人教版 高中化学 选修1 第3章第2节 金属的腐蚀和防护（共26张ppt）
文档属性
| 名称 | 人教版 高中化学 选修1 第3章第2节 金属的腐蚀和防护（共26张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2019-07-01 19:05:57 | ||
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文档简介
课件26张PPT。第三课时 金属的腐蚀与防护【问题思考】：
金属腐蚀现象在日常生活生产中非常普遍，你知道何谓金属腐蚀？ 它的实质是什么 ？ 金属腐蚀可分几类？ 腐蚀遍及国民经济各部门，给国民经济带来巨大的经济损失。有人统计每年全世界腐蚀报废的金属约一亿吨,占年产量的20%～40%。而且随着工业化的进程,腐蚀问题日趋严重化。腐蚀的巨大危害不仅体现在经济损失上，它还会带来惨重的人员伤亡、环境污染、资源浪费、阻碍新技术的发展、促进自然资源的损耗。 金属阳离子失e-氧化反应化学腐蚀电化学腐蚀金属原子2.金属腐蚀的实质：1.金属腐蚀：金属表面与周围的物质发生化学反应或因电化学作用而遭到破坏，称为金属腐蚀。3.金属腐蚀的类型：（是否有电流产生）氧化反应Zn-2e- =Zn2+ 铜锌原电池电解质溶液失e-，沿导线传递，有电流产生还原反应Cu2++2e- =Cu阴离子阳离子负极正极 阳离子复习回顾电池总反应式：原电池工作原理判断：下列装置能否构成原电池？化学腐蚀电化学腐蚀归纳小结金属的化学腐蚀与电化学腐蚀比较 金属原子失去电子被氧化而消耗的过程：
M-ne-=Mn+ 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，危害更大化学腐蚀的速度随温度升高而加快化学腐蚀：家用燃气灶的中心部位很容易生锈食品罐头放在南极80多年了，却很少生锈科学探究 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、无水氯化钙、棉花，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铁钉表面有较多铁锈 无锈蚀 植物油铁钉表面有较多铁锈 与空气接触部分有铁锈 无锈蚀 铁钉与空气、水同时接触才会锈蚀，且有电解质溶液时锈蚀加快，相同时间产生更多的铁锈。 CuCuFeFe2+2e-OH-H2OO2Fe-2e=Fe2+负极：(Fe)正极：(Cu)电解质溶液：空气中的SO2 , CO2溶于水膜中O2+2H2O+4e-=4OH-2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2电池总反应：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3后续反应：Fe2O3 · nH2O（铁锈）为什么铜板上的铁铆钉特别容易生锈？金属电化学腐蚀的原理1、吸氧腐蚀（中性、弱酸性水溶液）负极：2Fe - 4e － =2Fe2+正极：O2 + 2H2O + 4e － = 4OH－总反应：2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2后续反应：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3Fe2O32、析氢腐蚀（酸性水溶液）负极：Fe － 2e － = Fe2+总反应： Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑正极：2H+ + 2e－ = H2↑钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀比较Fe2O3 · nH2O（铁锈）通常两种腐蚀同时存在，但以前者更普遍。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 + 2 H+ == Fe2+ + H2↑ 2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联系（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）中性或弱酸 吸氧Fe–2e-→Fe2+O2+2H2O+4e-→4OH－酸析氢Fe–2e-→Fe2+2H++2e-→H2↑ 随堂检测
(1)金属的防护原理
金属的防护就是防止金属的腐蚀，要解决的主要问题是使金属不被_______。
(2)金属的防护措施
生产上常用的一些防护方法：
①改变金属的内部组织结构。例如：把铬、镍等加入普通钢里制成不锈钢，就大大地增加了钢铁对各种侵蚀的抵抗力。氧化②在金属表面覆盖保护层。在金属表面覆盖致密的保护层，从而使金属制品跟周围物质隔离开来，这是一种普遍采用的防护方法。如油漆、搪瓷、电镀等。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电镀是一种常用的防止金属腐蚀的方法，当金属镀层完好时，防护原理与非金属保护层相同，但是当金属镀层部分破损时，镀层金属与被保护金属会形成原电池，情况就不同了。
思考与交流 白口铁（镀锌）和马口铁（镀锡）当镀层破损后，哪个腐蚀快，为什么？
③电化学保护法：a.用锌块形成原电池，牺牲锌(负极)保护铁(正极),习惯上叫做牺牲阳极的阴极保护法。如船壳上打上锌块；
b.钢铁外接电源负极形成电解池，使之成为阴极而被保护，习惯上叫做外加电流的阴极保护法。如钢闸门接低压直流电负极，石墨接电源正极作阳极，浸入水中。就防护效果而言，b法优于a法。石墨牺牲阳极保护法阴极电保护法
