4.3《金属的腐蚀与防护-金属的防护》教学课件(共28张PPT)人教版高中化学选择性必修一
文档属性
| 名称 | 4.3《金属的腐蚀与防护-金属的防护》教学课件(共28张PPT)人教版高中化学选择性必修一 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 24.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-10-23 23:01:55 | ||
图片预览
文档简介
(共28张PPT)
第四章 化学反应与电能
第三节 金属的腐蚀与防护
第二课时 金属的防护
从螺丝钉到千亿工程
---探寻金属防护密码
视频导入
思考：
是什么导致了这场灾难
为什么腐蚀比预想的快？
我们怎样延缓腐蚀？
教学目标
1
2
3
了解金属腐蚀的途径，认识金属腐蚀的危害
掌握电化学防护的两种方法及原理
了解防护的意义，和多种防护措施的综合应用
金属防护的途径
1
刷漆、涂油、电镀、烤蓝
喷涂油漆、矿物性油脂；覆盖搪瓷、塑料等；电镀锌、锡、铬、镍等
基于原电池原理的防护
基于电解池原理的防护
改变金属组成
制成优异合金
表面覆盖保护层
普通钢加入镍、铬制成不锈钢
搪瓷
烤蓝保护层
电化学防护
腐蚀材料：
腐蚀环境：
腐蚀原理：
不锈钢炊具
1
2
3
钢铁（Fe-C）
水、氧气
原电池
探究金属的电化学防护
2
一杯盐水，一根铁钉，如何让铁钉在盐水中久不生锈？
提供：锌片，铜丝
选择哪种金属
没有导线，如何连接？
是否腐蚀，怎么检验？
探究一：基于原电池原理的防护
设计实验：
预测现象：
NaCl溶液，铁钉，铜丝，锌丝，1%酚酞溶液，
0.2mol/LK3[Fe(CN)6]溶液，培养皿
实验用品
实验步骤
① 培养皿中加入适量NaCl溶液，滴入酚酞和铁氰化钾各2滴，放入缠有铜丝的铁钉；裹有锌皮的铁钉。
②观察颜色变化，并记录实验现象
Fe2+ 与 K3[Fe(CN)6]溶液反应，
生成KFe[Fe(CN)6]蓝色沉淀。
关键信息
2
探究一：基于原电池原理的防护
锌作负极：Zn 2e = Zn2+
铁作正极：O2 + 2H2O + 4e = 4OH
铁作负极：Fe 2e = Fe2+
铜作正极：O2 + 2H2O + 4e = 4OH
2
Zn-Fe
Cu-Fe
铜丝处出现红色，裸露的铁钉处出现蓝色
锌皮包裹处无变化，裸露的铁钉处出现红色
探究一：基于原电池原理的防护
应选择活泼性 的金属组成原电池
结论：
腐蚀
保护
更强
如果铁作负极，被 ；
如果铁作正极，被 ；
形成原电池时，让被保护的金属作正极；让更活泼金属作负极，参加反应受到腐蚀。这种方法牺牲了阳极(原电池负极)，保护了阴极(原电池的正极)
02
镁和镁合金，锌和锌合金，铝和铝合金。
牺牲阳极材料
无需外部电源，应用灵活，便于安装
优 点
阳极持续消耗，需定期更换
适用小型或局部保护
局限性
牺牲阳极法
探究一：基于原电池原理的防护
02
船底四周镶嵌锌块
船体上镶嵌的锌块
家用热水器更换镁棒
牺牲阳极法
探究一：基于原电池原理的防护
储罐内壁固定阳极
锅炉内壁、船舶外壳、小型储罐、埋地管道保护
应用：
白铁皮是在薄钢板表面镀锌，罐装食品用的马口铁是在薄钢板表面镀锡
2
探究一：基于原电池原理的防护
思考：
白铁皮水桶
马口铁罐头盒
若上述两种钢铁制品的表面出现破损，腐蚀情况相同吗？
2
一杯盐水，一根铁钉，如何让铁钉在盐水中久不生锈？
提供：铜丝，石墨电极，电池，导线，指示剂
探究二：基于电解池原理的防护
设计实验：
预测现象：
选电极
连接电源
是否腐蚀，怎么检验？
NaCl溶液，铁钉，铜丝，铅笔，1%酚酞溶液，铁氰化钾溶液，培养皿，5号干电池，鳄鱼夹
