人教版（2019）选择性必修一 4.3 金属的腐蚀与防护 课件(共34张PPT)
文档属性
| 名称 | 人教版（2019）选择性必修一 4.3 金属的腐蚀与防护 课件(共34张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 3.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-09-18 17:04:07 | ||
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文档简介
(共34张PPT)
金属的腐蚀与防护
金属腐蚀带来的问题
我国每年因为金属腐蚀所造成的经济损失约占国民生产总值的5%，全世界每年因生锈损失的钢铁约占世界钢铁年产量的1/4，超过每年各项大灾（火灾、风灾及地震等）损失的总和。
什么是金属的腐蚀？
金属的腐蚀
Fe
Fe2O3·xH2O
0
+3
钢铁的腐蚀
实验4-3
试管中氧气浓度随时间变化图像
借助原电池原理分析钢铁是如何生锈的
如何证明有电
化学反应发生？
灵敏电流计指针偏转
负极产物该如何检验？
资料：Fe2+可以与K3[Fe(CN)6]溶液产生特征蓝色沉淀。
资料：电池工作一段时间后，取正极周围的溶液于试管中，加入酚酞溶液后变红。
正极（C）: O2 + 4e + 2H2O 4OH
3.借助原电池原理分析钢铁是如何生锈的
正极：C: O2 + 4e + 2H2O 4OH
总反应：2Fe + O2 + 2H2O 2Fe(OH)2
后续反应：4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3
Fe2O3·xH2O
3.借助原电池原理分析钢铁是如何生锈的
负极：Fe: Fe 2e Fe2+
（吸氧腐蚀）
4.如果水膜酸性较强，会发生怎样的腐蚀呢？。
不同pH下，试管中气体压强随时间变化情况
写出pH＝2.0～3.5和4.0时
发生的主要正极反应。
（析氢腐蚀）
4.如果水膜酸性较强，会发生怎样的腐蚀呢？请你根据图示用电极反应来表达。
正极（C） : 2H+ + 2e H2↑
负极（Fe）: Fe 2e Fe2+
2H＋ + 2e H2↑
pH=2.0、3.0、3.5
pH=4.0
O2 + 4e + 4H+ 2H2O
（析氢腐蚀）
（吸氧腐蚀）
水膜酸性较强，
c(H+)较大
氧化性
H+＞O2
析氢腐蚀
2H+ + 2e－ H2↑
水膜酸性较弱或呈中性，c(H+)较小
氧化性
H+＜O2
吸氧腐蚀
O2 + 4e－ + 2H2O 4OH－
或O2 + 4e－ + 4H+ 2H2O
浓度
性质
反应
影响
决定
金属的腐蚀
铜板上的铁铆钉生锈
输送原油的钢管在无水、
无氧的情况下被腐蚀而漏油
想一想：两种腐蚀的共性是什么？区别是什么？
金属的腐蚀
直接发生化学反应引起金属腐蚀——化学腐蚀
金属的腐蚀
腐蚀过程中有电化学反应发生——电化学腐蚀
＋
＋
－
实验4-3（2）
化学腐蚀与电化学腐蚀的比较
化学腐蚀与电化学腐蚀的比较
化学腐蚀 电化学腐蚀
条件
特征
速率
结果
金属与氧化性物质
直接接触
不纯金属与电解质溶液
及氧化剂接触
无电流产生
有微弱电流产生
金属被氧化
相对活泼的金属被氧化
小
大
金属的腐蚀
金属腐蚀：金属或合金与周围的气体或液体发生氧化
还原反应而引起损耗的现象。
实质：M - n e Mn+
根据金属腐蚀的实质，你能提出金属的防护方法吗？
思考角度
切断原电池反应
给予金属电子
改变金属材料组成
在金属表面覆盖保护层
喷漆
镀铬
搪瓷
发蓝处理
制成不锈钢（改变金属材料组成）
（在金属表面覆盖保护层）
切断原电池反应
想一想：为什么钢制管道的内部要镶嵌镁块？
NaCl溶液
— Fe
Mg—
e－
任务二 利用电化学原理保护铁
按照下列装置进行实验，画出你预测的现象
任务二 利用电化学原理保护铁
资料：Fe2+可以与K3[Fe(CN)6]溶液产生特征蓝色沉淀。
实验现象1
思考：如何证明铁被保护？
什么现象证明是原电池保护？
