人教版高中化學(xué)選修4 化學(xué)反應(yīng)原理 第四章 第四節(jié)《金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)》（第1課時(shí)）

歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂 江西省教育信息技術(shù)研究 十二五 規(guī)劃2012年度課題 基于網(wǎng)絡(luò)的高中化學(xué)課件庫的建設(shè)與應(yīng)用研究 課題編號 GDK 2012 G 72883 主持人 桂耀榮 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 2 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 3 第四章電化學(xué)基礎(chǔ) 第四節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù) 第1課時(shí) 新課標(biāo)人教版高中化學(xué)課件系列 選修4化學(xué)反應(yīng)原理 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 4 金屬的電化學(xué)腐蝕 閱讀 你有何感想 金屬腐蝕我國作為世界上鋼鐵產(chǎn)量最多的國家 2005年全國生產(chǎn)鋼材37117 02萬噸 每年被腐蝕的鐵占到我國鋼鐵年產(chǎn)量的十分之一 因?yàn)榻饘俑g而造成的損失占到國內(nèi)生產(chǎn)總值的2 4 約合人民幣 3000億元 2005年我國國內(nèi)生產(chǎn)總值將達(dá)15萬億元 根據(jù)各國調(diào)查結(jié)果 一般說來 金屬腐蝕所造成的經(jīng)濟(jì)損失大致為該國國民生產(chǎn)總值的4 左右 另據(jù)國外統(tǒng)計(jì) 金屬腐蝕的年損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過水災(zāi) 火災(zāi) 風(fēng)災(zāi)和地震 平均值 損失的總和 在這里還不包括由于腐蝕導(dǎo)致的停工 減產(chǎn)和爆炸等造成的間接損失 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 5 金屬的電化學(xué)腐蝕 金屬腐蝕的主要害處 不僅在于金屬本身的損失 更嚴(yán)重的是金屬制品結(jié)構(gòu)損壞所造成的損失比金屬本身要大到無法估量 腐蝕不僅造成經(jīng)濟(jì)損失 也經(jīng)常對安全構(gòu)成威脅 國內(nèi)外都曾發(fā)生過許多災(zāi)難性腐蝕事故 如飛機(jī)因某一零部件破裂而墜毀 橋梁因鋼梁產(chǎn)生裂縫而塌陷 油管因穿孔或裂縫而漏油 引起著火爆炸 化工廠中儲酸槽穿孔泄漏 造成重大環(huán)境污染 管道和設(shè)備跑 冒 滴 漏 破壞生產(chǎn)環(huán)境 有毒氣體如Cl2 H2S HCN等的泄漏 更會危及工作人員和附近居民的生命安全 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 6 金屬的電化學(xué)腐蝕 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 7 一 金屬的電化學(xué)腐蝕 金屬陽離子 失e 氧化反應(yīng) 三 金屬腐蝕的類型 化學(xué)腐蝕 電化腐蝕 金屬原子 二 金屬腐蝕的本質(zhì) 一 金屬腐蝕 是指金屬或合金跟接觸的氣體或液體發(fā)生氧化還原反應(yīng)而腐蝕損耗的過程 M ne Mn 金屬的電化學(xué)腐蝕 1 化學(xué)腐蝕 金屬跟接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕 影響因素 和接觸物質(zhì)的氧化性及溫度有關(guān) 2 電化學(xué)腐蝕 不純的金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸 會發(fā)生原電池反應(yīng) 比較活潑的金屬失電子被氧化的腐蝕 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 8 電化學(xué)腐蝕的類型 析氫腐蝕 吸氧腐蝕 金屬的電化學(xué)腐蝕 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 9 化學(xué)腐蝕與電化腐蝕的比較 金屬跟非金屬單質(zhì)直接接觸 不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸 無電流產(chǎn)生 有微弱電流產(chǎn)生 金屬被氧化 較活潑金屬被氧化 兩者往往同時(shí)發(fā)生 電化腐蝕更普遍 金屬的電化學(xué)腐蝕 為什么鐵在干燥的空氣中不易生銹 在潮濕的空氣中卻易生銹 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 10 金屬的電化學(xué)腐蝕 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 11 銅板上的鐵鉚釘為什么特別容易生銹 金屬的電化學(xué)腐蝕 思考與交流 1 鐵銹的成份是什么 是怎樣形成的 2 將經(jīng)過酸洗除銹的鐵釘 用飽和食鹽水浸泡一下 放入如圖所示的具支試管中 幾分鐘后 導(dǎo)管中的水柱上升了 