資源簡介

(共28張PPT)
1.了解金屬的腐蝕及危害，理解電化學腐蝕的原理。
2.了解金屬防護方法，特別是理解電化學防護的方法。
目標導(dǎo)航
目標導(dǎo)航
鋼鐵生銹
觀察生活
銅器生銹
觀察生活
中國航天工業(yè)總公司第三十一研究所公布了一組數(shù)據(jù)：
全球每一分鐘就有1噸鋼腐蝕成鐵銹。全球每年鋼鐵腐蝕的經(jīng)濟損失約10000億美元，占各國國民生產(chǎn)總值的2%～4%，在美國，每年因鋼鐵腐蝕造成的損失就占國內(nèi)生產(chǎn)總值的3%，大約三分之一的化學設(shè)備因局部腐蝕而停工。我國鋼鐵腐蝕經(jīng)濟損失高達2800億人民幣，約占國民生產(chǎn)總值的4%，每年約有30%的鋼鐵因腐蝕而報廢。腐蝕給人類造成的損失是驚人的。
探索世界
金屬被腐蝕的有什么危害？
（1）外形、色澤、機械性能發(fā)生變化；
（2）影響機器、儀表設(shè)備精度和靈敏度，以至報廢；
（3）橋梁、建筑物強度降低而坍塌：
（4）地下金屬管道泄漏；
（5）輪船船體損壞；
（6）金屬腐蝕還可能造成環(huán)境污染。
思考探究
面對這樣驚人的數(shù)據(jù)和金屬腐蝕危害事實，大家有沒有想過，鐵怎么會被腐蝕？怎樣防腐？
1. 什么是金屬腐蝕？
金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體發(fā)生氧化還原反應(yīng)而腐蝕損耗的過程
2. 金屬腐蝕的本質(zhì)是什么
金屬原子失去電子變?yōu)殛栯x子，金屬發(fā)生氧化反應(yīng)
即：M － ne－ === Mn+
金屬的腐蝕
3. 金屬腐蝕的類型有哪些？
——根據(jù)與金屬接觸的介質(zhì)不同
金屬腐蝕的類型
化學腐蝕
電化學腐蝕
根據(jù)與金屬接觸的_______________不同，金屬腐蝕可分為兩類：
①化學腐蝕：金屬或合金與接觸到的氧化性氣體(如O2、Cl2、SO2等)或_________液體(如石油)等直接發(fā)生化學反應(yīng)而引起的腐蝕。腐蝕的速率隨溫度升高而_____。
②電化學腐蝕：______的金屬或合金與________溶液接觸時，會發(fā)生________反應(yīng)，比較_____的金屬_____電子而被氧化。
氣體或液體物質(zhì)
非電解質(zhì)
加快
不純
電解質(zhì)
原電池
活潑
失去
金屬的腐蝕
鐵與氯氣直接反應(yīng)而腐蝕
鋼鐵在潮濕空氣中生銹
鋼鐵
潮濕空氣
CO2、 SO2、H2S
電解質(zhì)溶液
鐵
C
原電池
水膜
化學腐蝕 電化學腐蝕
條件
現(xiàn)象
本質(zhì)
影響 因素
聯(lián)系 金屬與干燥氣體或非電解質(zhì)液體直接接觸
不純金屬或合金與電解質(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
與接觸物質(zhì)的氧化性及溫度有關(guān)
與電解質(zhì)溶液的酸堿性及金屬活性有關(guān)
兩者往往同時發(fā)生，電化學腐蝕更普遍
對比總結(jié)
1. 析氫腐蝕
金屬在酸性條件發(fā)生電化學腐蝕（如鋼鐵被酸雨腐蝕）
負極(Fe)：Fe－2e－ === Fe2＋
正極 (C)：2H＋＋2e－ === H2↑
總反應(yīng)： Fe＋2H＋ === Fe2＋＋H2↑
二、鋼鐵的電化學腐蝕
電化學腐蝕
