苏教版化学必修二 2.3.2 金属的腐蚀和防护（30张ppt）
文档属性
| 名称 | 苏教版化学必修二 2.3.2 金属的腐蚀和防护（30张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 671.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2019-03-05 07:21:51 | ||
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文档简介
课件30张PPT。金属腐蚀的现象锈蚀的大桥锈蚀的闸门 锈蚀的轮船锈蚀的楼梯【学习目标】
1. 感知生活中金属腐蚀存在及腐蚀的类型。
2.了解电化学腐蚀的原理，并对比掌握吸
氧腐蚀与析氢腐蚀的异同。
3. 认识金属防护的一般方法。
【重点和难点】
金属的电化学腐蚀。金属的腐蚀和防护金属的腐蚀现象非常普遍：1. 钢铁生锈：
铁锈的主要成分：——Fe2O3·xH2O——Cu2(OH)2CO32. 铜器表面生成铜绿：
铜绿的主要成分：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。金属腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀一、金属的腐蚀定义：本质：金属失去电子被氧化。根据接触的介质不同、发生腐蚀的化学原理不同分类：金属跟接触到的物质（如O2、Cl2、SO2等）直接发生化学反应而引起的腐蚀。1. 化学腐蚀原理：定义：影响因素：金属跟氧化剂直接发生氧化还原反应本性：金属越活泼，越易被腐蚀；
温度：金属所处的环境温度越高，
腐蚀速率越快；
浓度：氧化剂浓度越大，腐蚀速率越快图3-14 左边家用燃气灶的中心部位很容易生锈，而右边的食品罐头放在南极已差不多90年了，却很少生锈，你知道为什么吗?升温可加快金属腐蚀 在新疆吐鲁番和海南省两地，哪个地区铁生锈相对慢一些？为什么？ 新疆吐鲁番，因为该地区相对干燥，水分稀少，而海南地区潮湿多雨，温度高，易发生电化学腐蚀。2.电化学腐蚀 不纯的金属（或合金）跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。定 义：把化学能转化为电能的装置原 理：较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活
泼的金属（负极）通过导线流向较不活泼
的金属（正极）原电池复习回忆构成条件:1. 自发进行的氧化还原反应
2. 有两种活动性不同的金属（或一种是非
金属导体如碳棒）做电极。
3. 两极材料均插入电解质溶液中。
（一般负极与电解质发生氧化还原反应）
4. 两极相连形成闭合回路科学探究 现有洁净无锈的铁钉，试管、植物油、NaCl溶液、CH3COOH溶液和煮沸后迅速冷却的蒸馏水，你也可以选用其他物品，设计实验探究铁钉锈蚀需要哪些条件，以及在什么条件下锈蚀速率快。不同条件下铁钉的腐蚀有气泡产生，反应速率快相当长时间铁钉未被腐蚀铁钉被腐蚀最快由于无O2较长时间铁钉未被腐蚀铁钉渐渐生锈铁钉被腐蚀无现象由于无O2铁钉未被腐蚀无现象由于无O2、H2O，铁钉不能被腐蚀植物油总结：铁钉遇到强酸或有O2、H2O存在的情况下，铁均可被腐蚀，遇到电解质时，一般腐蚀速率更快。不会，因为月球上缺少水分和氧气。 请你预测一下，铁在月球上会不会生锈？为什么？钢铁在干燥的空气里长时间不易被腐蚀,但在潮湿的空气里却很快被腐蚀,这是什么原因呢? 在潮湿的空气里,钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜。水能电离出少量的H+和OH-，同时由于空气中CO2的溶解,使水里的H+ 增多：正极呢？ 这样在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜，它跟钢铁里的铁和少量的碳构成无数微小的原电池——其中，铁是负极，碳是正极。在负极，铁失去电子
