第三节 金属的腐蚀与防护 第1课时（同步课件）-2023-2024学年高二化学同步精品课堂（人教版2019选择性必修1）

第三节 金属的腐蚀与防护 第1课时 化学反应与电能 第四章 1 金属腐蚀的主要类型 2 金属腐蚀的本质及其原因 1 本节重点 本节难点 金属腐蚀的速率快慢 3 知识导航 生锈 生锈 生锈 金属材料在人类社会发展中发挥着重要的作用，但在使用过程中若保护不当，会出现什么现象呢？ 新课导入 金属锈蚀给人类带来了巨大的损失，你知道金属锈蚀的原因是什么吗？对此应采取怎样的防护措施？ 知识梳理 金属腐蚀的现象 铁生锈 Fe2O3·xH2O (化合态) Fe (游离态) 0 +3 知识梳理 金属腐蚀的现象 铜生锈 Cu2(OH)2CO3 (化合态) Cu (游离态) 0 +2 金属腐蚀的实质 金属原子失去电子，被氧化 ( M - ne- = Mn+) 知识梳理 使桥梁、建筑物的金属构架强度降低而造成坍塌 金属腐蚀的危害 机器设备、仪器、仪表的精度和灵敏度降低，直至报废 使地下金属管道发生泄漏、轮船船体损坏等 知识梳理 金属腐蚀 由于与金属接触的气体或液体不同，发生腐蚀的情况也不同 化学腐蚀和电化学腐蚀 定义：金属或合金与周围的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象 知识梳理 金属腐蚀 化学腐蚀 定义 金属跟其表面接触到的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)直接反应而引起的腐蚀 铁与氯气直接反应而腐蚀 输油、输气的钢管被原油、天然气中的含硫化合物腐蚀 高温条件被腐蚀的燃气灶 注意：无电流产生 知识梳理 金属腐蚀 电化学腐蚀 定义：当不纯的金属与电解质溶液接触时会发生原电池反应，比较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀 知识梳理 思考：电化学腐蚀的过程是如何发生的呢？ 知识梳理 金属的腐蚀 电化学腐蚀 如果钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性且溶有一定量的氧气，此时就会发生吸氧腐蚀。钢铁等金属的腐蚀主要是吸氧腐蚀 2Fe-4e-=2Fe2+ O2+4e-+2H2O=4OH- 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 负极 正极 总反应 空气中， Fe(OH)2进一步被氧化为Fe(OH)3，Fe(OH)3失去部分水生成Fe2O3· xH2O [4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3] [2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O] 钢铁的吸氧腐蚀示意图 知识梳理 金属的腐蚀 实验验证：吸氧腐蚀的过程 实验步骤 将经过酸洗除锈的铁钉用饱和食盐水浸泡一下，放入具支试管中。几分钟后，观察导管中水柱的变化，解释引起这种变化的原因 步骤一 知识梳理 知识梳理 分析：装置中Fe、C、饱和食盐水构成原电池，Fe作负极，C作正极，饱和食盐水为电解质溶液，反应中消耗氧气使具支试管压强减小，水柱上升 几分钟后，导管内水柱的液面上升 金属的腐蚀 实验验证：吸氧腐蚀的过程 实验现象 吸氧腐蚀 知识梳理 金属的腐蚀 电化学腐蚀 在酸性环境中，由于在腐蚀过程中不断有H2放出，故叫做析氢腐蚀 2Fe - 4e- = 2Fe2+ 2H+ + 2e- = H2↑ 2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2 负极 正极 总反应 钢铁的析氢腐蚀示意图 注意：只有位于金属活动性顺序中氢前的金属才可能发生析氢腐蚀，氢后的金属不能发生 知识梳理 金属的腐蚀 实验验证：析氢腐蚀的过程 实验步骤 取两支试管，分别放入两颗锌粒和等体积、等浓度的稀盐酸，观察现象。然后，向其中一支试管中滴加1~2滴硫酸铜溶液，再观察现象。解释产生不同现象的原因。 步骤二 知识梳理 知识梳理 分析：CuSO4与Zn发生置换反应，生成Cu单质，覆盖在Zn的表面，二者与稀盐酸，构成了原电池，发生电化学反应，电化学反应的速率大于普通的化学反应速率 金属的腐蚀 实验验证：析氢腐蚀的过程 实验现象 滴入硫酸铜溶液的试管中产生气泡的速率更大 析氢腐蚀 知识梳理 电化学 化学腐蚀与电化学腐蚀两者往往同时发生，__________腐蚀更普遍；而析氢腐蚀和吸氧腐蚀中，__________腐蚀更普遍。 析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较 金属的腐蚀 水膜酸性较强 c(H+)较大 氧化性：H+＞O2 析氢腐蚀 2H+ + 2e- = H2↑ 氧化性：H+＜O2 水膜酸性较弱或呈中性 c(H+)较小 吸氧腐蚀 O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- 吸氧 知识梳理 我们知道：相对干燥的地区，水分少，金属不易腐蚀，而潮湿多雨的地区，温度高，易发生电化学腐蚀。 思考：金属腐蚀快慢与哪些因素有关呢？如何比较呢？ 知识梳理 金属腐蚀的速率快慢 影响金属化学腐蚀速率的因素 金属越活泼，越易被腐蚀 本 性 环境温度越高，腐蚀速率越快 温 度 氧化剂浓度越大，腐蚀速率越快 浓 度 知识梳理 判断金属腐蚀快慢的规律 金属腐蚀的速率快慢 (