《金属制品的防护》课件5.ppt

1、课题4 金属制品的防护1.1.探究金属腐蚀的化学原理，知道金属防腐蚀的方法。认探究金属腐蚀的化学原理，知道金属防腐蚀的方法。认识防止金属腐蚀的重要意义。识防止金属腐蚀的重要意义。2.2.理解原电池的工作原理，加深对金属化学性质的理解。理解原电池的工作原理，加深对金属化学性质的理解。3.3.从金属腐蚀原理到解决防腐蚀方法，培养学生分析并解从金属腐蚀原理到解决防腐蚀方法，培养学生分析并解决实际问题的能力。决实际问题的能力。一、自行车金属部件为什么易被腐蚀一、自行车金属部件为什么易被腐蚀1.1.钢铁的电化学腐蚀钢铁的电化学腐蚀(以吸氧腐蚀为例以吸氧腐蚀为例)(1)(1)电极反应。电极反应。负极：负极

2、：_正极：正极：_(2)(2)电池反应：电池反应：_。2Fe-4e2Fe-4e-=2Fe=2Fe2+2+O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e-=4OH=4OH-2Fe+O2Fe+O2 2+2H+2H2 2O=2Fe(OH)O=2Fe(OH)2 2(3)(3)铁锈的形成铁锈的形成(用化学方程式表示用化学方程式表示)。Fe(OH)Fe(OH)2 2不稳定，在空气中进一步被氧化：不稳定，在空气中进一步被氧化：4Fe(OH)4Fe(OH)2 2+O+O2 2+2H+2H2 2O=4Fe(OH)O=4Fe(OH)3 3氢氧化铁分解生成红色的氢氧化铁分解生成红色的_，即铁锈的主要成，即铁锈的主要

3、成分：分：2Fe(OH)2Fe(OH)3 3=FeFe2 2O O3 3+3H+3H2 2O O 三氧化二铁三氧化二铁 2.2.金属腐蚀的本质及分类金属腐蚀的本质及分类(1)(1)本质：金属原子本质：金属原子_变成金属阳离子，在此过程变成金属阳离子，在此过程中金属被中金属被_。(2)(2)分类。分类。化学腐蚀：金属与化学腐蚀：金属与_直接接触而被腐蚀的过程。直接接触而被腐蚀的过程。电化学腐蚀：电化学腐蚀：金属在有金属在有_存在的情况下发生存在的情况下发生_反应发生反应发生的腐蚀。的腐蚀。失去电子失去电子氧化氧化氧化剂氧化剂电解质溶液电解质溶液原电池原电池二、金属腐蚀的防护二、金属腐蚀的防护1.

4、1.常用防护方法常用防护方法表面加防护层表面加防护层 改变内部结构改变内部结构 电化学保护电化学保护 2.2.电化学保护电化学保护(1)(1)牺牲阳极的阴极保护法。牺牲阳极的阴极保护法。利用原电池原理利用原电池原理(如图如图)，将被保护的金属与比它更活泼的，将被保护的金属与比它更活泼的金属相连接，构成原电池，使金属相连接，构成原电池，使_作负极作负极(又称阳又称阳极极)，_作正极作正极(又称阴极又称阴极)。活泼金属活泼金属被保护的金属被保护的金属(2)(2)外加电流的阴极保护法。外加电流的阴极保护法。将被保护的金属与外加直流电源将被保护的金属与外加直流电源_相连作阴极，用相连作阴极，用能导电的

5、惰性材料与电源能导电的惰性材料与电源_相连作阳极，以防止被保护相连作阳极，以防止被保护的金属被氧化。的金属被氧化。负极负极正极正极3.3.自行车金属部件的防腐蚀自行车金属部件的防腐蚀(1)(1)给车架、挡泥板、车后座烤上一层漆；给车架、挡泥板、车后座烤上一层漆；(2)(2)给链条涂上给链条涂上_，给轴承涂上，给轴承涂上_；(3)(3)将车把、车圈、车辐条进行将车把、车圈、车辐条进行_；(4)(4)将车座弹簧用一层将车座弹簧用一层_保护；保护；(5)(5)采用采用_作自行车的零部件。作自行车的零部件。机油机油凡士林凡士林电镀电镀“烤蓝烤蓝”合金合金三、自行车中的合金材料三、自行车中的合金材料1

6、1合金合金(1)(1)概念。概念。由由_熔合而成的具有金属特性的物熔合而成的具有金属特性的物质。质。(2)(2)常见的合金。常见的合金。常用的钢铁材料是铁的合金，黄铜是铜锌合金，青铜是铜常用的钢铁材料是铁的合金，黄铜是铜锌合金，青铜是铜锡合金。锡合金。2.2.自行车中合金材料的选择自行车中合金材料的选择自行车材料选用的标准自行车材料选用的标准_、耐腐蚀、耐腐蚀、_和减震性能好。和减震性能好。金属与其他金属或非金属金属与其他金属或非金属重量轻重量轻强度高强度高3.3.几种合金材料的比较几种合金材料的比较1.1.吸氧腐蚀与析氢腐蚀的比较吸氧腐蚀与析氢腐蚀的比较分类分类吸氧腐蚀吸氧腐蚀析氢腐蚀析氢腐

