《《金属的腐蚀与防护》示范课教学PPT课件【化学鲁科版（新课标）】》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《金属的腐蚀与防护》示范课教学PPT课件【化学鲁科版（新课标）】（43页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第4节节 金属的腐蚀与防护金属的腐蚀与防护第1章化学反应与能量转化【复习】【例1】下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是()C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲上有H2气放出；B.在氧化还原反应中，甲比乙失去的电子多；D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；C一、导入新课一、导入新课【例2】下列制氢气的反应速率最快的是( )C.粗锌和1mol/L硫酸A.纯锌和1mol/L硫酸B.纯锌和18mol/L硫酸D.粗锌和1mol/L硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。一、导入新课一、导入新课D【例3】下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速
2、率由慢到快的顺序是_。(4)(2)(1)(3)一、导入新课一、导入新课0.1mol/LNaClAlZn0.1mol/LNaClFeZn0.1mol/LNaCl镀Cu-Zn0.1mol/LNaClZn(1)(2)(3)(4)二、讲授新课二、讲授新课金属腐蚀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)。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
3、腐蚀导致的停工、减产和爆炸等造成的间接损失。二、讲授新课二、讲授新课腐蚀不仅造成经济损失，也经常对安全构成威胁。国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因某一零部件破裂而坠毁；桥梁因钢梁产生裂缝而塌陷；油管因穿孔或裂缝而漏油，引起着火爆炸；化工厂中储酸槽穿孔泄漏，造成重大环境污染；管道和设备跑、冒、滴、漏，破坏生产环境，有毒气体如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更会危及工作人员和附近居民的生命安全。【问题讨论】一、金属的腐蚀和防护(1)判断下列装置是否为原电池？若是，指出电极名称并写出电极反应式。二、讲授新课二、讲授新课(2)若将Fe棒C棒粉碎掺在一起制成一光亮的Fe-C合金棒，插在HCl里
4、，则是否构成了原电池？HClFeCHClFeCHClFe-C合金棒(3)钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，若在潮湿的环境里或盐浓度较大的环境里长期放置，常易生锈变红，原因是什么？二、讲授新课二、讲授新课金属阳离子失e-氧化反应金属腐蚀的类型化学腐蚀电化腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀(常见普遍)金属原子金属腐蚀的本质：金属腐蚀：是指金属或合金跟接触的气体或液体发生化学反应（氧化-还原）而腐蚀损耗的过程。二、讲授新课二、讲授新课金属的化学腐蚀：金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。特点：反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。二、讲授新课二、讲授新课电化学腐蚀：不纯的金属或合金与电解质溶液接触，会
5、发生原电池反应，比较活泼的金属失电子被氧化的腐蚀。铁：负极水膜（电解质溶液）碳：正极在钢铁表面形成无数微小原电池向铁粉中加入少量的炭粉，混合均匀后，撒入内壁分别用氯化钠和稀醋酸润湿过的两支试管分别标记为a、b中，按图装好仪器。一段时间后，打开止水夹，观察、比较导管中水柱（在水中滴加几滴红墨水）的变化和试管中的现象。二、讲授新课二、讲授新课ab实验现象：装置a中的导管中水柱上升，装置b中的导管中水柱下降。思考：导管中的水柱变化说明什么问题？装置a中的导管中水柱上升，说明大试管内气体压强减小，a装置中有气体参加反应。装置b中的导管中水柱下降，说明大试管内气体生成。思考：向铁粉中加入炭粉的作用是什么
