化学课件

第三节 金属的腐蚀与防护 播放 暂停 停止 　　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。金属腐蚀的主要害处，不仅在于金属本身的损失，更严重的是金属制品结构损坏所造成的损失比金属本身要大到无法估量。 　　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。 　　另外，新技术、新产品乃至新工业的产生往往也需要首先克服由腐蚀带来的问题。历史上，在找到了耐稀硫酸的铅材后，铅室法硫酸工业才得以发展起来；发明了不锈钢以后，生产和应用硝酸的工业才蓬勃兴起；实施登月 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 中，也曾遇到过一个严重的腐蚀问题：用钛合金制成的盛N2O4（氧化剂）的容器在试验中几小时就破裂了，经查是应力腐蚀所致。后来经过反复试验，在氧化剂中加入缓蚀剂控制应力腐蚀，才实现了人类登上月球的计划。在现代新技术、新产品的发展中，也需要不断地解决各种新的、越来越困难的腐蚀问题。 金属的腐蚀与防护 1.金属的电化学腐蚀 2.金属的电化学防护 3.巩　固　练　习 金属的电化学腐蚀 阅读课文P22，思考下列问题： 1、什么是金属腐蚀，它的实质是什么？ 2、电化学腐蚀和化学腐蚀原理有何不同？在两者的腐蚀过程中是否有电流产生？ 金属的电化学腐蚀 金属原子失去电子被氧化而消耗的过程： 　　　　M-ne-=Mn+。 化学腐蚀 电化学腐蚀 金属和其它物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀 不纯金属或合金发生原电池反应，使较活泼的金属失电子被氧化而引起的腐蚀 直接发生氧化还原反应 发生原电池反应 腐蚀过程无电流产生 有电流产生 金属被腐蚀 较活泼金属被腐蚀 往往同时发生， 但电化学腐蚀更普遍，速率更快。 原理 金属的电化学腐蚀 活动与探究 　　进行P22活动与探究，观察实验现象，回答有关问题： 1、铁粉中加入炭粉有何作用？两装置中均能形成原电池吗？ 2、两装置中的实验现象有何不同？产生的现象说明什么问题？ a中导管中水柱上升，说明试管内气体体积减小，有气体参加反应；b中导管水柱下降，说明试管内有气体生成。 O2 H2 3、试写出a、b中的电极反应和电池反应，以及溶液中生成铁锈的反应。填写下表： 水膜酸性较强 水膜酸性很弱或呈中性 2H++2e-==H2↑ O2+2H2O+4e-==4OH- 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 Fe - 2e- == Fe2+ Fe - 2e- == Fe2+ Fe+O2+2H2O == 2Fe(OH)2 Fe +2H+ == Fe2++H2↑ Fe2++2OH-==Fe(OH)2↓(析氢腐蚀） 4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3 2Fe(OH)3==Fe2O3·nH2O+(3-n)H2O 交流与讨论 P24 1、海轮更容易被腐蚀，是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，电化学腐蚀更易进行。 2、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。 3、是由于铁与铜及空气中的水蒸气构成了原电池，铁作电池的负极，因此更容易腐蚀而生锈。 4、因为铁制品在酸性条件下比在中性条件下更易被腐蚀。 金属的电化学防护 1、铁被腐蚀与什么物质有关？本质是什么？ 2、怎样才能防止铁生锈？最简单的方法是什么？ 3、根据你的生活经验，你知道生活中有哪些 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 采用了覆盖保护层的方法防止铁生锈的？ 4、除了覆盖保护层外，还有哪些保护金属的方法，分别利用的什么原理？ 阅读思考 是空气中O2与H2O共同作用的结果 本质都是铁失电子被腐蚀。 防止铁失电子，最简单就是隔绝空气和水，覆盖保护层。 ①改变金属内部的组织结构，制成合金(如不锈钢）。 ②在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。 ③电化学保护法，即将金属作为原电池的正极或电解池的阴极而受到保护。 1、金属防护的几种重要方法 原理：隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。 2、牺牲阳极的阴极保护法： 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。 