(外加电流阴极保护法） 金属腐蚀快慢的判断：
(1)与构成微电池两极的材料有关。两极材料的活动性差别越大，氧化还原反应的速率越 ，活泼金属被腐蚀的速度越 。
(2)与电解质溶液有关，金属的腐蚀在强电解质中 弱电解质中 非电解质中。
（3）与腐蚀原理有关，电解原理引起的腐蚀 原电池原理引起的腐蚀 化学腐蚀 有防腐措施的腐蚀。
快快>>>>>下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是抛砖引玉(5)(2)(1)(3)(4)【能力提升】防止金属的腐蚀是世界级难题，每年全世界钢产量的四分之一因腐蚀而损失。(1)图甲是模拟钢铁腐蚀的装置(盐桥中装有含琼脂的KCl饱和溶液)，发生的腐蚀主要是电化学中的________腐蚀，该腐蚀过程中正极的电极反应式为_ ___ NaCl溶液中c(Cl－)________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)为降低某水库铁闸门的被腐蚀速率，可以采用图乙方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用_____。
A．铜 B．钠 C．锌 D．石墨析氢2H＋＋2e－===H2↑C增大
(3)图丙所示方案也可降低铁闸门的被腐蚀速率，其中铁闸门应连接直流电源的________极，这种防止金属腐蚀的方法为______________________。
(4)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是____________________________________________
______________________________________________负外加电流阴极保护法铜作阳极可失电子转变为Cu2＋落入溶液，补充因为阴极上放电而减少的Cu2＋，使电镀液中c(Cu2＋)保持稳定归 纳 整 合 如下图所示，将被不同金属紧紧缠绕的铁钉放入培养皿中，再加入含有适量酚酞和NaCl的琼脂热溶液，冷却后形成琼胶(离子在琼胶内可以移动)。下列叙述正确的是( )
A．a中铁钉附近呈现红色
B．b中铁钉上发生还原反应
C．a中铜丝上发生氧化反应
D．b中铝条附近有气泡产生B 利用如图装置探究铁在海水中的电化学腐蚀与防护。下列说法不正确的是( )
A．若X为锌棒，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀，采用了牺牲阳极保护法
B．若X为锌棒，开关K置于N处，X极的反应：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
C．若X为碳棒，开关K置于N处，可减缓铁的腐蚀，采用了外加电流阴极保护法
D．若X为碳棒，开关K置于M处，X极的反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－高考检测B
金属腐蚀现象在日常生活生产中非常普遍，你知道何谓金属腐蚀？ 它的实质是什么 ？ 金属腐蚀可分几类？ 腐蚀遍及国民经济各部门，给国民经济带来巨大的经济损失。有人统计每年全世界腐蚀报废的金属约一亿吨,占年产量的20%～40%。而且随着工业化的进程,腐蚀问题日趋严重化。腐蚀的巨大危害不仅体现在经济损失上，它还会带来惨重的人员伤亡、环境污染、资源浪费、阻碍新技术的发展、促进自然资源的损耗。 金属阳离子失e-氧化反应化学腐蚀电化学腐蚀金属原子2.金属腐蚀的实质：1.金属腐蚀：金属表面与周围的物质发生化学反应或因电化学作用而遭到破坏，称为金属腐蚀。3.金属腐蚀的类型：（是否有电流产生）氧化反应Zn-2e- =Zn2+ 铜锌原电池电解质溶液失e-，沿导线传递，有电流产生还原反应Cu2++2e- =Cu阴离子阳离子负极正极 阳离子复习回顾电池总反应式：原电池工作原理判断：下列装置能否构成原电池？化学腐蚀电化学腐蚀归纳小结金属的化学腐蚀与电化学腐蚀比较 金属原子失去电子被氧化而消耗的过程：
M-ne-=Mn+ 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，危害更大化学腐蚀的速度随温度升高而加快化学腐蚀：家用燃气灶的中心部位很容易生锈食品罐头放在南极80多年了，却很少生锈科学探究 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、无水氯化钙、棉花，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铁钉表面有较多铁锈 无锈蚀 植物油铁钉表面有较多铁锈 与空气接触部分有铁锈 无锈蚀 铁钉与空气、水同时接触才会锈蚀，且有电解质溶液时锈蚀加快，相同时间产生更多的铁锈。 CuCuFeFe2+2e-OH-H2OO2Fe-2e=Fe2+负极：(Fe)正极：(Cu)电解质溶液：空气中的SO2 , CO2溶于水膜中O2+2H2O+4e-=4OH-2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2电池总反应：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3后续反应：Fe2O3 · nH2O（铁锈）为什么铜板上的铁铆钉特别容易生锈？