6、？在a装置中铁、炭、氯化钠溶液及b装置中铁、炭、醋酸均构成原电池，能加快化学反应速率。二、讲授新课二、讲授新课负极：2Fe-4e-=2Fe2+正极：O2+2H2O+4e-=4OH-总反应：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2中性或酸性很弱或碱性条件下，易发生吸氧腐蚀。二、讲授新课二、讲授新课4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3nH2O+(3-n)H2O进一步反应：红色的铁锈正极：2H+2e-=H2负极：Fe-2e-=Fe2+总反应：Fe+2H+=Fe2+H2当钢铁处于酸性介质中时，易发生析氢腐蚀；析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀。二、讲授新课二、
7、讲授新课二、讲授新课二、讲授新课化学腐蚀电化腐蚀条件现象本质联系化学腐蚀与电化腐蚀的比较金属跟非金属单质直接接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触无电流产生有微弱电流产生金属被氧化较活泼金属被氧化两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍析氢腐蚀吸氧腐蚀二、讲授新课二、讲授新课析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较Fe2O3nH2O（铁锈）通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜呈酸性。水膜呈中性碱性或酸性很弱。电极反应负极Fe(-)Fe-2e=Fe2+2Fe-4e=2Fe2+正极C(+)2H+2e=H2O2+2H2O+4e=4OH-总反应:Fe+2H+=Fe2+2Fe+2H2O
8、+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联系二、讲授新课二、讲授新课二、讲授新课二、讲授新课强电解质弱电解质非电解质金属腐蚀的快慢：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护措施的腐蚀同一金属在不同物质中腐蚀的快慢：二、讲授新课二、讲授新课金属腐蚀金属腐蚀快慢的判断：快慢的判断：(1)(1)与与构构成成微微电电池池两两极极的的材材料料有有关关。两两极极材材料料的的活活动动性性差差别别越越大大，氧氧化化还还原原反反应的速率越应的速率越，活泼金属被腐蚀的速度越，活泼金属被腐蚀的速度越。(2)(2)电电解解原原理理引引起起的的腐腐蚀蚀 原原电电池池原原理理
9、引引起起的的腐腐蚀蚀 化化学学腐腐蚀蚀 有有防防腐措施的腐蚀。腐措施的腐蚀。( (3)3)同同一种金属的腐蚀：在强电解质中一种金属的腐蚀：在强电解质中弱电解质中弱电解质中非电解质中非电解质中(4)(4)一般说来一般说来：原电池原理引起的腐蚀：原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀化学腐蚀有防腐措施的腐蚀。有防腐措施的腐蚀。注注意意：在在钢钢铁铁的的腐腐蚀蚀过过程程中中，其其电电化化学学腐腐蚀蚀更更严严重重，在在电电化化学学腐腐蚀蚀中中，吸吸氧氧腐蚀更普遍。腐蚀更普遍。快快交流与讨论铁生锈除了必须有空气及水的参与外，还受其他一些因素的影响。请解释下列有关铁生锈现象的原因。1.相对于在内河行驶的轮船来说，海
10、轮更容易被腐蚀。因为海水中含有较多的氯化钠等盐类，导电能力比内河的水更强，而在电解质溶液中，电化学腐蚀更容易进行。2.1910年遗留在南极的食品罐头盒，其表面至今很少有铁锈出现。是由于南极的温度常年在0以下，说明在较高温度下，腐蚀更易进行。二、讲授新课二、讲授新课3.用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。是由于铁与铜及空气中的水蒸汽构成了原电池，铁作原电池的负极，因此铁易被腐蚀而生锈。4.当化工厂排出的废气为酸性气体时,工厂附近的铁制品容易生锈。说明铁制品在酸性条件下比在中性条件下更容易被腐蚀。二、讲授新课二、讲授新课交流与讨论请大家根据铁生锈的原理，思考应采取什么措施防止铁生锈？二、讲授新课二、讲授
11、新课交流与讨论二、钢铁腐蚀的防护：1.改变金属的内部组织结构：如将Cr、Ni等金属加进钢里制成合金钢。2.金属表面覆盖保护层如油漆、油脂等，电镀（Zn,Cr等易氧化形成致密的氧化物薄膜）作保护层。原理：隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。衣架和电线的外面包上一层塑料层二、讲授新课二、讲授新课3.电化学保护法原理 形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。二、讲授新课二、讲授新课牺牲阳极的阴极保护法形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。二、讲授新课二、讲授新课你还知道哪些防止金属腐蚀的方法？请举例说明。用牺