你知道為什么嗎 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 12 實(shí)驗(yàn)4 3 金屬的電化學(xué)腐蝕 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 13 科學(xué)探究 為什么鋼鐵在干燥的空氣中不易生銹 而在潮濕的空氣中卻易生銹呢 鋼鐵 潮濕空氣 水膜 CO2 SO2 H2S 電解質(zhì)溶液 H 鐵 C 原電池 電解質(zhì)溶液形成 H OH H2O CO2 H HCO3 H2O 鋼鐵在這過程發(fā)生了電化學(xué)腐蝕 根據(jù)電解質(zhì)溶液的酸堿性的不同電化學(xué)腐蝕可分為兩種 金屬的電化學(xué)腐蝕 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 14 鋼鐵表面形成的微小原電池示意圖 金屬的電化學(xué)腐蝕 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 15 鋼鐵的析氫腐蝕示意圖 鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖 思考 你能寫出它們的電極反應(yīng)式 金屬的電化學(xué)腐蝕 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 16 鋼鐵的腐蝕 O2 H2 負(fù)極 正極 總反應(yīng) Fe 2e Fe2 2H 2e H2 Fe 2H Fe2 H2 4Fe OH 2 O2 2H2O 4Fe OH 32Fe OH 3 Fe2O3 xH2O 鐵銹 3 x H2O 2Fe 4e 2Fe2 O2 2H2O 4e 4OH 2Fe O2 H2O 2Fe OH 2 金屬的電化學(xué)腐蝕 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 17 鐵生銹除了必須有空氣及水的參與外 還受其他一些因素的影響 請解釋下列有關(guān)鐵生銹現(xiàn)象的原因 1 相對于在內(nèi)河行駛的輪船來說 海輪更容易被腐蝕 因?yàn)楹Ｋ泻休^多的氯化鈉等鹽類 導(dǎo)電能力比內(nèi)河的水更強(qiáng) 而在電解質(zhì)溶液中 電化學(xué)腐蝕更容易進(jìn)行 2 1910年遺留在南極的食品罐頭盒 其表面至今很少有鐵銹出現(xiàn) 是由于南極的溫度常年在0 以下 說明在較高溫度下 腐蝕更易進(jìn)行 金屬的電化學(xué)腐蝕 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 18 3 用于連接銅板的鐵螺絲容易生銹 是由于鐵與銅及空氣中的水蒸汽構(gòu)成了原電池 鐵作原電池的負(fù)極 因此鐵易被腐蝕而生銹 4 當(dāng)化工廠派出的廢氣為酸性氣體時(shí) 工廠附近的鐵制品容易生銹 說明鐵制品在酸性條件下比在中性條件下更容易被腐蝕 金屬的電化學(xué)腐蝕 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 19 課堂練習(xí) 1 如圖 水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘 放置數(shù)天觀察 1 若液面上升 則溶液呈性 發(fā)生腐蝕 電極反應(yīng)式為 負(fù)極 正極 若液面下降 則溶液呈性 發(fā)生腐蝕 電極反應(yīng)式為 負(fù)極 正極 2 中性或堿性 吸氧 Fe 2e Fe2 O2 2H2O 4e 4OH 酸性 析氫 Fe 2e Fe2 2H 2e H2 金屬的電化學(xué)腐蝕 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 20 請大家根據(jù)鐵生銹的原理 思考應(yīng)采取什么措施防止鐵生銹 請大家閱讀課本 86 87 金屬的電化學(xué)防護(hù) 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 21 二 金屬的電化學(xué)防護(hù) 影響金屬腐蝕的因素包括 金屬的和 本性 介質(zhì) 金屬越活潑越容易被腐蝕 金屬合金中活潑的金屬易腐蝕 例如 鋼鐵腐蝕 介質(zhì)對金屬腐蝕影響很大 金屬在潮濕的空氣中 接觸腐蝕性氣體或電解質(zhì)溶液 都容易被腐蝕 金屬的電化學(xué)防護(hù) 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 22 1 影響金屬腐蝕的兩個(gè)因素 金屬本性介質(zhì) 金屬是否活潑 純凈 金屬與哪些物質(zhì)共存 2 金屬腐蝕的本質(zhì) 金屬原子失去電子成為陽離子的過程 金屬的電化學(xué)防護(hù) 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 23 思考與交流 根據(jù)你的所學(xué)知識以及生活經(jīng)歷 說說金屬有哪些防護(hù)方法 1 改變金屬內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)而增強(qiáng)抗腐蝕能力 不銹鋼 青銅器 2 在金屬表面覆蓋保護(hù)層 1 涂礦物質(zhì)油脂 油漆或覆蓋搪瓷塑料 2 鍍抗蝕金屬 電鍍 熱鍍 噴鍍法 3 用化學(xué)方法使其表面形成一層致密氧化膜 3 電化學(xué)保護(hù)法 犧牲陽極的陰極保護(hù)法 原電池原理 