牺牲阳极的阴极保护法示意图 3、外加电源的阴极保护法： 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。 小结 在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下： 电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防腐措施的腐蚀 防腐措施由好到坏的顺序如下： 外接电源的阴极保护法＞牺牲阳极的阴极保护法＞有一般防腐条件保护＞无防腐条件 2： 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） 1 ： 下列制氢气的反应速率最快的是 粗锌和 1mol/L 硫酸； B. A. 纯锌和1mol/L 硫酸； 纯锌和18 mol/L 硫酸； C. 粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。 D. （ D ） 课堂练习： 3： 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) 4： 下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速 率由慢到快的顺序是 (4) (2) (1) (3) 5、 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： 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. Cd, （ D ） B. NiO(OH), D. Ni(OH)2 C. Cd(OH)2 2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 O2+2H2O+4e-＝4OH- 2Fe–4e-＝2Fe2+ 6、 盐酸与锌片反应时，若加入可溶性醋酸铜 〔(CH3COO)2Cu〕，将产生两种影响生成速率的因素，其 一是： ， 其二是： ； 有M、N两种金属，分别与盐酸反应，产生H2速率相近，试设计一个实验比较M、N两种金属的活泼性。 H+与CH3COO－结合生成CH3COOH，使H+浓度减小，从而减慢了反应速率。 Zn置换出Cu形成了原电池，从而加快了反应速率 8、 7、 小结： 牺牲阳极的阴极保护法 外加电流的阴极保护法 改变金属组成和结构 与活动性更强的金属形成原电池作正极 利用电解池原理，被保护金属作阴极 改变结构改变性质，如不锈钢中加入镍、铬等耐蚀金属形成合金 隔绝空气和水 或形成原电池作正极 金属腐蚀全部有害吗？ 阅读课本［拓展视野］ 1．下列叙述中正确的是（ ） ①锌跟稀硫酸制取氢气，加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率 ②镀层破坏后，白铁（镀锌的铁）比马口铁（镀锡的铁）更易腐蚀 ③钢铁表面常易锈蚀生成 Fe2O3·xH2O A．都正确 B．①③ C．① D．②③ 2．以下现象与电化学腐蚀无关的是（ ） A. 黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿 B. 生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易生锈 C. 铁制器件附有铜制配件，在接触处易生铁锈 D. 银制奖牌久置后表面变暗 巩固练习 B D 3．观察右图装置，按题意填写下列空白： （1）若试管内液面下降，则溶液X显_________性，铁钉发生_______腐蚀，其负极电极反应为___________________；正极电极反应为____________________________。 （2）若试管内液面上升，则溶液X显________性，铁钉发生_______腐蚀，其负极电极反应为___________________；正极反应为______________________。 酸 析氢 Fe - 2e- == Fe2+ 2H++2e-==H2↑ 弱酸或中 吸氧 O2+2H2O+4e-==4OH- Fe - 2e- == Fe2+ 4．钢铁在锈蚀过程中，下列5种变化可能发生的是（ ） ①Fe由+2价转化为+3价，②O2被还原，③产生H2，④Fe(OH)3失水形成Fe2O3· H2O，⑤杂质碳被氧化除去 　A．①② 　　B．③④ 　C．①②③④ 　D．①②③④⑤ C 生活中常见的通过覆盖保护层防止铁生锈的方法： 1、在铁的表面喷涂上防腐油漆（如桥梁、汽车、船舶） 2、油和油脂可以用来保护机器中由金属制成的转动部分，如齿轮。 3、用塑料（如聚乙烯、聚氯乙烯等）喷涂或包裹在金属表面。 4、在铁的表面覆盖一层搪瓷，如脸盘等金属器皿。 5、在铁的表面覆盖一层其他金属（如镀锡、镀锌）