铁钉的裸露部分周围溶液没有特征蓝色物质生成。铁钉周围变红，说明氧气在铁的表面得电子，生成了氢氧根离子，铁做正极，
证明了原电池保护。
实验现象2
思考：生成蓝色物质说明了什么？
铁钉的裸露部分周围有亚铁离子生成，
氧气在铜丝的表面得到电子，
生成氢氧根离子，铜丝附近变红。
铁没有得到保护。
想一想：通过以上实验，你能得出什么结论？
铁与活动性不同的金属接触时，其腐蚀程度是有差异的，要避免铁受到腐蚀，需要与较活泼的金属相连。
A
NaCl溶液
— Fe
Zn—
＋
e－
－
牺牲阳极法
1.利用原电池原理来保护铁
2.利用电解池原理来保护铁
NaCl溶液
— Fe
C —
e－
阴极
辅助阳极
外加电流法
试一试：设计装置，采用外加电流法为长期浸泡在海水
中的钢闸门进行保护，画出装置图，并解释你的装置是如何
对钢闸门进行保护的。
- +
e e
牺牲阳极法 外加电流法
原理
保护方法
保护电流
注意事项
牺牲阳极法和外加电流法的比较
原电池
电解池
使被保护的金属与比
它活泼的金属接触，被保
护的金属做正极。
使被保护的金属与电源
负极接触，被保护的金属做
阴极。
较小
较大
负极（阳极）材料需要
定期更换
辅助阳极需要定期检查
任务三 船舶与海水接触部分的钢制船体长期受到强烈的腐
蚀，请你为船舶的防腐蚀提出合理化建议。
思考要点：
1.小型船舶和大型船舶防护方法的选择（牺牲阳极？
外加电流？）
2.船底漆的选择（普通底漆？富锌底漆？）
3.水下金属连接件的选择（同种金属？不同种金属？）
思考要点：
1.小型船舶和大型船舶防护方法的选择
小型船舶—船体小—航行距离短—时间短—牺牲阳极法
大型船舶—船体大—航行距离长—时间长—外加电流法
任务三 船舶与海水接触部分的钢制船体长期受到强烈的腐
蚀，请你为船舶的防腐提出合理化建议。
船底漆—富锌底漆—牺牲阳极法
任务三 船舶与海水接触部分的钢制船体长期受到强烈的腐
蚀，请你为船舶的防腐提出合理化建议。
思考要点：
2.船底漆的选择（普通底漆？富锌底漆？）
任务三 船舶与海水接触部分的钢制船体长期受到强烈的腐
蚀，请你为船舶的防腐提出合理化建议
水下金属连接件—同种金属—避免形成原电池加速腐蚀
思考要点：
3.水下金属连接件的选择（同种金属？不同种金属？）
试一试：如何防止铁锅生锈？
1.使用完毕后保持干燥或涂一层植物油
2.使用完毕后悬挂或倒扣
3.可以使用不锈钢锅
金属的腐蚀与防护
金属腐蚀带来的问题
我国每年因为金属腐蚀所造成的经济损失约占国民生产总值的5%，全世界每年因生锈损失的钢铁约占世界钢铁年产量的1/4，超过每年各项大灾（火灾、风灾及地震等）损失的总和。
什么是金属的腐蚀？
金属的腐蚀
Fe
Fe2O3·xH2O
0
+3
钢铁的腐蚀
实验4-3
试管中氧气浓度随时间变化图像
借助原电池原理分析钢铁是如何生锈的
如何证明有电
化学反应发生？
灵敏电流计指针偏转
负极产物该如何检验？
资料：Fe2+可以与K3[Fe(CN)6]溶液产生特征蓝色沉淀。
资料：电池工作一段时间后，取正极周围的溶液于试管中，加入酚酞溶液后变红。
正极（C）: O2 + 4e + 2H2O 4OH
3.借助原电池原理分析钢铁是如何生锈的
正极：C: O2 + 4e + 2H2O 4OH
总反应：2Fe + O2 + 2H2O 2Fe(OH)2
后续反应：4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3
Fe2O3·xH2O
3.借助原电池原理分析钢铁是如何生锈的
负极：Fe: Fe 2e Fe2+
（吸氧腐蚀）
4.如果水膜酸性较强，会发生怎样的腐蚀呢？。
不同pH下，试管中气体压强随时间变化情况
写出pH＝2.0～3.5和4.0时
发生的主要正极反应。
（析氢腐蚀）
4.如果水膜酸性较强，会发生怎样的腐蚀呢？请你根据图示用电极反应来表达。
正极（C） : 2H+ + 2e H2↑
负极（Fe）: Fe 2e Fe2+
2H＋ + 2e H2↑
pH=2.0、3.0、3.5
pH=4.0
O2 + 4e + 4H+ 2H2O
（析氢腐蚀）
