扬州化学精品课程——《化学反应原理》专题一 化学反应与能量变化
专题一第三单元金属的腐蚀与防护
【学习目标】
1、认识金属腐蚀的危害及防腐措施，感受化学对人类生产和生活的影响。
2、通过学习增强保护环境的意识，节约意识。
【学习重难点】：金属防腐措施的原理
【课前预习】
在发达国家每年由于金属腐蚀造成的直接经济损失约占全年国民生产总值的2%～4%，远远超过各种自然灾害造成损失的总和，面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害事实，大家有没有想过，怎样防腐？本节课我们来学习有关金属防护的知识。
阅读课本P25—26的金属的电化学防护的内容，回答下列问题：
1、防止金属锈蚀最常用的方法是什么？
2、金属电化学腐蚀的原因是什么？
3、金属电化学防护的措施有几种类型？
【交流与讨论】金属的电化学防护的措施有几种类型？
1、牺牲阳极的阴极保护法
『观察与思考』：
⑴、上图电极反应是：
负极： 正极：
⑵、原理：形成原电池反应时，让被保护金属做 极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。
⑶、应用： . 。
2、外加电流阴极保护法：
⑴、上图电极反应是：
阳极： 阴极：
⑵、原理：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
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。
3、改变金属的内部结构（钢→不锈钢，在钢中加入镍和铬）。
4、覆盖保护膜（涂油漆，电镀，钝化等）。
『例1』下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是
【总结与反思】
一、金属防护的几种重要方法:
1、电化学保护法，即将金属作为原电池的正极或电解池的阴极而受到保护
2、改变金属内部的组成结构，制成合金。
3、在金属表面覆盖保护层。
二、金属被保护的效果比较：
电解池的阴极保护得最好 > 原电池的正极 > 一般保护
扬州化学精品课程——《化学反应原理》专题一 化学反应与能量变化
专题一第三单元金属的腐蚀与防护
1．为了防止钢铁锈蚀，下列防护方法中正确的是 （ ）
A．在精密机床的铁床上安装铜螺钉
B．在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一块石墨，一同浸入海水中
C．在海轮舷上用铁丝系住锌板浸在海水里
D．在地下输油的铸铁管上接直流电源的负极
2．下列事实不能用电化学理论解释的是 （ ）
A．轮船水线以下的船壳上装一定数量的锌块
B．铝片不用特殊方法保存
C．纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量硫酸铜溶液后速率加快
D．镀锌的铁比镀锡的铁耐用
3．下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是
4．2009年3月，佳得利集团在法国拍卖会上拍卖在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首。普通铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分：Cu2(OH)2CO3。这三件1760年铜铸的国宝在240年后看上去仍然熠熠生辉不生锈，下列对其原因的分析，最可能的是 （ ）
A．它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金
B．环境污染日趋严重，它们的表面的铜绿被酸雨溶解洗去
C．铜的金属活动性比氢小，因此不易被氧化
D．它们是含一定比例金、银、锡、锌的铜合金
5．下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是 （ ）
A. 甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲上有H2气放出；
B. 在氧化–还原反应中，甲比乙失去的电子多；
C. 将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；
D. 同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；
6．等质量的两份锌粉a和b，分别加入过量的稀硫酸中，a中同时加入少量CuSO4，下列图中表示其产生H2总体积(V)与时间(t)的关系正确的是 ( )
7、某原电池总反应离子方程式：2Fe3++Fe=3Fe2+，不能实现该反应的原电池是 （ ）
A．正极为铜，负极为铁，电解质溶液为氯化铁溶液
B．正极为碳，负极为铁，电解质溶液为硝酸铁溶液
C．正极为铁，负极为锌，电解质溶液为硫酸铁溶液
D．正极为银，负极为铁，电解质溶液为硫酸铜溶液
8．市场上出售“热敷袋”主要成分是铁屑、炭粉、木屑和少量NaCl、水等。热敷袋使用前，用塑料袋使之与空气隔绝，使用时打开塑料袋轻轻揉搓，就会放出热量，使用完后，你会发现有大量铁锈存在。
⑴“热敷袋”放出的热量是利用了铁 放出的热量。
⑵炭粉的主要作用是 。
⑶氯化钠的主要作用是 。
⑷写出电极反应，正极 ；负极 。
若铁锈的主要成分是Fe2O3，写出产生Fe2O3的有关反应方程式 。
9．电子表和电子计算器的电池常用微型银、锌原电池，其电极分别是Zn和Ag2O，电解质溶液为KOH溶液，负极反应为 ，
总反为 。
⑴该原电池工作时，负极区的pH值
⑵该原电池工作时，电子由 极经外电路流向 极，正极上发生电极反应为 。
课件33张PPT。专题1 化学反应与能量变化金属的电化学腐蚀+金属的电化学防护第三单元 金属的腐蚀与防护出土文物 同样是出土的文物，为什么金属类的古物都失去了原有的光泽呢？有的甚至无法辨认其本来的面目了，为什么？铁锈的主要成分：
Fe2O3·XH2O铜器表面生成铜绿,主要成分：Cu2(OH)2CO3
