第四章•第三节　金属的腐蚀与防护ppt课件-（2019）新人教版高中化学高二上学期选择性必修一.pptx

1、第三节金属的腐蚀与防护第四章化学反应与电能目录一、上节回溯二、知识讲解三、小结四、练习一、上节回溯1电解原理2电解原理的应用 电解饱和食盐水 电镀 电冶金二、知识讲解金属的腐蚀图4-17生锈的铁索图4-18生锈的铜像二、知识讲解金属的腐蚀金属腐蚀是金属或合金与周围的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象。根据情况，一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。金属与其表面接触的一些物质（如O2、Cl2、SO2等）直接反应而引起的腐蚀叫做化学腐蚀。当不纯的金属与电解质溶液接触时会发生原电池反应，比较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。根据条件不同，钢铁腐蚀可分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀。二、

2、知识讲解金属的腐蚀在酸性环境中，由于在腐蚀过程中不断有H2放出，所以叫做析氢腐蚀。图4-19钢铁的析氢腐蚀负极：Fe2e- = Fe2+正极：2H+2e- = H2总反应：Fe2H+ = Fe2+H2二、知识讲解金属的腐蚀如果钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性，但溶有一定量的氧气，此时会发生吸氧腐蚀。图4-20钢铁的吸氧腐蚀负极：Fe2e- = Fe2+正极：2H2OO24e- = 4OH-总反应：2FeO22H2O = 2Fe(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Fe2O3xH2O（铁锈的主要成分）空气中的O2失去部分水实际上，金属腐蚀过程中电化学腐蚀和化学腐蚀往往同时发生，但绝大多数属于电

3、化学腐蚀。电化学腐蚀比化学腐蚀的速率也大得多。二、知识讲解金属的腐蚀 【实验4-3】（1）将经过酸洗除锈的铁钉用饱和食盐水浸泡一下，放入图4-21所示的具支试管中。几分钟后，观察导管中水柱的变化，解释引起这种变化的原因。图4-21铁钉的吸氧腐蚀实验二、知识讲解金属的腐蚀 【实验4-3】（2）取两支试管，分别放入两颗锌粒和等体积、等浓度的稀盐酸，观察现象。然后，向其中一支试管中滴加12滴硫酸铜溶液，再观察现象。解释产生不同现象的原因。二、知识讲解金属的防护在金属中添加其他金属或非金属可以制成性能优异的合金。如，把铬、镍等加入普通钢中制成不锈钢产品。1改变金属材料的组成图4-22不锈钢餐具二、知识

4、讲解金属的防护在金属表面覆盖致密的保护层，将金属制品与周围物质隔开是一种普遍采用的防护方法。2在金属表面覆盖保护层图4-23在汽车表面涂漆 表面喷涂油漆、矿物性油脂或覆盖搪瓷、塑料等； 电镀等方法在表面进行发蓝处理（Fe3O4薄膜）； 阳极氧化处理铝制品表面，形成致密氧化膜而钝化； 离子注入、表面渗镀等在金属表面形成稳定的钝化膜。二、知识讲解金属的防护思考与讨论常用的白铁皮是在薄钢板表面镀上一层锌，罐装食品用的马口铁是在薄钢板表面镀上一层锡。若上述两种钢铁制品的表面出现破损时，请分析并说明白铁皮、马口铁的腐蚀情况。？由于金属活动性：ZnFeSn，所以白铁皮破损时，薄钢板表面的镀层Zn作负极而被

5、腐蚀；罐装食品用的白口铁出现破损时，薄钢板作负极而被腐蚀。二、知识讲解金属的防护（1）牺牲阳极法3电化学保护法图4-24牺牲阳极法通常是在被保护的钢铁设备上（如锅炉的内壁、船舶的外壳等）安装若干合金或锌块。图4-25牺牲船体上镶嵌的锌块，避免船体遭受腐蚀二、知识讲解金属的防护 【实验4-4】（1）以Fe作保护电极，Zn作辅助电极，以经过酸化的3% NaCl溶液作电解质溶液，按图4-26所示连接装置。观察电流表指针的变化，以及烧杯中两个电极附近发生的现象。过一段时间，用胶头滴管从Fe电极区域取少量溶液于试管中，再向试管中滴入2滴K3Fe(CN)6（铁氰化钾）溶液，观察试管中溶液颜色的变化。图4-

