資源簡介

(共29張PPT)
章
四
第
化學(xué)反應(yīng)與電能
第三節(jié)
金屬的腐蝕與防護(hù)
第2課時(shí)
金屬的防護(hù)
1965年冬天，在湖北省望山楚墓群中，出土了傳說中的越王勾踐劍。越王勾踐劍的含銅量約為80%-83%、含錫量約為16%-17%。該劍出土?xí)r插在髹漆的木質(zhì)劍鞘內(nèi)。這座墓葬深埋在數(shù)米的地下，墓室四周用白膏泥填塞，其下部采用的還是經(jīng)過人工淘洗過的白膏泥，致密性更好。加上墓坑上部填土夯實(shí)，墓室?guī)缀醭闪艘粋€(gè)密閉的空間。墓處在現(xiàn)代荊州附近的漳河二干渠上，地下水位較高，該墓的墓室曾經(jīng)長期被地下水浸泡，地下水酸堿性不大，基本上為中性，這從該墓出土的大量精美的漆木器保存情況較好而得到證實(shí)。讓人驚奇的是，這把青銅寶劍穿越了兩千多年的歷史長河，但劍身幾乎不見銹斑。它千年不銹的原因到底是什么呢？
千年不銹之謎
情境引入
思考與交流
請根據(jù)生活常識以及下圖總結(jié)金屬防護(hù)常用的方法，并解釋這些方法為什么可以達(dá)到防止金屬腐蝕的目的。
健身器材刷油漆以防銹
衣架和電線的外面包上一層塑料層
某些工具的“機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部位”選用油脂來防銹，為什么不能用油漆
思考與交流
烤藍(lán)
涂機(jī)油
烤漆
涂凡士林
鍍鋅
鍍鉻
屬部件采用了什么樣的防護(hù)措施嗎
交流研討
1、目的：防止金屬被氧化
2、依據(jù)：依據(jù)金屬腐蝕的化學(xué)反應(yīng)原理和腐蝕類型來確定金屬防護(hù)的方法
講授新課
一、金屬的防護(hù)
〖討論〗鑒于金屬發(fā)生腐蝕的原因，我們可以從哪些方面設(shè)想解決問題的思路 ？
講授新課
思路一：改變本質(zhì)
即改變金屬的內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)，使其具有較強(qiáng)的抗腐蝕性能。
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)。
1、改變金屬材料的組成
講授新課
思路二：直接隔離
即可選用適當(dāng)?shù)牟牧鲜菇饘倥c空氣或其他腐蝕性試劑隔離開，以阻止金屬的腐蝕。
例如：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(qiáng)的金屬鍍層)等。
2、在金屬表面覆蓋保護(hù)層
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(dòng)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
隨堂小練
思路三：因勢利導(dǎo)
電化學(xué)腐蝕還是用電化學(xué)方法來解決，不回避金屬與氧化劑的直接接觸，采用還原性更強(qiáng)的物質(zhì)或其他替代方式來滿足氧化劑對電子的需求，從而保護(hù)主體金屬構(gòu)件免受腐蝕。
3、電化學(xué)防護(hù)法——重點(diǎn)
講授新課
找另一種活潑性較強(qiáng)金屬作 級
1.犧牲陽極法
原理：
應(yīng)用 原理，讓被保護(hù)金屬作 極，
原電池
正
負(fù)
講授新課
用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊必須定期更換
用犧牲鋅塊的方法來保護(hù)船身，鋅塊必須定期更換
鋅塊
講授新課
驗(yàn)證犧牲陽極的陰極保護(hù)法實(shí)驗(yàn)裝置
(1)以 Fe 作保護(hù)電極，Zn 作輔助電極，以經(jīng)過酸化
的3% NaCl 溶液作電解質(zhì)溶液，按圖 4-26 所示連接裝置。
觀察電流表指針的變化，以及燒杯中兩個(gè)電極附近發(fā)
生的現(xiàn)象。過一段時(shí)間，用膠頭滴管從 Fe 電極區(qū)域取
少量溶液于試管中，再向試管中滴入 2 滴 K [Fe(CN)6]
（鐵氰化鉀）溶液，觀察試管中溶液顏色的變化.