据估计全世界每年因腐蚀而损耗的钢铁约为一亿吨金属的腐蚀 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叫金属的腐蚀 金属腐蚀的实质：金属原子失去电子被氧化而消耗的过程 M – ne－= Mn+金属腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀1、化学腐蚀金属跟其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀
例如：铁与氯气直接反应2、电化学腐蚀 不纯的金属(或合金) 发生原电池反应，使比较活泼的金属失去电子而被氧化而引起的腐蚀如 ： 钢铁生锈（按下图进行实验）请比较下列现象的差异？图一图二铁与酸反应，铁被腐蚀。腐蚀速率较慢。铁作负极被腐蚀腐蚀。速率较快。金属的化学腐蚀与电化学腐蚀比较 化学腐蚀电化学腐蚀金属和其它物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀不纯金属或合金发生原电池反应，使较活泼的金属失电子被氧化而引起的腐蚀直接发生氧化还原反应发生原电池反应腐蚀过程无电流产生有电流产生金属直接被腐蚀较活泼金属被腐蚀电化学腐蚀>化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍，危害更大向铁粉中加入少量的炭粉，混合均匀后，撒入内壁分别用氯化钠和稀醋酸润湿过的两支试管分别标记为a、b中，按图1-28装置好仪器。几分钟后，打开止水夹，观察、比较导管中水柱（在水中滴加几滴红墨水）的变化和试管中的现象。实验现象：装置a中的导管中水柱上升，装置b中的导管中水柱下降。思考：导管中的水柱变化说明什么问题？讨论，小结：装置a中的导管中水柱上升，说明大试管内气体压强减小， a装置中有气体参加反应。
装置b中的导管中水柱下降，说明大试管内气体生成。思考：向铁粉中加入炭粉的作用是什么？在a装置中铁、炭、氯化钠溶液及b装置中铁、炭、醋酸均构成原电池，能加快铁腐蚀的化学反应速率。请根据原电池原理，写出上述探究实验的电极反应式及电池反应方程式。a装置中：负极： Fe - 2e- = Fe2+正极： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-电池反应： 2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2分析：中性或酸性很弱或碱性条件下，易发生吸氧腐蚀。4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =4 Fe(OH)3
2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x) H2O
Fe(OH)3脱去一部分水生成的铁(Fe2O3·xH2O)a装置中：
进一步反应：正极： 2H++ 2e- =H2 ↑负极： Fe - 2e- = Fe2+b装置中:电池反应： Fe + 2H+ =Fe2+ + H2 ↑分析：当处于酸性环境中时，易发生析氢腐蚀；析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀。钢铁的电化学腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀4.钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较Fe2O3 · nH2O（铁锈）通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍。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或碱性。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= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联系 请大家根据铁生锈的原理，思考应采取什么措施防止铁生锈？请大家阅读课本防止金属腐蚀的方法 1、在金属表面覆盖保护层2、牺牲阳极的阴极保护法3、外加电流的阴极保护法4、制成合金改变金属的内部结构，增强抗腐蚀能力，如不锈钢 5、牺牲部分金属，在金属的表面制成一层保护膜，如烤蓝 原理 ：形成原电池反应时，让被保护金属做正极(阴极)，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。1.牺牲阳极的阴极保护法二、金属的电化学防护 2.外加电流的阴极保护法
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。外加电流的阴极保护法示意图除此以外还有其它防护方法？健身器材刷油漆以防锈衣架和电线的外面包上一层塑料层某些工具的“机械转动部位”选用油脂来防锈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[交流研讨]
你知道自行车的金属部件采用了什么样的防护措施吗? 下列关于金属腐蚀的叙述中正确的是
A．金属被腐蚀的本质是：M－ne－＝Mn+（M表示金属）而被氧化
B．金属发生电化学腐蚀一定是在酸性环境中
C．镀锌铁发生腐蚀时是锌被腐蚀，而铁一定不会被腐蚀
D．金属发生电化学腐蚀时是较活泼的金属作负极先被腐蚀 答案：AD 下列五种金属制品的镀层损坏后，金属腐蚀速度最快的是
A. 镀铝塑扣
B. 食品罐头盒(镀锡)
C. 白铁水桶(镀锌)
D. 镀金铜质奖章答案：B下列方法不能用于金属防腐处理的是
A．油漆 B．表面打磨
C．制成合金 D．电镀答案：B 埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种情况下，被腐蚀速度最慢的是
A、在含铁元素较多的酸性土壤中
B、在潮湿疏松透气的土壤中
C、在干燥致密不透气的土壤中
D、在含碳粒较多，潮湿透气的土壤中 答案：C答案：A金属腐蚀快慢的比较1、电解原理引起的腐蚀＞原电池引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀。 2、同种金属的腐蚀，在强电解质溶液中>在弱电解质溶液中>在非电解质中 3、含有其他金属杂质的金属，活动性差别越大，腐蚀的越快 4、氧化剂的浓度越大，金属腐蚀的越快 谢谢！