而被氧化成Fe2+。正极上发生反应有两种情况：负极: Fe-2e- =Fe2+
正极: 2H+ + 2e- = H2↑电解质溶液：
弱酸性、中性、碱性负极:Fe – 2e- = Fe2+
正极:2H2O+O2+4 e-=4OH– ⑴吸氧腐蚀电解质溶液：
强酸性⑵析氢腐蚀化学腐蚀与电化腐蚀的区别化学腐蚀电化腐蚀条件现象本质联系纯金属与所接触到的物质作用；不纯金属与电解质溶液以外的物质接触。不纯金属或合金与电解质溶液接触无电流产生有电流产生金属被氧化活泼金属被氧化两者往往同时发生，但以电化腐蚀为主水膜呈弱酸性或中性或碱性O2+2H2O+4e-=4OH-Fe-2e-=Fe2+水膜呈酸性2H++2e-=H2↑Fe-2e-=Fe2+Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓4Fe(OH)2 +2H2O+ O2= 4Fe(OH)34Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈吸氧腐蚀与析氢腐蚀（以钢铁为例）金属腐蚀的注意事项⑵在金属腐蚀中，以电化学腐蚀为主，而电化
学腐蚀中又以吸氧腐蚀为主。⑴金属腐蚀化学腐蚀电析氢吸氧化学腐蚀腐蚀腐蚀⑶纯净的金属只会发生化学腐蚀，不会发生电
化腐蚀；不纯的金属或合金可能发生化学腐
蚀，也可能发生电化腐蚀，取决于是否接触
到电解质溶液。⑷不纯金属发生电化腐蚀的实质是原电池反应，
且总是较活泼金属被腐蚀。而不活泼的金属
（或非金属或其它杂质）则被保护。
⑸升温、增大电解质溶液浓度、构成原电池都
可加快金属腐蚀。 烧过菜的铁锅如果未及时洗净（残液中含 NaCl），第二天便出现红棕色锈斑（主要成分为Fe2O3?nH2O）。请问这种腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀?为什么?解析：属于电化学腐蚀。
因为铁锅是由生铁做成的,铁锅生锈是因为Fe-C-NaCl 形成原电池。铁作负极，失去电子变成亚铁离子，从而被腐蚀。二、金属的防护 1. 金属防护的常用方法⑴物理保护法——在金属表面覆盖保护层
如：涂油漆、搪瓷、镀Zn、镀Sn、镀Cr
覆盖塑料或制成氧化膜等。⑵化学保护法①在要保护的金属上连接一种比该金属更易
失去电子的金属②将被保护金属连接在直流电源的负极上③改变金属的内部组织结构，如：将钢铁制
成不锈钢。——牺牲阳极的阴极保护——外加直流电源的阴极保护刷油漆外面包上一层塑料层选用油脂，不能用油漆自行车钢圈和车铃镀Cr用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块必须定期更换用牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须定期更换锌块假如你是设计师，正计划用钢材在杭州西湖内建造能使用20年左右的一座大桥，有三种防锈措施供选择，你优先选择哪种方法？各种方法有什么优、缺点？
（1）涂上油漆
（2）使用镀铬的钢
（3）使用不锈钢⑴的优点是成本较高，缺点是油漆层容易脱落，
保护作用一般，不太适合大桥要使用多年的要
求，而且也不适合在风景区使用。⑵的优点是保护作用优良，外表美观，适合风景
区使用。⑶的优点是保护作用优良，外表美观，但成本较
高，应酌情考虑。 1. 提高管道防腐技术，延长管道使用寿命是全球性重点研究课题之一。假如你是青岛海洋腐蚀研究所所长，西气东输工程指挥部邀你对输气管道防腐工程进行设计，你会采取怎样的防腐措施？【迁移应用】 2. 北京原西直门桥仅使用19年就因为其钢筋混凝土结构受腐蚀严重而提前退役了。据研究，一个重要原因是由于使用了融雪剂（主要是氯盐，即氯化钠、氯化钙、氯化镁等）导致的。试分析其腐蚀原理及给我们的启示。 3. 相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀，为什么？【迁移应用】 4. 用于连接铜板的铁螺丝容易生锈，试加以解释。 5. 灰铁皮（镀锡）比白铁皮容易生锈，试加以解释。练习1. 下列方法可用于金属防护的是（ ）
