4.3.1 金属的腐蚀 课件 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第1课时 金属的腐蚀 　 第四章 化学反应与电能 第三节 金属的腐蚀与防护 教学重点： 金属的电化学腐蚀及电化学防护原理。 教学难点： 金属发生吸氧腐蚀的原理。 金属腐蚀的本质及类型 01 金属腐蚀速率快慢分析 02 学习目标： 知识导航 金属的腐蚀在生活中非常普遍 钢铁生锈 铁锈的主要成分： Fe2O3·XH2O 情景引入 铜器生锈 铜器表面生成铜绿,主要成分：Cu2(OH)2CO3 情景引入 金属生锈会对人类带来巨大的损失，你知道金属腐蚀有哪些危害吗？你知道金属生锈的原因吗？我们该采取什么措施防止金属生锈呢？ ①机器设备、仪器、仪表的精度和灵敏度降低，直至报废。 ②飞机的某一零部件破损而造成坠毁； ③桥梁、建筑物的金属构架强度降低而造成塌陷； ④地下金属管道破裂而发生泄漏； ⑤轮船的船体损坏等。 金属腐蚀的危害 知识梳理 1.定义： 金属阳离子 失e- ,被氧化 金属原子 2.本质： 金属跟周围接触到的气体或液体发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。 一、金属的腐蚀 M – ne- → Mn+ 铁锈主要成分：Fe2O3 • xH2O 0 Fe +3 Fe2O3•xH2O 铜绿主要成分：Cu2(OH)2 CO3 0 Cu +2 Cu2(OH)2 CO3 3、分类 由于与金属接触的气体或液体物质不同，发生腐蚀的情况也不同，一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。 知识梳理 如铁与氯气直接反应而腐蚀，输油、输气的钢管被原油、天然气的含硫化合物腐蚀等。 （1）、化学腐蚀：金属与其表面接触的一些物质（如O2、Cl2、SO2） 直接反应而引起的腐蚀。 家用燃气灶的中心部位 很容易生锈 食品罐头放在南极80多年 却很少生锈 温度对化学腐蚀的影响较为明显。 特点 无电流产生 、 如钢材高温下易被氧化，表面生成FeO、Fe2O3、Fe3O4 知识梳理 （2）电化学腐蚀：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还原反应而被腐蚀。 在潮湿的空气中，钢铁表面吸附了一薄层水膜。水膜中溶有O2、CO2、SO2等气体，这样在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜，它跟钢铁中的铁和少量的单质碳构成无数微小的原电池。 ①钢铁的成分： 铁碳合金 ②钢铁所处的环境： 潮湿的空气 知识梳理 A 铁棒 石墨棒 Na+ Cl- NaCl溶液 1、该装置能否将化学能转化为电能？请说明理由。 2、设计方案检验正极和负极反应的产物，书写电极反应。 ①取铁电极周围的溶液于试管中，加入K3[Fe(CN)6]溶液，发现产生特征蓝色沉淀，证明负极有Fe2+生成。 ②取石墨电极周围的溶液于试管中，加入酚酞溶液后变红。 负极(Fe): Fe−2e−=Fe2+ 正极(C): O2 +4e−+2H2O=4OH− 资料：Fe2+可以与K3[Fe(CN)6]溶液产生特征蓝色沉淀。 思考与讨论 为什么钢铁在干燥的空气中不易生锈，而在潮湿的空气中却易生锈呢？ 钢铁 潮湿空气 水膜 CO2、 SO2、H2S 电解质溶液（H+) 铁 C 原电池 电解质溶液形成： 钢铁在这过程发生了电化学腐蚀。 根据电解质溶液的酸碱性的不同电化学腐蚀可分为两种。 H2O H++OH- ⇌ H2O+CO2 H++HCO3- ⇌ 在钢铁表面形成无数微小原电池 知识梳理 电化学腐蚀 条件不同 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 酸性环境 弱酸性或中性 1）析氢腐蚀 在酸性环境中，在腐蚀过程中不断有H2放出 （pH≤4.3） Fe - 2e- === Fe2+ 2H+ + 2e- === H2↑ Fe + 2H+ === Fe2+ + H2↑ 总反应： 负极（Fe）： 正极（C） ： 如酸雨严重的地方。 知识梳理 负极：2Fe - 4e =2Fe2+ 正极：O2 + 2H2O + 4e = 4OH－ 总反应：2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2 后续反应：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 铁锈的形成过程： Fe2O3·XH2O 钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性时，溶解的氧气参加电极反应，发生吸氧腐蚀。如右图所示。 电极反应如下： Fe2O3·xH2O 脱去一部分水 2）吸氧腐蚀 知识梳理 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 现象 本质 联系 化学腐蚀与电化腐蚀的比较: 无电流产生 金属被氧化(直接反应) 较活泼金属被氧化(原电池反应) 两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍，速率更快 不纯金属或合金 跟电解质溶液接触 有微弱电流产生 金属被氧化(直接反应) 13 钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较 条件 电极反应 联系 Fe2O3 · nH