輪船船身上的鋅塊 地下鋼鐵管道接鎂塊 金屬的電化學(xué)防護(hù) 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 24 金屬的電化學(xué)防護(hù) 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 25 犧牲陽極的陰極保護(hù)法示意圖 金屬的電化學(xué)防護(hù) 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 26 將被保護(hù)金屬與另一附加電極作為電解池的兩個(gè)極 使被保護(hù)的金屬作為陰極 在外加直流電的作用下使陰極得到保護(hù) 外加電流的陰極保護(hù)法示意圖 金屬的電化學(xué)防護(hù) 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 27 犧牲金屬保護(hù)法 金屬的電化學(xué)防護(hù) 思考 1 下列事實(shí)不能用電化學(xué)原理解釋的是 A鋁片不需要特殊的保護(hù)方法 B炒過菜的鐵鍋未清洗易生銹 C輪船水線以下的船殼上鑲有一定數(shù)量的鋅 D鍍鋅鐵比鍍錫鐵耐腐蝕 2 金屬的腐蝕通常分為哪兩種 試比較它們的異同 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 28 A 金屬的電化學(xué)防護(hù) 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 29 金屬與接觸物直接反應(yīng) 不純金屬或合金與電解質(zhì)溶液形成原電池 無電流產(chǎn)生 有電流產(chǎn)生 金屬被腐蝕 較活潑金屬被腐蝕 兩者往往同時(shí)發(fā)生 但電化學(xué)腐蝕更普遍 化學(xué)腐蝕與電化腐蝕比較 金屬的電化學(xué)防護(hù) 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 30 3 2000年5月 保利集團(tuán)在香港拍賣會上花費(fèi)3000多萬港幣購回在火燒圓明園時(shí)流失的國寶 銅鑄的牛首 猴首和虎首 普通銅器時(shí)間稍久容易出現(xiàn)銅綠 其主要成分是 Cu2 OH 2CO3 這三件1760年銅鑄的國寶在240年后看上去仍然熠熠生輝不生銹 下列對起原因的分析 最可能的是A 它們的表面都電鍍上了一層耐腐蝕的黃金 B 環(huán)境污染日趨嚴(yán)重 它們表面的銅綠被酸雨溶解洗去C 銅的金屬活動性比氫小 因此不宜被氧化 D 它們是含一定比例金 銀 錫 鋅的合金 D 金屬的電化學(xué)防護(hù) 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 31 上述各情況下 其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是 討論與交流 4 在同一電解質(zhì)溶液中 金屬腐蝕的快慢規(guī)律如下 電解池陽極的腐蝕 原電池陰極的腐蝕 化學(xué)腐蝕 有防腐措施的腐蝕 5 2 1 3 4 金屬的電化學(xué)防護(hù) 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 32 鋼鐵的析氫腐蝕示意圖 鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖 鋼鐵在潮濕的空氣中發(fā)生的電化學(xué)腐蝕的原理 負(fù)極 Fe Fe 2e Fe2 正極 C 2H 2e H2 析氫腐蝕或2H2O O2 4e 4OH 吸氧腐蝕 小結(jié) 電化學(xué)腐蝕 金屬的電化學(xué)防護(hù) 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 33 鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較 Fe2O3 nH2O 鐵銹 水膜呈酸性 水膜呈中性或酸性很弱 Fe 2e Fe2 2Fe 4e 2Fe2 2H2O 2e H2 2OH O2 2H2O 4e 4OH Fe 2H2O Fe OH 2 H2 2Fe 2H2O O2 2Fe OH 2 4Fe OH 2 2H2O O2 4Fe OH 3 金屬的腐蝕以電化腐蝕為主 電化腐蝕又以吸氧腐蝕為主 pH 5 6時(shí) 若pH 5 6時(shí)則為析氫腐蝕 金屬的電化學(xué)防護(hù) 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 34 小結(jié) 電解池及原電池的應(yīng)用 金屬的防護(hù) 1 金屬腐蝕快慢的判斷 電解原理引起的腐蝕 原電池原理引起的腐蝕 化學(xué)腐蝕 有防腐蝕措施的腐蝕 同一種金屬的腐蝕 強(qiáng)電解質(zhì) 弱電解質(zhì) 非電解質(zhì) 2 金屬的防護(hù)方法 改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu) 覆蓋保護(hù)層 電化學(xué)保護(hù)法 外加電源的陰極保護(hù)法 犧牲負(fù)極的正極保護(hù)法 金屬的電化學(xué)防護(hù) 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 35 Thanks謝謝您的觀看 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全