①原电池反应 ②涂油漆
③电镀 ④置于干燥环境
A．①③④ B．①②③
C．②③④ D．全部D2. 钢铁发生吸氧腐蚀时，发生还原反应的电极反
应式是（ ）
A. Fe – 2e-=Fe2+ B. 2H+ + 2e- =H2 ↑
C. 4OH-- 4e-= 2H2O + O2 ↑
D. 2H2O + O2 + 4e- = 4OH-D3. 有关金属腐蚀的论述，正确的是（ ）
A. 金属的腐蚀一定伴有电流产生
B. Fe在干燥的氯气里比在潮湿的空气里更
易被腐蚀
C. 发生化学能转变为电能的腐蚀时较活泼的
金属总是作正极而被腐蚀
D. 发生电化腐蚀时都有能量的转变，且被腐
蚀的金属总是失电子D4. 下列事实不能用电化学理论解释的是( ）
A. 轮船吃水线以下船壳上装一定数量的锌块
B. 铝片不用特殊方法保护
C. 纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量的CuSO4
溶液后速率加快
D. 镀锌铁（在铁上镀一层锌）比镀锡耐用B4. 如图所示，各
容器中盛有海
水，铁在其中
被腐蚀时由快
到慢的顺序是
（ ）
A. ②>①>③ B. ③>②>① C. ②>③>①A 6. 有a、b、c、d四种金属。将a与b连接起来，
浸入电解质溶液中，b不易腐蚀。将a、d分
别投入等浓度的盐酸中，d比a反应强烈。将
铜浸入b的盐溶液里，无明显变化。如果把
铜浸入c的盐溶液里，有金属c析出。据此判
断它们的活动性顺序由强到弱为( )
A．a > c > d > b B．d > a > b > c
C．d > b > a > c D．b > a > d > cB⑵若液面下降，则溶液呈 性，发生 腐
蚀，电极反应式为：
负极： ；
正极： 。⑴若液面上升，则溶液呈
性，发生
腐蚀,电极反应式为：
负极： ,
正极： 。 中或碱 吸氧Fe – 2e-＝Fe2+O2 + 2H2O + 4e- ＝ 4OH-酸析氢Fe – 2e-＝ Fe2+2H+ + 2e- ＝ H2↑ 7. 如图, 水槽中试管内有一枚
铁钉，放置数天观察：
1. 感知生活中金属腐蚀存在及腐蚀的类型。
2.了解电化学腐蚀的原理，并对比掌握吸
氧腐蚀与析氢腐蚀的异同。
3. 认识金属防护的一般方法。
【重点和难点】
金属的电化学腐蚀。金属的腐蚀和防护金属的腐蚀现象非常普遍：1. 钢铁生锈：
铁锈的主要成分：——Fe2O3·xH2O——Cu2(OH)2CO32. 铜器表面生成铜绿：
铜绿的主要成分：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。金属腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀一、金属的腐蚀定义：本质：金属失去电子被氧化。根据接触的介质不同、发生腐蚀的化学原理不同分类：金属跟接触到的物质（如O2、Cl2、SO2等）直接发生化学反应而引起的腐蚀。1. 化学腐蚀原理：定义：影响因素：金属跟氧化剂直接发生氧化还原反应本性：金属越活泼，越易被腐蚀；
温度：金属所处的环境温度越高，
腐蚀速率越快；
浓度：氧化剂浓度越大，腐蚀速率越快图3-14 左边家用燃气灶的中心部位很容易生锈，而右边的食品罐头放在南极已差不多90年了，却很少生锈，你知道为什么吗?升温可加快金属腐蚀 在新疆吐鲁番和海南省两地，哪个地区铁生锈相对慢一些？为什么？ 新疆吐鲁番，因为该地区相对干燥，水分稀少，而海南地区潮湿多雨，温度高，易发生电化学腐蚀。2.电化学腐蚀 不纯的金属（或合金）跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。定 义：把化学能转化为电能的装置原 理：较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活