实验用品
实验步骤
① 培养皿中加入NaCl溶液，滴入酚酞和铁氰化钾各2滴，放入铁钉和铜丝（或者铁钉和石墨电极），连接电池正负极，组装电解池；
② 观察并记录现象
红色导线连电池正极，黑色导线连电池负极
注 意
2
③ 变换电池正负极，再试一次
探究二：基于电解池原理的防护
Fe极变蓝，Cu极变红且有气泡
Fe极变红且有气泡，铜丝溶解
阳极：Fe 2e = Fe2+
阴极：2H2O + 2e =H2 ↑+ 2OH
阳极：Cu 2e = Cu2+
铁做阳极
铁做阴极
2
阴极：2H2O + 2e =H2 ↑+ 2OH
铁-铜—NaCl电解池
探究二：基于电解池原理的防护
2
铁-碳—Na2SO4电解池
铁做阳极
铁做阴极
Fe极变蓝，石墨电极变红且有气泡
Fe极变红，有小气泡产生
阳极：Fe 2e = Fe2+
阴极：2H2O + 2e =H2 ↑+ 2OH
阳极：2H2O 4e =O2 ↑+ 2H+
阴极：2H2O + 2e =H2 ↑+ 2OH
探究二：基于电解池原理的防护
思考：
观察铜丝和石墨电极表面，有没有损耗？哪个作阳极更好？
对比牺牲阳极法的反应速率，这组速率？
2
探究二：基于电解池原理的防护
结论：
在电解池中，铁作阳极，被 ；铁作阴极，被 ；
腐蚀
保护
电解原理 > 原电池原理 > 自然腐蚀
腐蚀速率：
石墨阳极（多用于高电阻率土壤环境）
高硅铸铁（适用于固定式海洋平台基础防护）
辅助阳极
电流可调节，保护范围大
寿命长，适应复杂环境
优 点
外加电流法
利用电解池原理，把被保护的钢铁作阴极，用惰性电极作为辅助阳极。
通电后，强制电子流向被保护的钢铁设备，钢铁被迫成为阴极而受到保护。
2
探究二：基于电解池原理的防护
依赖稳定电源，
维护复杂
局限性
外加电流法
2
探究二：基于电解池原理的防护
应用：
大型储罐群
长距离输油、气管道
跨海大桥、钻井平台的基础
西气东输管道网
港珠澳跨海大桥
北京大兴机场地下桩基
高硅铸铁辅助阳极
土壤环境：西部盐渍土区，中部干旱区，南部潮湿区
桥墩腐蚀
轮船生锈
金属防护的意义和综合应用
3
减少矿产资源和能源浪费
减少泄露污染，践行可持续发展
守护国家资产和人民健康安全
管道锈穿
全长55千米——最长跨海大桥
15公里是全钢结构钢箱梁——最长钢铁大桥
6.7千米的海底隧道——最长海底隧道
设计寿命120年，防八级地震，
抵御16级台风、30万吨撞击以及珠江口300年一遇的洪潮
结构
3
高温、高湿、高盐的南海海域
环境
强度
金属防护的意义和应用：千亿工程——港珠澳大桥
耐候钢、环氧涂层钢筋
高性能重防腐涂层隔绝海泥和钢管
浪溅区以下，牺牲阳极保护
混凝土桩基，外加电流保护
传感器、探针智能检测
埋设参比电极，保护电位实时反馈， 自动调整
3
金属防护的意义和应用：千亿工程——港珠澳大桥
守护大国重器，实现民族复兴的工具和基石。
守 护
期 待
在科研舞台和工程一线，用智慧铸造保护层，谱写化腐朽为神奇的篇章。
3
金属防护的意义和应用
写一篇分析铁架台的腐蚀原因及防护方法的报告。
1
2
查阅重大工程领域面临的腐蚀挑战及应对策略。
3
金属防护的意义和应用
课后延伸
A.若X为碳棒，开关K置于A处可减缓铁的腐蚀
B.若X为锌棒，开关K置于A或B处都可减缓铁的腐蚀
C.若X为锌棒，开关K置于B处时，为牺牲阳极的阴极保护法
D.若X为碳棒，开关K置于B处时，铁电极上发生的反应为2H+＋2e－=H2↑
1. 下列关于如图所示的实验装置的判断中错误的是（ ）
D
4
巩固练习
2. 我国有多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应