金属电化学腐蚀的原理1、吸氧腐蚀（中性、弱酸性水溶液）负极：2Fe - 4e － =2Fe2+正极：O2 + 2H2O + 4e － = 4OH－总反应：2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2后续反应：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3Fe2O32、析氢腐蚀（酸性水溶液）负极：Fe － 2e － = Fe2+总反应： Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑正极：2H+ + 2e－ = H2↑钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀比较Fe2O3 · nH2O（铁锈）通常两种腐蚀同时存在，但以前者更普遍。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 + 2 H+ == Fe2+ + H2↑ 2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联系（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）中性或弱酸 吸氧Fe–2e-→Fe2+O2+2H2O+4e-→4OH－酸析氢Fe–2e-→Fe2+2H++2e-→H2↑ 随堂检测
(1)金属的防护原理
金属的防护就是防止金属的腐蚀，要解决的主要问题是使金属不被_______。
(2)金属的防护措施
生产上常用的一些防护方法：
①改变金属的内部组织结构。例如：把铬、镍等加入普通钢里制成不锈钢，就大大地增加了钢铁对各种侵蚀的抵抗力。氧化②在金属表面覆盖保护层。在金属表面覆盖致密的保护层，从而使金属制品跟周围物质隔离开来，这是一种普遍采用的防护方法。如油漆、搪瓷、电镀等。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电镀是一种常用的防止金属腐蚀的方法，当金属镀层完好时，防护原理与非金属保护层相同，但是当金属镀层部分破损时，镀层金属与被保护金属会形成原电池，情况就不同了。
思考与交流 白口铁（镀锌）和马口铁（镀锡）当镀层破损后，哪个腐蚀快，为什么？
③电化学保护法：a.用锌块形成原电池，牺牲锌(负极)保护铁(正极),习惯上叫做牺牲阳极的阴极保护法。如船壳上打上锌块；
b.钢铁外接电源负极形成电解池，使之成为阴极而被保护，习惯上叫做外加电流的阴极保护法。如钢闸门接低压直流电负极，石墨接电源正极作阳极，浸入水中。就防护效果而言，b法优于a法。石墨牺牲阳极保护法阴极电保护法
(外加电流阴极保护法） 金属腐蚀快慢的判断：
(1)与构成微电池两极的材料有关。两极材料的活动性差别越大，氧化还原反应的速率越 ，活泼金属被腐蚀的速度越 。
(2)与电解质溶液有关，金属的腐蚀在强电解质中 弱电解质中 非电解质中。
（3）与腐蚀原理有关，电解原理引起的腐蚀 原电池原理引起的腐蚀 化学腐蚀 有防腐措施的腐蚀。
快快>>>>>下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是抛砖引玉(5)(2)(1)(3)(4)【能力提升】防止金属的腐蚀是世界级难题，每年全世界钢产量的四分之一因腐蚀而损失。(1)图甲是模拟钢铁腐蚀的装置(盐桥中装有含琼脂的KCl饱和溶液)，发生的腐蚀主要是电化学中的________腐蚀，该腐蚀过程中正极的电极反应式为_ ___ NaCl溶液中c(Cl－)________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)为降低某水库铁闸门的被腐蚀速率，可以采用图乙方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用_____。
A．铜 B．钠 C．锌 D．石墨析氢2H＋＋2e－===H2↑C增大
(3)图丙所示方案也可降低铁闸门的被腐蚀速率，其中铁闸门应连接直流电源的________极，这种防止金属腐蚀的方法为______________________。
(4)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是____________________________________________
______________________________________________负外加电流阴极保护法铜作阳极可失电子转变为Cu2＋落入溶液，补充因为阴极上放电而减少的Cu2＋，使电镀液中c(Cu2＋)保持稳定归 纳 整 合 如下图所示，将被不同金属紧紧缠绕的铁钉放入培养皿中，再加入含有适量酚酞和NaCl的琼脂热溶液，冷却后形成琼胶(离子在琼胶内可以移动)。下列叙述正确的是( )
A．a中铁钉附近呈现红色
B．b中铁钉上发生还原反应
C．a中铜丝上发生氧化反应
D．b中铝条附近有气泡产生B 利用如图装置探究铁在海水中的电化学腐蚀与防护。下列说法不正确的是( )
A．若X为锌棒，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀，采用了牺牲阳极保护法
B．若X为锌棒，开关K置于N处，X极的反应：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
C．若X为碳棒，开关K置于N处，可减缓铁的腐蚀，采用了外加电流阴极保护法
D．若X为碳棒，开关K置于M处，X极的反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－高考检测B