資源簡(jiǎn)介

(共15張PPT)
第三節(jié) 金屬的腐蝕與防護(hù)
人教版2019選擇性必修一
第四章 化學(xué)反應(yīng)與電能
使橋梁、建筑物的金屬構(gòu)架強(qiáng)度降低而造成坍塌
機(jī)器設(shè)備、儀器、儀表的精度和靈敏度降低，直至報(bào)廢
使地下金屬管道發(fā)生泄漏、輪船船體損壞等
金屬腐蝕現(xiàn)象在生產(chǎn)生活中普遍存在。
鐵銹主要成分：Fe2O3 xH2O
銅綠主要成分：Cu2(OH)2 CO3
任務(wù)一 金屬的腐蝕
金屬原子
金屬陽(yáng)離子
失去e－
M －ne－＝Mn＋
1.什么是金屬腐蝕？
2.金屬腐蝕的本質(zhì)是什么？
金屬腐蝕是金屬或合金與周?chē)臍怏w或液體發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起損耗的現(xiàn)象。
3.金屬腐蝕的種類有哪些？
鐵發(fā)生腐蝕時(shí)，產(chǎn)物是Fe2+
化學(xué)腐蝕：金屬與其表面接觸的一些物質(zhì)（如O2、Cl2）直接反應(yīng)而引起的腐蝕。
電化學(xué)腐蝕：不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕
鋼鐵在潮濕空氣中容易生銹
鋼鐵
Fe、C
水膜
電解質(zhì)溶液
CO2、SO2、H2S
在鋼鐵表面形成無(wú)數(shù)微小原電池
化學(xué)腐蝕 電化學(xué)腐蝕
定義
電流
現(xiàn)象
本質(zhì) 影響因素
聯(lián)系
任務(wù)一 金屬的腐蝕
電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕往往同時(shí)發(fā)生，但電化學(xué)腐蝕更普遍，腐蝕速率更快，危害也更嚴(yán)重。
金屬與其表面接觸的一些物質(zhì)（如O2
Cl2 SO2 等）直接反應(yīng)而引起的腐蝕
當(dāng)不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)會(huì)發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕
無(wú) 微弱電流
金屬被腐蝕 較活潑金屬被腐蝕
M - ne- = Mn+
與氧化劑的氧化性及溫度等有關(guān)
與電解質(zhì)溶液的酸堿性及金屬活動(dòng)性等有關(guān)
形成原電池的腐蝕
兩種腐蝕的判斷方法
①看金屬：純金屬發(fā)生化學(xué)腐蝕
②看接觸物：非電解質(zhì)發(fā)生化學(xué)腐蝕，電解質(zhì)溶液發(fā)生電化學(xué)腐蝕
任務(wù)一 金屬的腐蝕
根據(jù)鋼鐵表面水膜的酸性強(qiáng)弱，鋼鐵電化學(xué)腐蝕分為析氫腐蝕和吸氧腐蝕兩種類型。
水膜酸性較強(qiáng)
水膜酸性很弱或呈中性
正極： 2H++ 2e- == H2↑
負(fù)極
Fe － 2e- == Fe2+
總反應(yīng)： Fe + 2H+ == Fe2+ + H2↑
進(jìn)一步反應(yīng)：
2Fe(OH)3 == Fe2O3·xH2O+(3-x) H2O
正極：O2 + 2H2O + 4e- == 4OH-
總反應(yīng)：2Fe+ O2+2H2O == 2Fe(OH)2
4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O == 4Fe(OH)3
析氫腐蝕
吸氧腐蝕
Fe負(fù)極材料
負(fù)極反應(yīng)物
C正極材料
H+正極反應(yīng)物
Fe負(fù)極材料
負(fù)極反應(yīng)物
C正極材料
O2正極反應(yīng)物
金屬活動(dòng)順序表中氫前金屬才能與硫酸等酸性較強(qiáng)的溶液發(fā)生析氫腐蝕
金屬活動(dòng)順序表中氫前金屬和氫后金屬都能發(fā)生吸氧腐蝕
任務(wù)一 金屬的腐蝕
實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)解釋
導(dǎo)管中________ 裝置中鐵、碳和飽和食鹽水構(gòu)成_______，鐵釘發(fā)生_____腐蝕
①試管中產(chǎn)生氣泡的速率____ Zn與CuSO4反應(yīng)生成Cu，Zn、Cu和稀鹽酸構(gòu)成_______，發(fā)生_______腐蝕，產(chǎn)生氣泡的速率更___
液面上升
原電池
吸氧
快
原電池
析氫
快
實(shí)驗(yàn)探究吸氧腐蝕和析氫腐蝕
腐蝕速率：電化學(xué)腐蝕 > 化學(xué)腐蝕
課堂練習(xí)
利用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，開(kāi)始時(shí)，U形管兩邊液面相平，密封好，放置一段時(shí)間。下列說(shuō)法不正確的是
A．左側(cè)發(fā)生吸氧腐蝕，右側(cè)發(fā)生析氫腐蝕
B．一段時(shí)間后，左邊液面高于右邊液面
C．a(chǎn)、b兩處具有相同的負(fù)極反應(yīng)式：Fe－2e－=Fe2＋