B．通电时，阴极上的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
C．断电时，锌环上的电极反应为Zn2＋＋2e－===Zn
D．断电时，仍能防止铁帽被腐蚀
C
4
巩固练习
讲授完毕 谢谢大家
第四章 化学反应与电能
第三节 金属的腐蚀与防护
第二课时 金属的防护
从螺丝钉到千亿工程
---探寻金属防护密码
视频导入
思考：
是什么导致了这场灾难
为什么腐蚀比预想的快？
我们怎样延缓腐蚀？
教学目标
1
2
3
了解金属腐蚀的途径，认识金属腐蚀的危害
掌握电化学防护的两种方法及原理
了解防护的意义，和多种防护措施的综合应用
金属防护的途径
1
刷漆、涂油、电镀、烤蓝
喷涂油漆、矿物性油脂；覆盖搪瓷、塑料等；电镀锌、锡、铬、镍等
基于原电池原理的防护
基于电解池原理的防护
改变金属组成
制成优异合金
表面覆盖保护层
普通钢加入镍、铬制成不锈钢
搪瓷
烤蓝保护层
电化学防护
腐蚀材料：
腐蚀环境：
腐蚀原理：
不锈钢炊具
1
2
3
钢铁（Fe-C）
水、氧气
原电池
探究金属的电化学防护
2
一杯盐水，一根铁钉，如何让铁钉在盐水中久不生锈？
提供：锌片，铜丝
选择哪种金属
没有导线，如何连接？
是否腐蚀，怎么检验？
探究一：基于原电池原理的防护
设计实验：
预测现象：
NaCl溶液，铁钉，铜丝，锌丝，1%酚酞溶液，
0.2mol/LK3[Fe(CN)6]溶液，培养皿
实验用品
实验步骤
① 培养皿中加入适量NaCl溶液，滴入酚酞和铁氰化钾各2滴，放入缠有铜丝的铁钉；裹有锌皮的铁钉。
②观察颜色变化，并记录实验现象
Fe2+ 与 K3[Fe(CN)6]溶液反应，
生成KFe[Fe(CN)6]蓝色沉淀。
关键信息
2
探究一：基于原电池原理的防护
锌作负极：Zn 2e = Zn2+
铁作正极：O2 + 2H2O + 4e = 4OH
铁作负极：Fe 2e = Fe2+
铜作正极：O2 + 2H2O + 4e = 4OH
2
Zn-Fe
Cu-Fe
铜丝处出现红色，裸露的铁钉处出现蓝色
锌皮包裹处无变化，裸露的铁钉处出现红色
探究一：基于原电池原理的防护
应选择活泼性 的金属组成原电池
结论：
腐蚀
保护
更强
如果铁作负极，被 ；
如果铁作正极，被 ；
形成原电池时，让被保护的金属作正极；让更活泼金属作负极，参加反应受到腐蚀。这种方法牺牲了阳极(原电池负极)，保护了阴极(原电池的正极)
02
镁和镁合金，锌和锌合金，铝和铝合金。
牺牲阳极材料
无需外部电源，应用灵活，便于安装
优 点
阳极持续消耗，需定期更换
适用小型或局部保护
局限性
牺牲阳极法
探究一：基于原电池原理的防护
02
船底四周镶嵌锌块
船体上镶嵌的锌块
家用热水器更换镁棒
牺牲阳极法
探究一：基于原电池原理的防护
储罐内壁固定阳极
锅炉内壁、船舶外壳、小型储罐、埋地管道保护
应用：
白铁皮是在薄钢板表面镀锌，罐装食品用的马口铁是在薄钢板表面镀锡
2
探究一：基于原电池原理的防护
思考：
白铁皮水桶
马口铁罐头盒
若上述两种钢铁制品的表面出现破损，腐蚀情况相同吗？
2
一杯盐水，一根铁钉，如何让铁钉在盐水中久不生锈？
提供：铜丝，石墨电极，电池，导线，指示剂
探究二：基于电解池原理的防护
设计实验：
预测现象：
选电极
连接电源
是否腐蚀，怎么检验？
NaCl溶液，铁钉，铜丝，铅笔，1%酚酞溶液，铁氰化钾溶液，培养皿，5号干电池，鳄鱼夹
实验用品
实验步骤
① 培养皿中加入NaCl溶液，滴入酚酞和铁氰化钾各2滴，放入铁钉和铜丝（或者铁钉和石墨电极），连接电池正负极，组装电解池；
② 观察并记录现象
红色导线连电池正极，黑色导线连电池负极
注 意
2