12、牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块必须定期更换制成不锈钢，在金属表面镀一层比要保护的金属耐腐蚀的金属。用牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须定期更换锌块二、讲授新课二、讲授新课外加电流的阴极保护法将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。1.如图，水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：(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：_。(2)若液面下降，则溶液呈_性，发生_腐蚀，电极反应式为：负极：_正极：_。中性或碱性吸氧Fe2e-Fe2+O2+2H2
13、O+4e-4OH酸性析氢Fe2e-Fe2+2H+2e-H2二、讲授新课二、讲授新课2.分析右图，按要求写出有关反应方程式：（1）铁棒上的电极反应式为：_（2）碳棒上的电极反应式为：_（3）溶液中发生反应的化学方程式：_2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3O2+2H2O+4e-4OH-2Fe4e-2Fe2+二、讲授新课二、讲授新课3.镍-镉可充电电池可发生如下反应：Cd+2NiO(OH)+2H2O由此可知，该电池的负极材料是()Cd(OH)2+2Ni(OH)2放电充电A.CdDB.NiO(OH)D.Ni(OH)2C.Cd(OH)2二、讲授新课
14、二、讲授新课1.下列叙述正确的是()A.构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属B.由Cu、Zn作电极与CuSO4溶液组成的原电池中Cu是负极。C.马口铁（镀锡铁）破损时与电解质溶液接触，锡先被腐蚀。D.铜锌原电池工作时，若有13g锌被溶解，电路中就有0.4mol电子通过D三、课堂练习三、课堂练习2.钢铁锈蚀过程中可能发生的变化是()Fe由单质转化为+2价；Fe由+2价转化为+3价；产生氢气；产生氧气；杂质C被氧化除去；Fe(OH)3失水变成Fe2O33H2O。A.B.C.只有D.全部A三、课堂练习三、课堂练习3.3.为保护地下钢管不被腐蚀，可采用的方法是为保护地下钢管不被腐蚀，可采用的方法是
15、()()A.A.与与直流电源负极相连接直流电源负极相连接B.B.与与直流电源的正极相连接直流电源的正极相连接C.C.与与铜板相连接铜板相连接D.D.与与锌板相连接锌板相连接4.4.下列说法正确的下列说法正确的是是() )A.A.钢铁钢铁因含杂质而容易发生电化腐蚀，所以合金都不耐腐蚀因含杂质而容易发生电化腐蚀，所以合金都不耐腐蚀B.B.原电池原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因，故不能用来减缓金属的腐蚀反应是导致金属腐蚀的主要原因，故不能用来减缓金属的腐蚀C.C.钢铁钢铁电化腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的电化腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的pHpH不同，引起的正极反应不同，引起的正极反应不同不同
16、D.D.无论无论哪种类型的腐蚀，其实质都是金属被氧化哪种类型的腐蚀，其实质都是金属被氧化ADCD三、课堂练习三、课堂练习5.5.铜制品上的铝质铆钉，在潮湿空气中易腐蚀的原因可描述铜制品上的铝质铆钉，在潮湿空气中易腐蚀的原因可描述为为() )A.A.形成原电池铝作负极形成原电池铝作负极 B.B.形成原电池时铜作负极形成原电池时铜作负极C.C.形成原电池时，电流由铝经导线流向铜形成原电池时，电流由铝经导线流向铜D.D.铝质铆钉发生了化学腐蚀铝质铆钉发生了化学腐蚀6.6.以下现象与电化腐蚀无关的以下现象与电化腐蚀无关的是是 () )A.A.黄铜黄铜( (铜锌合金铜锌合金) )制作的铜锣不易产生铜锈制作的铜锣不易产生铜锈B.B.生铁比软铁芯生铁比软铁芯( (几乎是纯铁几乎是纯铁) )容易生锈容易生锈C.C.铁质器件附有铜质配件，在接触处易生锈铁质器件附有铜质配件，在接触处易生锈D.D.银质奖牌久置后表面变暗银质奖牌久置后表面变暗AD三、课堂练习三、课堂练习7.7.钢铁钢铁表面镀有下列金属时，当镀层部分被破坏时，铁不易被腐蚀的表面镀有下列金属时，当镀层部分被破坏时，铁不易被腐蚀的是是() )AA