D．a(chǎn)處溶液的pH增大，b處溶液的pH減小
D
任務(wù)二 金屬的防護(hù)
金屬防護(hù)的本質(zhì)：阻止 M-ne-=Mn+ 的發(fā)生
思考角度
切斷原電池反應(yīng)
給予電子
改變金屬材料組成
在金屬表面覆蓋保護(hù)層
烤藍(lán)
烤漆
鍍鉻
覆蓋塑料
涂凡士林
鍍鋅
涂機(jī)油
問(wèn)題：根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)和金屬腐蝕的實(shí)質(zhì)，思考金屬的防護(hù)方法？
任務(wù)二 金屬的防護(hù)
1.改變金屬材料的組成
在金屬中添加其他金屬或非金屬可以制成性能優(yōu)異的合金。
2.在金屬表面覆蓋保護(hù)層
在金屬表面覆蓋致密的保護(hù)層，將金屬制品與周?chē)镔|(zhì)隔開(kāi)。
不銹鋼含鉻、鎳等合金元素
鈦合金抗腐蝕性，生物相容性
刷油漆
涂黃油
鍍金屬
涂搪瓷
烤藍(lán)
生成一層致密的四氧化三鐵薄膜
任務(wù)二 金屬的防護(hù)
3.給予電子
原電池中作正極(陰極)，電解池中作陰極。
鋼閘門(mén)
(陰極)
海水
鋅板
(犧牲陽(yáng)極)
(1)、犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)法——
原電池
犧牲鋅塊來(lái)保護(hù)鋼閘門(mén)，鋅塊必須定期更換
極：比被保護(hù)金屬活潑的金屬；
極：被保護(hù)的金屬設(shè)備。
負(fù)
正
e-
e-
Zn
應(yīng)用：鍋爐內(nèi)壁、船舶外殼、鋼鐵閘門(mén)安裝鎂合金或鋅塊。
找替罪“陽(yáng)”
任務(wù)二 金屬的防護(hù)
實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法
Fe作保護(hù)電極，Zn作輔助電極，以經(jīng)過(guò)酸化的3%NaCl溶液作電解質(zhì)溶液，按圖所示連接好裝置。觀察電流表指針的變化，以及燒杯中兩個(gè)電極附近發(fā)生的現(xiàn)象。
過(guò)一段時(shí)間，用膠頭滴管從和Fe電極區(qū)域取少量溶液于試管中，再向試管中滴入2滴K3[Fe(CN)6] (鐵氰化鉀)溶液，觀察試管中溶液顏色變化？
注意：Fe2+與K3[Fe(CN)6]溶液(黃色)反應(yīng)生成帶有特征藍(lán)色的鐵氰化亞鐵KFe[Fe(CN)6]沉淀。
實(shí)驗(yàn)1 電流表 陽(yáng)極 陰極
現(xiàn)象
有關(guān)反應(yīng)
實(shí)驗(yàn)2 偏轉(zhuǎn)
鋅片逐漸溶解
鐵電極上無(wú)氣泡冒出
Zn-2e- = Zn2＋
O2 + 4e- + 4H＋- = 2H2O
試管中滴入2滴K3[Fe(CN)6]溶液，無(wú)明顯變化
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：Fe、Zn和經(jīng)過(guò)酸化的NaCl溶液構(gòu)成原電池；
Zn作負(fù)極被腐蝕，F(xiàn)e作正極被保護(hù)
任務(wù)二 金屬的防護(hù)
3.給予電子
原電池中作正極(陰極)，電解池中作陰極。
(2)、外加電源陰極保護(hù)法——
電解池
極：被保護(hù)的金屬設(shè)備；
極：惰性金屬或石墨。
陰
陽(yáng)
鋼閘門(mén)
(陰極)
海水
輔助陽(yáng)極
(不溶性)
e-
NaCl溶液
陰極
Fe
+
-
A
陽(yáng)極
C
- +
e
e
應(yīng)用：鋼鐵閘門(mén)，高壓線鐵架，地下管道連接直流電源的負(fù)極。
知識(shí)總結(jié)
金屬的腐蝕與防護(hù)
金屬的
腐蝕
金屬的
防護(hù)
化學(xué)腐蝕
金屬表面覆蓋保護(hù)層
電化學(xué)腐蝕
改變金屬材料的組成
電化學(xué)保護(hù)法
1）犧牲陽(yáng)極法
2）外加電流法
1）析氫腐蝕
2）吸氧腐蝕
課堂練習(xí)
下圖各燒杯中盛有稀鹽酸，鐵在其中被腐蝕由快到慢的順序是怎樣的？
①
②
③
④
⑤
⑥
電解池的陽(yáng)極
原電池的負(fù)極
化學(xué)腐蝕
原電池的正極
電解池的陰極
＞
＞
＞
＞
金屬活動(dòng)性差別越大，活潑性強(qiáng)的金屬腐蝕越快
犧牲陽(yáng)極法
外加電流法
腐蝕由快到慢：①②③④⑤⑥
課堂練習(xí)
下列關(guān)于如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置的判斷中錯(cuò)誤的是
A.若X為碳棒，開(kāi)關(guān)K置于A處可減緩鐵的腐蝕
B.若X為鋅棒，開(kāi)關(guān)K置于A或B處都可減緩鐵的腐蝕
C.若X為鋅棒，開(kāi)關(guān)K置于B處時(shí)，為犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法
D.若X為碳棒，開(kāi)關(guān)K置于B處時(shí)，鐵電極上發(fā)生的反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑
D

展開(kāi)更多......

收起↑