泼的金属（负极）通过导线流向较不活泼
的金属（正极）原电池复习回忆构成条件:1. 自发进行的氧化还原反应
2. 有两种活动性不同的金属（或一种是非
金属导体如碳棒）做电极。
3. 两极材料均插入电解质溶液中。
（一般负极与电解质发生氧化还原反应）
4. 两极相连形成闭合回路科学探究 现有洁净无锈的铁钉，试管、植物油、NaCl溶液、CH3COOH溶液和煮沸后迅速冷却的蒸馏水，你也可以选用其他物品，设计实验探究铁钉锈蚀需要哪些条件，以及在什么条件下锈蚀速率快。不同条件下铁钉的腐蚀有气泡产生，反应速率快相当长时间铁钉未被腐蚀铁钉被腐蚀最快由于无O2较长时间铁钉未被腐蚀铁钉渐渐生锈铁钉被腐蚀无现象由于无O2铁钉未被腐蚀无现象由于无O2、H2O，铁钉不能被腐蚀植物油总结：铁钉遇到强酸或有O2、H2O存在的情况下，铁均可被腐蚀，遇到电解质时，一般腐蚀速率更快。不会，因为月球上缺少水分和氧气。 请你预测一下，铁在月球上会不会生锈？为什么？钢铁在干燥的空气里长时间不易被腐蚀,但在潮湿的空气里却很快被腐蚀,这是什么原因呢? 在潮湿的空气里,钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜。水能电离出少量的H+和OH-，同时由于空气中CO2的溶解,使水里的H+ 增多：正极呢？ 这样在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜，它跟钢铁里的铁和少量的碳构成无数微小的原电池——其中，铁是负极，碳是正极。在负极，铁失去电子
而被氧化成Fe2+。正极上发生反应有两种情况：负极: Fe-2e- =Fe2+
正极: 2H+ + 2e- = H2↑电解质溶液：
弱酸性、中性、碱性负极:Fe – 2e- = Fe2+
正极:2H2O+O2+4 e-=4OH– ⑴吸氧腐蚀电解质溶液：
强酸性⑵析氢腐蚀化学腐蚀与电化腐蚀的区别化学腐蚀电化腐蚀条件现象本质联系纯金属与所接触到的物质作用；不纯金属与电解质溶液以外的物质接触。不纯金属或合金与电解质溶液接触无电流产生有电流产生金属被氧化活泼金属被氧化两者往往同时发生，但以电化腐蚀为主水膜呈弱酸性或中性或碱性O2+2H2O+4e-=4OH-Fe-2e-=Fe2+水膜呈酸性2H++2e-=H2↑Fe-2e-=Fe2+Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓4Fe(OH)2 +2H2O+ O2= 4Fe(OH)34Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈吸氧腐蚀与析氢腐蚀（以钢铁为例）金属腐蚀的注意事项⑵在金属腐蚀中，以电化学腐蚀为主，而电化
学腐蚀中又以吸氧腐蚀为主。⑴金属腐蚀化学腐蚀电析氢吸氧化学腐蚀腐蚀腐蚀⑶纯净的金属只会发生化学腐蚀，不会发生电
化腐蚀；不纯的金属或合金可能发生化学腐
蚀，也可能发生电化腐蚀，取决于是否接触
到电解质溶液。⑷不纯金属发生电化腐蚀的实质是原电池反应，
且总是较活泼金属被腐蚀。而不活泼的金属
（或非金属或其它杂质）则被保护。
⑸升温、增大电解质溶液浓度、构成原电池都
可加快金属腐蚀。 烧过菜的铁锅如果未及时洗净（残液中含 NaCl），第二天便出现红棕色锈斑（主要成分为Fe2O3?nH2O）。请问这种腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀?为什么?解析：属于电化学腐蚀。
因为铁锅是由生铁做成的,铁锅生锈是因为Fe-C-NaCl 形成原电池。铁作负极，失去电子变成亚铁离子，从而被腐蚀。二、金属的防护 1. 金属防护的常用方法⑴物理保护法——在金属表面覆盖保护层
如：涂油漆、搪瓷、镀Zn、镀Sn、镀Cr