（吸氧腐蚀）
水膜酸性较强，
c(H+)较大
氧化性
H+＞O2
析氢腐蚀
2H+ + 2e－ H2↑
水膜酸性较弱或呈中性，c(H+)较小
氧化性
H+＜O2
吸氧腐蚀
O2 + 4e－ + 2H2O 4OH－
或O2 + 4e－ + 4H+ 2H2O
浓度
性质
反应
影响
决定
金属的腐蚀
铜板上的铁铆钉生锈
输送原油的钢管在无水、
无氧的情况下被腐蚀而漏油
想一想：两种腐蚀的共性是什么？区别是什么？
金属的腐蚀
直接发生化学反应引起金属腐蚀——化学腐蚀
金属的腐蚀
腐蚀过程中有电化学反应发生——电化学腐蚀
＋
＋
－
实验4-3（2）
化学腐蚀与电化学腐蚀的比较
化学腐蚀与电化学腐蚀的比较
化学腐蚀 电化学腐蚀
条件
特征
速率
结果
金属与氧化性物质
直接接触
不纯金属与电解质溶液
及氧化剂接触
无电流产生
有微弱电流产生
金属被氧化
相对活泼的金属被氧化
小
大
金属的腐蚀
金属腐蚀：金属或合金与周围的气体或液体发生氧化
还原反应而引起损耗的现象。
实质：M - n e Mn+
根据金属腐蚀的实质，你能提出金属的防护方法吗？
思考角度
切断原电池反应
给予金属电子
改变金属材料组成
在金属表面覆盖保护层
喷漆
镀铬
搪瓷
发蓝处理
制成不锈钢（改变金属材料组成）
（在金属表面覆盖保护层）
切断原电池反应
想一想：为什么钢制管道的内部要镶嵌镁块？
NaCl溶液
— Fe
Mg—
e－
任务二 利用电化学原理保护铁
按照下列装置进行实验，画出你预测的现象
任务二 利用电化学原理保护铁
资料：Fe2+可以与K3[Fe(CN)6]溶液产生特征蓝色沉淀。
实验现象1
思考：如何证明铁被保护？
什么现象证明是原电池保护？
铁钉的裸露部分周围溶液没有特征蓝色物质生成。铁钉周围变红，说明氧气在铁的表面得电子，生成了氢氧根离子，铁做正极，
证明了原电池保护。
实验现象2
思考：生成蓝色物质说明了什么？
铁钉的裸露部分周围有亚铁离子生成，
氧气在铜丝的表面得到电子，
生成氢氧根离子，铜丝附近变红。
铁没有得到保护。
想一想：通过以上实验，你能得出什么结论？
铁与活动性不同的金属接触时，其腐蚀程度是有差异的，要避免铁受到腐蚀，需要与较活泼的金属相连。
A
NaCl溶液
— Fe
Zn—
＋
e－
－
牺牲阳极法
1.利用原电池原理来保护铁
2.利用电解池原理来保护铁
NaCl溶液
— Fe
C —
e－
阴极
辅助阳极
外加电流法
试一试：设计装置，采用外加电流法为长期浸泡在海水
中的钢闸门进行保护，画出装置图，并解释你的装置是如何
对钢闸门进行保护的。
- +
e e
牺牲阳极法 外加电流法
原理
保护方法
保护电流
注意事项
牺牲阳极法和外加电流法的比较
原电池
电解池
使被保护的金属与比
它活泼的金属接触，被保
护的金属做正极。
使被保护的金属与电源
负极接触，被保护的金属做
阴极。
较小
较大
负极（阳极）材料需要
定期更换
辅助阳极需要定期检查
任务三 船舶与海水接触部分的钢制船体长期受到强烈的腐
蚀，请你为船舶的防腐蚀提出合理化建议。
思考要点：
1.小型船舶和大型船舶防护方法的选择（牺牲阳极？
外加电流？）
2.船底漆的选择（普通底漆？富锌底漆？）
3.水下金属连接件的选择（同种金属？不同种金属？）
思考要点：
1.小型船舶和大型船舶防护方法的选择
小型船舶—船体小—航行距离短—时间短—牺牲阳极法
大型船舶—船体大—航行距离长—时间长—外加电流法
任务三 船舶与海水接触部分的钢制船体长期受到强烈的腐
蚀，请你为船舶的防腐提出合理化建议。
船底漆—富锌底漆—牺牲阳极法
任务三 船舶与海水接触部分的钢制船体长期受到强烈的腐
蚀，请你为船舶的防腐提出合理化建议。
思考要点：
2.船底漆的选择（普通底漆？富锌底漆？）
任务三 船舶与海水接触部分的钢制船体长期受到强烈的腐
蚀，请你为船舶的防腐提出合理化建议
水下金属连接件—同种金属—避免形成原电池加速腐蚀
思考要点：
3.水下金属连接件的选择（同种金属？不同种金属？）
试一试：如何防止铁锅生锈？
1.使用完毕后保持干燥或涂一层植物油
2.使用完毕后悬挂或倒扣
3.可以使用不锈钢锅