③ 变换电池正负极，再试一次
探究二：基于电解池原理的防护
Fe极变蓝，Cu极变红且有气泡
Fe极变红且有气泡，铜丝溶解
阳极：Fe 2e = Fe2+
阴极：2H2O + 2e =H2 ↑+ 2OH
阳极：Cu 2e = Cu2+
铁做阳极
铁做阴极
2
阴极：2H2O + 2e =H2 ↑+ 2OH
铁-铜—NaCl电解池
探究二：基于电解池原理的防护
2
铁-碳—Na2SO4电解池
铁做阳极
铁做阴极
Fe极变蓝，石墨电极变红且有气泡
Fe极变红，有小气泡产生
阳极：Fe 2e = Fe2+
阴极：2H2O + 2e =H2 ↑+ 2OH
阳极：2H2O 4e =O2 ↑+ 2H+
阴极：2H2O + 2e =H2 ↑+ 2OH
探究二：基于电解池原理的防护
思考：
观察铜丝和石墨电极表面，有没有损耗？哪个作阳极更好？
对比牺牲阳极法的反应速率，这组速率？
2
探究二：基于电解池原理的防护
结论：
在电解池中，铁作阳极，被 ；铁作阴极，被 ；
腐蚀
保护
电解原理 > 原电池原理 > 自然腐蚀
腐蚀速率：
石墨阳极（多用于高电阻率土壤环境）
高硅铸铁（适用于固定式海洋平台基础防护）
辅助阳极
电流可调节，保护范围大
寿命长，适应复杂环境
优 点
外加电流法
利用电解池原理，把被保护的钢铁作阴极，用惰性电极作为辅助阳极。
通电后，强制电子流向被保护的钢铁设备，钢铁被迫成为阴极而受到保护。
2
探究二：基于电解池原理的防护
依赖稳定电源，
维护复杂
局限性
外加电流法
2
探究二：基于电解池原理的防护
应用：
大型储罐群
长距离输油、气管道
跨海大桥、钻井平台的基础
西气东输管道网
港珠澳跨海大桥
北京大兴机场地下桩基
高硅铸铁辅助阳极
土壤环境：西部盐渍土区，中部干旱区，南部潮湿区
桥墩腐蚀
轮船生锈
金属防护的意义和综合应用
3
减少矿产资源和能源浪费
减少泄露污染，践行可持续发展
守护国家资产和人民健康安全
管道锈穿
全长55千米——最长跨海大桥
15公里是全钢结构钢箱梁——最长钢铁大桥
6.7千米的海底隧道——最长海底隧道
设计寿命120年，防八级地震，
抵御16级台风、30万吨撞击以及珠江口300年一遇的洪潮
结构
3
高温、高湿、高盐的南海海域
环境
强度
金属防护的意义和应用：千亿工程——港珠澳大桥
耐候钢、环氧涂层钢筋
高性能重防腐涂层隔绝海泥和钢管
浪溅区以下，牺牲阳极保护
混凝土桩基，外加电流保护
传感器、探针智能检测
埋设参比电极，保护电位实时反馈， 自动调整
3
金属防护的意义和应用：千亿工程——港珠澳大桥
守护大国重器，实现民族复兴的工具和基石。
守 护
期 待
在科研舞台和工程一线，用智慧铸造保护层，谱写化腐朽为神奇的篇章。
3
金属防护的意义和应用
写一篇分析铁架台的腐蚀原因及防护方法的报告。
1
2
查阅重大工程领域面临的腐蚀挑战及应对策略。
3
金属防护的意义和应用
课后延伸
A.若X为碳棒，开关K置于A处可减缓铁的腐蚀
B.若X为锌棒，开关K置于A或B处都可减缓铁的腐蚀
C.若X为锌棒，开关K置于B处时，为牺牲阳极的阴极保护法
D.若X为碳棒，开关K置于B处时，铁电极上发生的反应为2H+＋2e－=H2↑
1. 下列关于如图所示的实验装置的判断中错误的是（ ）
D
4
巩固练习
2. 我国有多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应
B．通电时，阴极上的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
C．断电时，锌环上的电极反应为Zn2＋＋2e－===Zn
D．断电时，仍能防止铁帽被腐蚀
C
4
巩固练习
讲授完毕 谢谢大家