7、蚀条件条件负极反应负极反应正极反应正极反应总反应总反应主次地位主次地位腐蚀本质腐蚀本质水膜酸性较弱或呈中性水膜酸性较弱或呈中性水膜酸性较强水膜酸性较强2Fe-4e2Fe-4e-=2Fe=2Fe2+2+Fe-2eFe-2e-=Fe=Fe2+2+2H2H2 2O+OO+O2 2+4e+4e-=4OH=4OH-2H2H+2e+2e-=H=H2 22Fe+2H2Fe+2H2 2O+OO+O2 2=2Fe(OH)=2Fe(OH)2 2Fe+2HFe+2H+=Fe=Fe2+2+H+H2 2主主 要要次次 要要都是金属原子失去电子，金属被氧化。都是金属原子失去电子，金属被氧化。2.2.牺牲阳极的阴极保护法牺

8、牲阳极的阴极保护法锌、铁和电解质溶液形成原电池，锌失去电子发生氧化反锌、铁和电解质溶液形成原电池，锌失去电子发生氧化反应而被腐蚀，铁作阴极被保护。按照电化学的规定，发生应而被腐蚀，铁作阴极被保护。按照电化学的规定，发生氧化反应的一极是阳极，发生还原反应的一极是阴极，因氧化反应的一极是阳极，发生还原反应的一极是阴极，因此，用比铁活泼的金属保护铁不被腐蚀的电化学保护法叫此，用比铁活泼的金属保护铁不被腐蚀的电化学保护法叫做做“牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法”。3.3.马口铁马口铁(镀锡铁镀锡铁)破损后，腐蚀速率加快破损后，腐蚀速率加快马口铁破损后，铁、锡、电解质溶液形成原电池，铁比锡马口铁

9、破损后，铁、锡、电解质溶液形成原电池，铁比锡活泼，铁作原电池的负极而被腐蚀，并且比单纯铁腐蚀速活泼，铁作原电池的负极而被腐蚀，并且比单纯铁腐蚀速率更快。率更快。金属的腐蚀原理金属的腐蚀原理【典例典例1 1】如图装置中，如图装置中，U U形管内为红墨水，形管内为红墨水，a a、b b试管内分试管内分别盛有食盐水和盐酸溶液，各加入生铁块，放置一段时间。别盛有食盐水和盐酸溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是下列有关描述错误的是()()A.A.生铁块中的碳是原电池的正极生铁块中的碳是原电池的正极B.B.红墨水水柱两边的液面变为左低右高红墨水水柱两边的液面变为左低右高C.C.两试管中相

10、同的电极反应式是：两试管中相同的电极反应式是：Fe-2eFe-2e-=Fe=Fe2+2+D.aD.a试管中发生了吸氧腐蚀，试管中发生了吸氧腐蚀，b b试管中发生了析氢腐蚀试管中发生了析氢腐蚀【思路点拨思路点拨】解答本题时要注意以下两点：解答本题时要注意以下两点：(1)(1)弄清生铁所处的环境，应该发生什么类型的腐蚀；弄清生铁所处的环境，应该发生什么类型的腐蚀；(2)(2)两试管中的气体的量如何变化，压强如何变化。两试管中的气体的量如何变化，压强如何变化。【解析解析】选选B B。a a为中性环境，发生吸氧腐蚀，氧气被消耗，为中性环境，发生吸氧腐蚀，氧气被消耗，气体压强减小；气体压强减小；b b中

11、酸性较强，发生析氢腐蚀，有氢气放出，中酸性较强，发生析氢腐蚀，有氢气放出，气体压强增大，所以红墨水水柱两边的液面变为左高右低，气体压强增大，所以红墨水水柱两边的液面变为左高右低，故故B B项错。项错。【方法技巧方法技巧】解答原电池题目的一般过程解答原电池题目的一般过程(1)(1)画出原电池的示意图；画出原电池的示意图；(2)(2)标出电池的正负极；标出电池的正负极；(3)(3)判断负极、正极上发生的反应；判断负极、正极上发生的反应；(4)(4)写出电极反应及电池反应。写出电极反应及电池反应。按照上述归纳，再做一做下面的练习熟悉一下解题流程吧。按照上述归纳，再做一做下面的练习熟悉一下解题流程吧。

12、【变式训练变式训练】如图所示，水槽中试管内有一枚铁钉，放置如图所示，水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天后观察：数天后观察：(1)(1)铁钉在逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于铁钉在逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于_腐蚀。腐蚀。(2)(2)若试管内液面上升，则原溶液是若试管内液面上升，则原溶液是_性，发性，发生生_腐蚀，电极反应：负极：腐蚀，电极反应：负极：_，正极：，正极：_。(3)(3)若试管内液面下降，则原溶液呈若试管内液面下降，则原溶液呈_性，发生性，发生_腐蚀，电极反应：负极：腐蚀，电极反应：负极：_，正极：，正极：_。【解析解析】由铁钉生锈所处的环境知，应该是电化学腐蚀，由铁钉生锈所处的环境知，应该