6、26牺牲阳极法实验（1）实验装置电流表阳极阴极现象有关反应无气泡无气泡指针偏转Zn2e- = Zn2+O24e-4H+ = 2H2O滴加2滴K3Fe(CN)6溶液，没有产生蓝色沉淀，说明溶液中不存在Fe2+，证明Fe未被腐蚀。二、知识讲解金属的防护 【实验4-4】（2）将1 g琼脂加入250 mL烧杯中，再加入50 mL饱和食盐水和150 mL水。搅拌、加热煮沸，使琼脂溶解。稍冷后，趁热把琼脂溶液分别倒入两个培养皿中，各滴入56滴酚酞溶液和K3Fe(CN)6溶液，混合均匀。取两个23 cm长的铁钉，用砂纸擦光。如图4-27(a)所示，将裹有锌皮的铁钉放入上述的一个培养皿中；如图4-27(b)所

7、示，将缠有铜丝的铁钉放入另一个培养皿中。观察并解释实验现象。二、知识讲解金属的防护 【实验4-4】（2）将1 g琼脂加入250 mL烧杯中，再加入50 mL饱和食盐水和150 mL水。搅拌、加热煮沸，使琼脂溶解。稍冷后，趁热把琼脂溶液分别倒入两个培养皿中，各滴入56滴酚酞溶液和K3Fe(CN)6溶液，混合均匀。取两个23 cm长的铁钉，用砂纸擦光。如图4-27(a)所示，将裹有锌皮的铁钉放入上述的一个培养皿中；如图4-27(b)所示，将缠有铜丝的铁钉放入另一个培养皿中。观察并解释实验现象。图4-27牺牲阳极法实验（2）（a）（b）靠近锌皮处颜色无变化，靠近裸露在外的铁钉处出现红色；靠近铜丝处出

8、现红色，靠近裸露在外的铁钉处出现蓝色。二、知识讲解金属的防护（2）外加电流法3电化学保护法把被保护的钢铁设备（如钢闸门）作为阴极，用惰性电极作为辅助阳极，两者均放在电解质溶液（如海水）里，外接直流电源（如图4-28）。图4-28外加电流法二、知识讲解金属的防护思考与讨论牺牲阳极法和外加电流法都要采用辅助阳极，将被保护的金属作为阴极。在这两种方法中，辅助阳极发生的电极反应类型是否相同？对于用作辅助阳极的金属的化学性质各有什么要求？在两种防护方法中，辅助阳极发生的电极反应类型都是氧化反应。依据原电池工作原理，在牺牲阳极法中，用作辅助阳极的金属的活动性要比被保护的金属的活动性强。依据电解池工作原理，

9、在外加电流法中，辅助阳极与电源的正极相连接，惰性电极或金属均可用作辅助阳极。三、小结1金属的腐蚀2金属的防护 改变金属材料的组成 在金属表面覆盖保护层 电化学保护法：（1）牺牲阳极法；（2）外加电流法四、练习1以下现象与电化学腐蚀无关的是（）A生铁比纯铁容易生锈B银质物品久置表面变暗C铁质器件附有铜质配件，在接触处铁易生锈D黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿B四、练习2在下图所示装置的烧杯中均盛有0.1 mol/L H2SO4溶液，其中锌片最易被腐蚀的是（）CABCDZnMgZnPtZnCuZn四、练习3在下图所示装置的烧杯中均盛有海水，其中能保护铁不被腐蚀的是（） BDABCDFeFeCFeSnFeZnC谢谢