人教化学选修4第四章第四节 金属的电化学腐蚀与防护（共25张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教化学选修4第四章第四节 金属的电化学腐蚀与防护（共25张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.7MB | ||
| 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 | 2020-06-12 17:36:29 | ||
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文档简介
(共25张PPT)
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？
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
1、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？分别发生哪些电极反应？
是指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。
由于与金属接触的介质不同，发生腐蚀的化学原理也不同，一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。
一、金属的腐蚀
1、化学腐蚀
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
叫做化学腐蚀。
一般情况下，温度的升高会加快化学反应速率。因此，温度对化学腐蚀的影响较明显。
家用燃气灶
放在南极已差不多
90年食品罐头
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。
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
实验方案
CH3COOH溶液
煮沸后迅速冷却的蒸馏水
NaCl溶液
煮沸后迅速冷却的蒸馏水
植物油
记录
结论
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。水膜中溶解有来自大气中的CO2、SO2、H2S等气体
使水膜中含有一定量的H
+
H2O
+
CO2
?
H2CO3
?
H
+
+
HCO3
-
H2O
?
H
+
+OH-
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。
钢铁的析氢腐蚀示意图
钢铁的吸氧腐蚀示意图
负极（Fe）：
Fe
-
2e-
=
Fe2+
正极（C）：①水膜酸性较强
2H++2e-
=
H2
②水膜酸性很弱或呈中性
2H2O+O2+4e-
=
4OH-
电解质溶液
钢铁
其中铁作负极,碳作正极
钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
水膜呈酸性
水膜酸性很弱或呈中性
2Fe+2H2O+O2=
2
Fe(OH)2
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
Fe2O3
·
nH2O
通常两种腐蚀同时存在，但以吸氧腐蚀为主。
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条件
电极反应
负极Fe(-)
正极C(+)
总反应
进一步反应
联系
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Fe
2
O
3?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。
3、影响金属腐蚀的因素：
1）、金属的本性：金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀。如果金属中能导电的杂质不如该金属活泼，则容易形成原电池而使金属发生电化学腐蚀。
2）、介质：遇潮湿空气、腐蚀性气体、电解质溶液，容易被腐蚀
思考与交流
讨论自行车的不同构件如链条、钢圈、支架和齿轮等分别采取了什么防锈措施？
思考与交流
请根据生活常识以及下图总结金
属防护常用的方法，并解释这些方法
为什么可以达到防止金属腐蚀的目的。
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，为什么不能用油漆
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
二、金属的防护方法
1、在金属表面覆盖保护层：油、油漆、塑料、搪瓷、镀一层金属
2、改变金属的内部组织结构：如制成合金
3、电化学保护法
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
（1）牺牲阳极的阴极保护法
（原电池原理）
(例：轮船船身上的锌块、地下钢铁管道接镁块)
（2）外加电流的阴极保护法
将被保护的金属与
电源的负极相连，
作为电解池的阴极，
在外加电源的作用
下使阴极得到保护。
（电解池原理）
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
小结与作业
小结：
本课时我们主要学习了金属
的两
种腐蚀方式：化学腐蚀和电化学
腐蚀，以及金属的防护方法。
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？
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
1、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？分别发生哪些电极反应？
是指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。
由于与金属接触的介质不同，发生腐蚀的化学原理也不同，一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。
一、金属的腐蚀
1、化学腐蚀
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
叫做化学腐蚀。
一般情况下，温度的升高会加快化学反应速率。因此，温度对化学腐蚀的影响较明显。
家用燃气灶
放在南极已差不多
90年食品罐头
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。
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
实验方案
CH3COOH溶液
煮沸后迅速冷却的蒸馏水
NaCl溶液
煮沸后迅速冷却的蒸馏水
植物油
记录
结论
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。水膜中溶解有来自大气中的CO2、SO2、H2S等气体
使水膜中含有一定量的H
+
H2O
+
CO2
?
H2CO3
?
H
+
+
HCO3
-
H2O
?
H
+
+OH-
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。
钢铁的析氢腐蚀示意图
钢铁的吸氧腐蚀示意图
负极（Fe）：
Fe
-
2e-
=
Fe2+
正极（C）：①水膜酸性较强
2H++2e-
=
H2
②水膜酸性很弱或呈中性
2H2O+O2+4e-
=
4OH-
电解质溶液
钢铁
其中铁作负极,碳作正极
钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
水膜呈酸性
水膜酸性很弱或呈中性
2Fe+2H2O+O2=
2
Fe(OH)2
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
Fe2O3
·
nH2O
通常两种腐蚀同时存在，但以吸氧腐蚀为主。
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条件
电极反应
负极Fe(-)
正极C(+)
总反应
进一步反应
联系
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Fe
2
O
3?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。
3、影响金属腐蚀的因素：
1）、金属的本性：金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀。如果金属中能导电的杂质不如该金属活泼，则容易形成原电池而使金属发生电化学腐蚀。
2）、介质：遇潮湿空气、腐蚀性气体、电解质溶液，容易被腐蚀
思考与交流
讨论自行车的不同构件如链条、钢圈、支架和齿轮等分别采取了什么防锈措施？
思考与交流
请根据生活常识以及下图总结金
属防护常用的方法，并解释这些方法
为什么可以达到防止金属腐蚀的目的。
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，为什么不能用油漆
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
二、金属的防护方法
1、在金属表面覆盖保护层：油、油漆、塑料、搪瓷、镀一层金属
2、改变金属的内部组织结构：如制成合金
3、电化学保护法
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
（1）牺牲阳极的阴极保护法
（原电池原理）
(例：轮船船身上的锌块、地下钢铁管道接镁块)
（2）外加电流的阴极保护法
将被保护的金属与
电源的负极相连，
作为电解池的阴极，
在外加电源的作用
下使阴极得到保护。
（电解池原理）
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
小结与作业
小结：
本课时我们主要学习了金属
的两
种腐蚀方式：化学腐蚀和电化学
腐蚀，以及金属的防护方法。