13、是电化学腐蚀，不会是化学腐蚀；若试管内液面上升，说明气体减少，应不会是化学腐蚀；若试管内液面上升，说明气体减少，应该是吸氧腐蚀；若试管内液面下降，说明有气体生成，应该是吸氧腐蚀；若试管内液面下降，说明有气体生成，应该是析氢腐蚀。该是析氢腐蚀。答案：答案：(1)(1)电化学电化学(2)(2)弱酸性或中弱酸性或中 吸氧吸氧 2Fe-4e2Fe-4e-=2Fe=2Fe2+2+O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e-=4OH=4OH-(3)(3)较强的酸较强的酸 析氢析氢 Fe-2eFe-2e-=Fe=Fe2+2+2H2H+2e+2e-=H=H2 2 金属制品的防护金属制品的防护【典例典例2

14、2】下列事实不能用电化学理论解释的是下列事实不能用电化学理论解释的是()()A.A.轮船水线以下的船壳上镶嵌有一定量的锌块轮船水线以下的船壳上镶嵌有一定量的锌块B.B.镀锌的铁制品比镀锡的铁制品耐用镀锌的铁制品比镀锡的铁制品耐用C.C.铝片不需要用特殊方法保存铝片不需要用特殊方法保存D.D.锌跟稀硫酸反应时，滴加少量硫酸铜溶液后，反应速率锌跟稀硫酸反应时，滴加少量硫酸铜溶液后，反应速率加快加快【思路点拨思路点拨】解答本题时要注意以下两点：解答本题时要注意以下两点：(1)(1)金属的腐蚀常见为化学腐蚀和电化学腐蚀；金属的腐蚀常见为化学腐蚀和电化学腐蚀；(2)(2)形成原电池后使化学反应速率加快。

15、形成原电池后使化学反应速率加快。【解析解析】选选C C。金属的腐蚀分两种情况，一是直接的化学腐。金属的腐蚀分两种情况，一是直接的化学腐蚀，即金属直接与其他物质反应而腐蚀；二是电化学腐蚀，蚀，即金属直接与其他物质反应而腐蚀；二是电化学腐蚀，即能形成原电池的化学腐蚀。即能形成原电池的化学腐蚀。A A项是牺牲阳极项是牺牲阳极(锌块锌块)阴极阴极保护法的防腐措施；保护法的防腐措施；B B项镀锌铁中，若镀层破损后，则锌为项镀锌铁中，若镀层破损后，则锌为负极，铁为正极，保护了铁，镀锡的铁镀层破损后，铁为负极，铁为正极，保护了铁，镀锡的铁镀层破损后，铁为负极被腐蚀，锡为正极被保护；负极被腐蚀，锡为正极被保护

16、；D D项中项中ZnZn与与CuSOCuSO4 4溶液反应溶液反应置换出置换出CuCu，形成，形成Cu-ZnCu-Zn原电池，使化学反应速率加快。原电池，使化学反应速率加快。C C项项是铝与氧气反应生成致密的氧化膜，与电化学无关。是铝与氧气反应生成致密的氧化膜，与电化学无关。【延伸探究延伸探究】(1)(1)实验室制取氢气时采用纯锌好还是粗锌好？实验室制取氢气时采用纯锌好还是粗锌好？提示：提示：粗锌好，粗锌在稀硫酸中形成无数细小的原电池，粗锌好，粗锌在稀硫酸中形成无数细小的原电池，使反应速率加快。使反应速率加快。(2)(2)铝片为什么不需要特殊方法保存？铝片为什么不需要特殊方法保存？提示：提示：

17、在常温下，铝被空气中的氧气氧化，在表面形成致在常温下，铝被空气中的氧气氧化，在表面形成致密的氧化物薄膜，这层薄膜能阻止金属继续与氧气发生反密的氧化物薄膜，这层薄膜能阻止金属继续与氧气发生反应。应。【警示钟警示钟】铝片不需要用特殊方法保存，这句话正确，但不能用电化铝片不需要用特殊方法保存，这句话正确，但不能用电化学原理解释。学原理解释。【变式备选变式备选】下列金属防护属于电化学保护的是下列金属防护属于电化学保护的是()()A.A.改变金属内部组成结构，可以增强金属耐腐蚀的能力改变金属内部组成结构，可以增强金属耐腐蚀的能力B.B.在金属表面覆盖一层保护层在金属表面覆盖一层保护层C.C.牺牲阳极阴极保护法牺牲阳极阴极保护法D.D.涂油漆涂油漆【解析解析】选选C C。牺牲阳极阴极保护法属于电化学保护法。牺牲阳极阴极保护法属于电化学保护法。