第三单元 金属的腐蚀与防护
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课件29张PPT。第三单元 金属的腐蚀与防护三维目标：
1、知识与技能
①、理解金属发生化学腐蚀的原理，认识金属腐蚀的危害。知道要防止金属发生电化学腐蚀，关键在于阻止金属成为原电池的负极。
②、了解氧化还原反应在金属腐蚀与防护中的应用。
2、过程与方法
通过实验探究铁的吸氧腐蚀与析氢腐蚀的区别，并认识不同腐蚀发生的条件
3、情感态度价值观
通过本节课内容的学习，体会化学科学的研究特点，激发学生对化学科学的兴趣，为今后从事化学研究、化工生产或相关科学研究奠定基础。
教学重难点：钢铁电化学腐蚀的原理金属腐蚀
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，因为金属腐蚀而造成的损失占到国内生产总值的2%-4%；约合人民币：3000亿元（ 2005年我国国内生产总值将达15万亿元） 。
根据各国调查结果，一般说来，金属腐蚀所造成的经济损失大致为该国国民生产总值的4%左右。
另据国外统计，金属腐蚀的年损失远远超过水灾、火灾、风灾和地震（平均值）损失的总和，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。阅读：你有何感想？金属腐蚀的主要害处，不仅在于金属本身的损失，更严重的是金属制品结构损坏所造成的损失比金属本身要大到无法估量。
腐蚀不仅造成经济损失，也经常对安全构成威胁。
国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因某一零部件破裂而坠毁；桥梁因钢梁产生裂缝而塌陷；油管因穿孔或裂缝而漏油，引起着火爆炸；化工厂中储酸槽穿孔泄漏，造成重大环境污染；管道和设备跑、冒、滴、漏，破坏生产环境，有毒气体如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更会危及工作人员和附近居民的生命安全。
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，铁怎么会被腐蚀？怎样防腐？
阅读课本P221、什么是金属腐蚀？有哪些类别？
2、化学腐蚀和哪些因素有关？
3、什么是电化学腐蚀？有哪些类别？知识总结金属阳离子失e-氧化反应（三）金属腐蚀的类型化学腐蚀电化学腐蚀一、 金属的电化学腐蚀金属原子（二）金属腐蚀的本质：（一）金属腐蚀：是指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。M – ne-→Mn+1、化学腐蚀： 金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀。
影响因素：和接触物质的氧化性及温度有关。
2、电化学腐蚀：不纯的金属或合金与电解质溶液接触，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子被氧化而引起的腐蚀。
知识总结电化学腐蚀的类型析氢腐蚀吸氧腐蚀1、铁生锈现象随处可见，你有没有想过，为什么铁在潮湿的环境中比在干燥的环境中更容易生锈？[联想质疑]请比较下列
现象的差异？
【联系旧知】
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，能加快化学反应速率。氧气氢气钢铁表面形成的微小原电池示意图 请大家根据原电池原理，写出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。正极： 2H++ 2e- =H2 ↑负极： Fe - 2e- = Fe2+b装置中:电池反应： Fe + 2H+ =Fe2+ + H2 ↑分析：当钢铁处于酸性气氛中时，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1.相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀。 因为海水中含有较多的氯化钠等盐类，导电能力比内河的水更强，而在电解质溶液中，电化学腐蚀更容易进行。2. 1910年遗留在南极的食品罐头盒，其表面至今很少有铁锈出现。 是由于南极的温度常年在0℃以下，说明在较高温度下，腐蚀更易进行。3.用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。 是由于铁与铜及空气中的水蒸汽构成了原电池，铁作原电池的负极，因此铁易被腐蚀而生锈。4.当化工厂派出的废气为酸性气体时,工厂附近的铁制品容易生锈。 说明铁制品在酸性条件下比在中性条件下更容易被腐蚀。课堂练习1、如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：（1）若液面上升，则溶液呈 性，发生
腐蚀,电极反应式为：负极： ,
正极：若液面下降，则溶液呈 性，发生 腐蚀，电极反应式为：负极：
正极： 。（2）中性或碱性 吸氧Fe–2e-＝Fe2+O2+2H2O+4e-＝4OH－酸性析氢Fe–2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑ 请大家阅读课本Ｐ24-261、铁被腐蚀与什么物质有关？本质是什么？
2、怎样才能防止铁生锈？最简单的方法是什么？
3、根据你的生活经验，你知道生活中有哪些措施采用了覆盖保护层的方法防止铁生锈的？
4、除了覆盖保护层外，还有哪些保护金属的方法，分别利用的什么原理？
原理 ：形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。1、牺牲阳极保护法三、金属的电化学保护 牺牲阳极的阴极保护法示意图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？ 二、金属防护的几种重要方法
①在金属表面覆盖保护层。
②改变金属内部的组织结构，制成合金。 ③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。 小结问题一：镀锌铁皮和镀锡铁皮哪个更易被腐蚀？为什么？
问题二、纯锌和粗锌哪个更易和酸反应？如果向酸中再加入硫酸铜又会什么现象？1.下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是(5)(2) (1)(3)(4)课堂练习2 、银质奖章较长时间后变黑， 形成黑锈，可以采用抛光的方法恢复光泽，抛光的简单方法是：将变质的奖章放入盛有食盐的铝锅中，放置一段时间后，黑锈就被除去,而银不会损失。课堂练习（1）形成黑锈的原因：
（2）除锈的原理：再见!