2. 吸氧腐蝕
金屬在中性或弱酸性條件與氧氣發(fā)生電化學腐蝕（如鋼鐵被生銹）
負極(Fe)：Fe－2e－ === Fe2＋
正極 (C)：2H2O＋O2＋4e－ === 4OH－
總反應(yīng)：2Fe＋O2＋2H2O === 2Fe(OH)2
4Fe(OH)2＋2H2O＋O2 === 4Fe(OH)3，
Fe(OH)3失去部分水轉(zhuǎn)化為鐵銹Fe2O3·xH2O
電化學腐蝕
鋼鐵腐蝕
析氫腐蝕 吸氧腐蝕
條件
電極反應(yīng) 負極Fe(-)
正極C(+)
總反應(yīng)
聯(lián)系 水膜呈強酸性
水膜呈中性或弱酸性
Fe-2e－ ==Fe2+
2Fe-4e－ ==2Fe2+
O2+2H2O+4e－ ==4OH－
2H++2e－==H2 ↑
2H++Fe==Fe2++H2 ↑
2Fe+2H2O+O2==2Fe(OH)2
Fe2O3 · nH2O
4Fe(OH)2+2H2O+O2 == 4Fe(OH)3
金屬的腐蝕以電化學腐蝕為主，
電化學腐蝕又以吸氧腐蝕為主(pH≥5.6時)
若pH<5.6時則為析氫腐蝕。
電化學腐蝕
化學腐蝕與電化學腐蝕的比較
化學腐蝕 電化學腐蝕 吸氧腐蝕 析氫腐蝕
定義 金屬跟接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學反應(yīng)而引起的腐蝕 不純金屬(或合金)跟接觸到的電解質(zhì)溶液發(fā)生原電池反應(yīng)，較活潑金屬原子失去電子被氧化而引起的腐蝕 條件 金屬與干燥氣體或非電解質(zhì)直接接觸 水膜中溶有O2，呈極弱酸性或中性 水膜酸性較強（pH<5.6時）
現(xiàn)象 無電流產(chǎn)生 有微弱電流產(chǎn)生 反應(yīng) 式 2Fe＋3Cl2===2FeCl3 負極：Fe－2e－===Fe2＋ 正極： 2H2O＋O2＋4e－===4OH－ 正極：
2H＋＋2e－===H2↑
記憶
對比總結(jié)
（1）析氫腐蝕和吸氧腐蝕取決于金屬表面電解質(zhì)溶液的酸堿
性，實際情況中以吸氧腐蝕為主。
（2）鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕或吸氧腐蝕時，負極均是Fe失電子生
成Fe2＋，而非Fe3＋。
（3）一般情況下，只有在金屬活動性順序表中排在氫之前的
金屬才有可能發(fā)生析氫腐蝕。
要點
電化學腐蝕
【合作交流】1.把生鐵放在水中與放在食鹽水中，哪個腐蝕的快？提示　食鹽水中。4.輪船的外殼裝有鎂合金或鋅塊，其作用是什么？提示　保護船體。江西省鷹潭市第一中學 桂耀榮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，鐵作原電池的負極，因此鐵易被腐蝕而生銹。2.當化工廠派出的廢氣為酸性氣體時,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。電化學腐蝕灶臺上炒菜的鐵鍋放置后什么位置容易生銹，為什么？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
交流與討論
實驗4-3 實驗1：將經(jīng)過酸洗除銹的鐵釘，用飽和食鹽水浸泡一下，放入下圖具支試管中，觀察導(dǎo)管中水柱變化，并思考引起變化的原因？
現(xiàn)象及原因：實驗1中導(dǎo)管中的水柱上升，鐵釘生銹。說明該過程鐵釘被腐蝕。鐵釘發(fā)生的是吸氧腐蝕。