實(shí)驗(yàn)4-4
實(shí)驗(yàn)裝置 電流表 陽極 陰極
現(xiàn)象
有關(guān)反應(yīng)
2H＋＋2e=H2↑
Zn-2e-=Zn2＋
偏轉(zhuǎn)
鋅片逐漸溶解
鐵電極上有氣泡冒出
試管中滴入2滴K3[Fe(CN)6] (鐵氰化鉀)溶液，無明顯變化
結(jié)論：Fe電極被保護(hù)，不發(fā)生反應(yīng)
實(shí)驗(yàn)4-4
(2)將1 g瓊脂加入250 mL燒杯中，再加入50 mL飽和食鹽
水和150 mL水。攪拌、加熱煮沸，使瓊脂溶解。稍冷后，
趁熱把瓊脂溶液分別倒入兩個(gè)培養(yǎng)皿中，各滴入5-6滴酚
酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液，混合均勻。取兩個(gè)2~3 cm 的
鐵釘，用砂紙擦光。如圖4-27(a) 所示，將裹有鋅皮的鐵
釘放入上述的一個(gè)培養(yǎng)皿中；如圖4-27(b)所示，將纏有
銅絲的鐵釘放入另一個(gè)培養(yǎng)皿中。觀察并解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
實(shí)驗(yàn)4-4
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：裹有鋅片的鐵釘，鋅片逐漸溶解，鐵釘附近溶液變紅色；
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
鋅作負(fù)極，發(fā)生反應(yīng)：Zn-2e-=Zn2+；
鐵作正極，發(fā)生反應(yīng)：
O2+2H2O+4e-=4OH-
鐵作正極，不反應(yīng)，被保護(hù)
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：裹有銅絲的鐵釘，鐵釘逐漸溶解，鐵釘附近溶液中產(chǎn)生藍(lán)色固體；
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
鐵作負(fù)極，發(fā)生反應(yīng)：Fe-2e-=Fe2+；
銅作正極，發(fā)生反應(yīng)：O2+2H2O+4e-=4OH-
Fe2+與[Fe(CN)6]3－反應(yīng)生成帶有特征藍(lán)色的
鐵氰化亞鐵沉淀
鐵作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，被腐蝕
實(shí)驗(yàn)4-4
相同材質(zhì)的鐵在圖中四種情況下最不易被腐蝕的是 (　)
C
隨堂小練
表面鍍有保護(hù)金屬層的鐵片，當(dāng)鍍層有破損時(shí)比普通鐵片更易腐蝕的是
A. 白鐵（鍍鋅鐵）
B. 馬口鐵（鍍錫鐵）
C. 鍍鎳鐵
D. 鍍銅鐵
D
隨堂小練
下列不能用于金屬防腐處理的是（ ）
A.涂油
B. 改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)
C.鍍上一層耐腐蝕的金屬
D.在海輪的船體上鑲銅塊
D
隨堂小練
下列事實(shí)不能用電化學(xué)理論解釋的是（ ）
A. 輪船水線以下的船殼上鑲嵌有一定量的鋅塊
B．鍍鋅的鐵制品比鍍錫的鐵制品耐用 　　
C. 鋁片不用特殊方法保存
D．常溫下鋁跟稀硫酸快速反應(yīng)，跟濃硫酸幾乎不反應(yīng)
CD
隨堂小練
原理：應(yīng)用 原理，將被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備做 極，用惰性電極做輔助 極，在外加直流電作用下，電子被迫流向被保護(hù)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。
2. 外加電流法
陰
陽
電解池
講授新課
為保護(hù)地下鋼管不被腐蝕，可采用的方法是( )
A、與直流電源負(fù)極相連接
B、與直流電源的正極相連接
C、與銅板相連接
D、與鋅板相連接
AD
隨堂小練
下列關(guān)于如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置的判斷中錯(cuò)誤的是（ ）
A.若X為碳棒，開關(guān)K置于A處可減緩鐵的腐蝕
B.若X為鋅棒，開關(guān)K置于A或B處都可減緩鐵的腐蝕
C.若X為鋅棒，開關(guān)K置于B處時(shí)，為犧牲陽極的陰極保護(hù)法
D.若X為碳棒，開關(guān)K置于B處時(shí)，鐵電極上發(fā)生的反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑
D
隨堂小練
金屬腐蝕快慢的規(guī)律：
(1) 活潑性不同的兩金屬，活潑性差別越大，氧化還原反應(yīng)的速率越 ，活潑金屬被腐蝕的速度越 。
(2) 同一電解質(zhì)溶液中, 電解原理引起的腐蝕(陽極）
原電池原理引起的腐蝕（負(fù)極） 化學(xué)腐蝕 有防腐措施的腐蝕(電解池的陽極、原電池的正極及加有鍍層的金屬）。
(3) 同一種金屬的腐蝕：在強(qiáng)電解質(zhì)中 弱電解質(zhì)中 非電解質(zhì)中
>
>
>
>
>
快
快
金屬腐蝕速率的判斷，首先應(yīng)確定金屬所處裝置是原電池，還是電解池。其次判斷該金屬是原電池的正、負(fù)極，還是電解池的陰、陽極。最后利用金屬腐蝕快慢的規(guī)律進(jìn)行判斷。
總結(jié)歸納
外接電源法＞犧牲陽極法＞有一般防腐條件保護(hù)＞無防腐條件
防腐措施由好到壞的順序如下：
講授新課
用“短線”將下列金屬的防護(hù)方法連線。
(1)加保護(hù)層　　 　 A．鋼閘門與直流電源負(fù)極相連
(2)犧牲陽極陰極保護(hù)法 B．電線外面包塑料法
(3)外加電源的陰極保護(hù)法 C．普通鋼制鎳鉻鋼
(4)改變內(nèi)部結(jié)構(gòu) D．輪船外殼裝上鋅塊
答案：(1)－B　(2)－D　(3)－A　(4)－C
隨堂小練
金屬防護(hù)的幾種重要方法
①在金屬表面覆蓋保護(hù)層。
②改變金屬內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)，制成合金。
③電化學(xué)保護(hù)法，即將金屬作為原電池的正極或電解池的陰極而受到保護(hù)。
總結(jié)歸納
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