1、知识与技能
①、理解金属发生化学腐蚀的原理，认识金属腐蚀的危害。知道要防止金属发生电化学腐蚀，关键在于阻止金属成为原电池的负极。
②、了解氧化还原反应在金属腐蚀与防护中的应用。
2、过程与方法
通过实验探究铁的吸氧腐蚀与析氢腐蚀的区别，并认识不同腐蚀发生的条件
3、情感态度价值观
通过本节课内容的学习，体会化学科学的研究特点，激发学生对化学科学的兴趣，为今后从事化学研究、化工生产或相关科学研究奠定基础。
教学重难点：钢铁电化学腐蚀的原理金属腐蚀
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，因为金属腐蚀而造成的损失占到国内生产总值的2%-4%；约合人民币：3000亿元（ 2005年我国国内生产总值将达15万亿元） 。
根据各国调查结果，一般说来，金属腐蚀所造成的经济损失大致为该国国民生产总值的4%左右。
另据国外统计，金属腐蚀的年损失远远超过水灾、火灾、风灾和地震（平均值）损失的总和，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。阅读：你有何感想？金属腐蚀的主要害处，不仅在于金属本身的损失，更严重的是金属制品结构损坏所造成的损失比金属本身要大到无法估量。
腐蚀不仅造成经济损失，也经常对安全构成威胁。
国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因某一零部件破裂而坠毁；桥梁因钢梁产生裂缝而塌陷；油管因穿孔或裂缝而漏油，引起着火爆炸；化工厂中储酸槽穿孔泄漏，造成重大环境污染；管道和设备跑、冒、滴、漏，破坏生产环境，有毒气体如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更会危及工作人员和附近居民的生命安全。
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，铁怎么会被腐蚀？怎样防腐？
阅读课本P221、什么是金属腐蚀？有哪些类别？
2、化学腐蚀和哪些因素有关？
3、什么是电化学腐蚀？有哪些类别？知识总结金属阳离子失e-氧化反应（三）金属腐蚀的类型化学腐蚀电化学腐蚀一、 金属的电化学腐蚀金属原子（二）金属腐蚀的本质：（一）金属腐蚀：是指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。M – ne-→Mn+1、化学腐蚀： 金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀。
影响因素：和接触物质的氧化性及温度有关。
2、电化学腐蚀：不纯的金属或合金与电解质溶液接触，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子被氧化而引起的腐蚀。
知识总结电化学腐蚀的类型析氢腐蚀吸氧腐蚀1、铁生锈现象随处可见，你有没有想过，为什么铁在潮湿的环境中比在干燥的环境中更容易生锈？[联想质疑]请比较下列
现象的差异？
【联系旧知】
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，能加快化学反应速率。氧气氢气钢铁表面形成的微小原电池示意图 请大家根据原电池原理，写出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。正极： 2H++ 2e- =H2 ↑负极： Fe - 2e- = Fe2+b装置中:电池反应： Fe + 2H+ =Fe2+ + H2 ↑分析：当钢铁处于酸性气氛中时，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1.相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀。 因为海水中含有较多的氯化钠等盐类，导电能力比内河的水更强，而在电解质溶液中，电化学腐蚀更容易进行。2. 1910年遗留在南极的食品罐头盒，其表面至今很少有铁锈出现。 是由于南极的温度常年在0℃以下，说明在较高温度下，腐蚀更易进行。3.用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。 是由于铁与铜及空气中的水蒸汽构成了原电池，铁作原电池的负极，因此铁易被腐蚀而生锈。4.当化工厂派出的废气为酸性气体时,工厂附近的铁制品容易生锈。 说明铁制品在酸性条件下比在中性条件下更容易被腐蚀。课堂练习1、如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：（1）若液面上升，则溶液呈 性，发生
腐蚀,电极反应式为：负极： ,
正极：若液面下降，则溶液呈 性，发生 腐蚀，电极反应式为：负极：
正极： 。（2）中性或碱性 吸氧Fe–2e-＝Fe2+O2+2H2O+4e-＝4OH－酸性析氢Fe–2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑ 请大家阅读课本Ｐ24-261、铁被腐蚀与什么物质有关？本质是什么？
2、怎样才能防止铁生锈？最简单的方法是什么？
3、根据你的生活经验，你知道生活中有哪些措施采用了覆盖保护层的方法防止铁生锈的？
4、除了覆盖保护层外，还有哪些保护金属的方法，分别利用的什么原理？
原理 ：形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。1、牺牲阳极保护法三、金属的电化学保护 牺牲阳极的阴极保护法示意图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？ 二、金属防护的几种重要方法
①在金属表面覆盖保护层。
②改变金属内部的组织结构，制成合金。 ③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。 小结问题一：镀锌铁皮和镀锡铁皮哪个更易被腐蚀？为什么？
问题二、纯锌和粗锌哪个更易和酸反应？如果向酸中再加入硫酸铜又会什么现象？1.下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是(5)(2) (1)(3)(4)课堂练习2 、银质奖章较长时间后变黑， 形成黑锈，可以采用抛光的方法恢复光泽，抛光的简单方法是：将变质的奖章放入盛有食盐的铝锅中，放置一段时间后，黑锈就被除去,而银不会损失。课堂练习（1）形成黑锈的原因：
（2）除锈的原理：再见!