覆盖塑料或制成氧化膜等。⑵化学保护法①在要保护的金属上连接一种比该金属更易
失去电子的金属②将被保护金属连接在直流电源的负极上③改变金属的内部组织结构，如：将钢铁制
成不锈钢。——牺牲阳极的阴极保护——外加直流电源的阴极保护刷油漆外面包上一层塑料层选用油脂，不能用油漆自行车钢圈和车铃镀Cr用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块必须定期更换用牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须定期更换锌块假如你是设计师，正计划用钢材在杭州西湖内建造能使用20年左右的一座大桥，有三种防锈措施供选择，你优先选择哪种方法？各种方法有什么优、缺点？
（1）涂上油漆
（2）使用镀铬的钢
（3）使用不锈钢⑴的优点是成本较高，缺点是油漆层容易脱落，
保护作用一般，不太适合大桥要使用多年的要
求，而且也不适合在风景区使用。⑵的优点是保护作用优良，外表美观，适合风景
区使用。⑶的优点是保护作用优良，外表美观，但成本较
高，应酌情考虑。 1. 提高管道防腐技术，延长管道使用寿命是全球性重点研究课题之一。假如你是青岛海洋腐蚀研究所所长，西气东输工程指挥部邀你对输气管道防腐工程进行设计，你会采取怎样的防腐措施？【迁移应用】 2. 北京原西直门桥仅使用19年就因为其钢筋混凝土结构受腐蚀严重而提前退役了。据研究，一个重要原因是由于使用了融雪剂（主要是氯盐，即氯化钠、氯化钙、氯化镁等）导致的。试分析其腐蚀原理及给我们的启示。 3. 相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀，为什么？【迁移应用】 4. 用于连接铜板的铁螺丝容易生锈，试加以解释。 5. 灰铁皮（镀锡）比白铁皮容易生锈，试加以解释。练习1. 下列方法可用于金属防护的是（ ）
①原电池反应 ②涂油漆
③电镀 ④置于干燥环境
A．①③④ B．①②③
C．②③④ D．全部D2. 钢铁发生吸氧腐蚀时，发生还原反应的电极反
应式是（ ）
A. Fe – 2e-=Fe2+ B. 2H+ + 2e- =H2 ↑
C. 4OH-- 4e-= 2H2O + O2 ↑
D. 2H2O + O2 + 4e- = 4OH-D3. 有关金属腐蚀的论述，正确的是（ ）
A. 金属的腐蚀一定伴有电流产生
B. Fe在干燥的氯气里比在潮湿的空气里更
易被腐蚀
C. 发生化学能转变为电能的腐蚀时较活泼的
金属总是作正极而被腐蚀
D. 发生电化腐蚀时都有能量的转变，且被腐
蚀的金属总是失电子D4. 下列事实不能用电化学理论解释的是( ）
A. 轮船吃水线以下船壳上装一定数量的锌块
B. 铝片不用特殊方法保护
C. 纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量的CuSO4
溶液后速率加快
D. 镀锌铁（在铁上镀一层锌）比镀锡耐用B4. 如图所示，各
容器中盛有海
水，铁在其中
被腐蚀时由快
到慢的顺序是
（ ）
A. ②>①>③ B. ③>②>① C. ②>③>①A 6. 有a、b、c、d四种金属。将a与b连接起来，
浸入电解质溶液中，b不易腐蚀。将a、d分
别投入等浓度的盐酸中，d比a反应强烈。将
铜浸入b的盐溶液里，无明显变化。如果把
铜浸入c的盐溶液里，有金属c析出。据此判
断它们的活动性顺序由强到弱为( )
A．a > c > d > b B．d > a > b > c
C．d > b > a > c D．b > a > d > cB⑵若液面下降，则溶液呈 性，发生 腐
蚀，电极反应式为：
负极： ；
正极： 。⑴若液面上升，则溶液呈
性，发生
腐蚀,电极反应式为：
负极： ,
正极： 。 中或碱 吸氧Fe – 2e-＝Fe2+O2 + 2H2O + 4e- ＝ 4OH-酸析氢Fe – 2e-＝ Fe2+2H+ + 2e- ＝ H2↑ 7. 如图, 水槽中试管内有一枚
铁钉，放置数天观察：