實驗結(jié)論：裝置中Fe、C、飽和食鹽水構(gòu)成了Fe-C-飽和食鹽水原電池，F(xiàn)e作負極，C作正極，飽和食鹽水作電解質(zhì)溶液，由于NaCl溶液呈中性，發(fā)生吸氧腐蝕
思考與交流
給鏈條涂上機油,將鋼圈表面鍍上一層鉻,給支架烤上一層漆,將齒輪鍍上一層鉻并涂上機油。
討論自行車的不同構(gòu)件如鏈條、鋼圈、支架和齒輪等分別采取了什么防銹措施？
1．金屬防護的原理
金屬防護
金屬防護
2．金屬防護的基本方法
（1）加保護膜，給金屬穿上“保護膜”：
如： ①噴涂漆；②涂油脂；③表面鈍化；④電鍍(在鋼鐵表面形
成鉻等耐腐蝕性較強的金屬鍍層)等。
（2）改變內(nèi)部組成，加入其他金屬改變其組成
如：在鋼鐵中加入一定比例的鉻和鎳（如14%～8%Cr，7%～
9%Ni），改變鋼鐵內(nèi)部的組成和結(jié)構(gòu)，可極大程度地提高鋼
鐵抗腐蝕性能，這就是常見的“不銹鋼”(合金)。
（3）電化學防護法
如：①犧牲陽極的陰極保護法；②外加直流電源的陰極保護法
①犧牲陽極的陰極保護法
應(yīng)用原電池原理，讓被保護金屬作正極，另找一種活潑性較強的金屬作負極。
正極：要保護的金屬，不反應(yīng)，起到
保護作用；
負極：比要保護金屬活潑的金屬，反
應(yīng)受到腐蝕。
金屬防護
犧牲陽極的陰極保護法的實驗探究
實驗步驟：
按如圖所示連接好裝置；往Fe電極區(qū)滴
入2滴黃色K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液，
觀察實驗現(xiàn)象。
已知Fe2＋與[Fe(CN)6]3－反應(yīng)生成帶有特
征藍色的鐵氰化亞鐵沉淀。
金屬防護
犧牲陽極的陰極保護法的實驗探究
實驗操作
實驗現(xiàn)象 電流計指針 ，鐵電極上 ，但鐵極附近 。
實驗結(jié)論 Zn、Fe和經(jīng)過酸化的NaCl溶液構(gòu)成 。
電極反應(yīng)：負極： ；
正極： ；
該裝置中鐵 。
發(fā)生偏轉(zhuǎn)
有氣泡產(chǎn)生
無藍色沉淀
原電池
Zn－2e－===Zn2＋
2H＋＋2e－===H2↑
未被腐蝕
金屬防護
②外加電流的陰極保護法
利用電解原理，把被保護的鋼鐵設(shè)備
作為陰極，用惰性電極作為輔助陽極，在電解質(zhì)溶液里，外加直流電源。
陰極：被保護的金屬（如鋼閘門）
陽極：惰性電極
在外加直流電作用下，電子被迫流向被保護的鋼鐵設(shè)備，使鋼鐵表面的腐蝕電流降至零或接近等于零
金屬防護
1．金屬腐蝕快慢的判斷方法
（1）在同一電解質(zhì)溶液中：電解原理引起的腐蝕＞原電池原理引起
的腐蝕＞化學腐蝕＞有防護措施的腐蝕。
（2）同一種金屬在不同介質(zhì)中腐蝕由快到慢的順序為強電解質(zhì)溶液
＞弱電解質(zhì)溶液＞非電解質(zhì)溶液。
（3）無保護措施的金屬腐蝕＞有一定保護措施的金屬腐蝕＞犧牲陽
極的陰極金屬的腐蝕＞有外接電源的陰極金屬的腐蝕。
（4）對同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕越快
要點
2．金屬的防護方法
烤藍
涂機油
烤漆
涂凡士林
鍍鋅
鍍鉻
自行車的金屬部件采用了什么樣的防護措施

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