度与社会责任：认识金属腐蚀产生的危害和影
响，树立防止金属腐蚀的意识，熟知金属腐蚀常用的防护方
法。
探究金属腐蚀的原理
环节一
实验药品：铁钉、食盐水
实验仪器：具支试管、试管、玻璃管
实验方案：如右图
实验现象： 一段时间后，导管口水柱明显上升
实验结论： 具支试管里的气体减少
活动一 探究海水环境中O2是否参与钢铁的腐蚀
资料卡片
铁氰化钾溶液(K3 [Fe(CN)6]) 遇 Fe2+生成蓝色沉淀，常用于Fe2+ 的检验
铁钉在腐蚀过程中发生的反应是什么？
你想通过什么试剂验证你的推测？
活动二 钢铁化学腐蚀过程中的物质转化
活动三 钢铁电化学腐蚀过程中的物质转化
活动三 利用二维图分析铁钉吸氧腐蚀的原理
NaCl
钢铁的吸氧腐蚀示意图
装置维度
原理维度
阴离子
离子导体
电子导体
电极反应物
宏观现象
微观过程
电极产物
导线
铁
阳离子
Fe
OH-
碳
溶液
正极
负极
Fe
2
O
-
失
子
子
电
电
e
得
2+
活动四 探究铁钉腐蚀的过程能否形成原电池
请你设计实验验证铁钉腐蚀过程中形成了原电池？
活动四 探究铁钉腐蚀的过程能否形成原电池
查 阅 文 献
【归纳总结】
NaCl
阴离子
装置维度
原理维度
电极反应物
微观过程
宏观现象
离子导体
电子导体
电极产物
钢铁的析氢腐蚀示意图
钢铁的吸氧腐蚀示意图
导线
2
碳
阳离子
OH-
Fe
铁
溶液
Fe
O
H
正 极
负 极
2
子
子
子
失
电
电
电
e
H
得
得
2+
+
-
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条件 水膜呈酸性(PH<4.3)
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 Fe2O3 · nH2O
联系 金属的腐蚀以电化学腐蚀为主， 电化学腐蚀又以吸氧腐蚀为主。
电化学腐蚀：不纯的金属或者合金与电解质溶液接触， 较活泼的金属发生氧化还原反应，形成电流的腐蚀
(铁锈)
化学腐蚀：金属与其表面接触的物质直接反应
【归纳总结】 钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
1、定义：金属或合金与周围接触到的气体或液体
进行化学反应而腐蚀损耗的过程。
2、本质： M - ne- = Mn+ (发生氧化反应)
化学腐蚀
吸氧腐蚀
电化学腐蚀 析氢腐蚀
3、金属腐蚀的类型
金属的腐蚀
【归纳总结】
烤蓝
镀铬
烤漆
涂凡士林 镀锌
1 覆盖保护层
金属防护的方法
涂机油
知识卡片：
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性能优异的合金。
在钢铁中加入一定比例的铬和镍(14%~8%Cr， 7%~9%Ni) ，改变钢铁内部的组成和结构， 可极大程度的提高钢铁的抗腐蚀性能，这就 是常见的“不锈钢”(合金)。
金属防护的方法
千年不锈之谜：越王勾践剑的含铜量约为80%-83%、 含锡量约为16%- 17%。
2 改变组成结构
环节二
金属防护的方法
锌 片
一天后
利用模型 设计方案
环节二
NaCl溶液
锌 片
铜 片
铜 片
环节二 金属防护的方法
牺牲阳极的阴极保护法
原理： 原电池原理
3 电化学防护法
金属腐蚀中产生的能量及物质可否科学地进行应用？
环节三
金属腐蚀的应用
知识卡片
蛭石：是一种与蒙脱石相似的粘土矿物， 为层状结构的硅酸盐，具有很强的保温 隔热性能。
吸水性树脂：高吸水性树脂是一种新型 的高分子材料，它能够吸收自身重量几 百倍至千倍的水分，无毒、无害、无污 染;吸水能力特强，保水能力特高
交流与讨论：
1. 你们针对暖宝宝发热原理的猜想？
2. 能否设计实验来模仿“暖宝宝发热原理”
活动 探究暖宝宝的发热原理
实验仪器及仪器：氧气传感器、烧杯、 具支试管、试管、蒸馏水、暖宝宝
并证明是氧气参加了反应呢？
负极： Fe-2e-=Fe2+
正极： O2+4e-+2H2O=4OH-
总反应： 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
活动 探究暖宝宝的发热原理
O2参与反应生成了OH-
宏观现象
微观原理
符号表征
吸氧腐蚀
双吸剂(吸氧、吸水)
主要成分：铁粉、碳粉、钠盐、卤化物。
特点：反应迅速，可在2小时内使包装袋内氧的浓度降到0.01%
环节三
金属腐蚀的应用