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

第三节 金属的腐蚀与防护 1999年5月9日，在中国驻南联盟大使馆遭北约轰炸后的第二天，菲律宾海军“马德雷山”号登陆舰以所谓“技术故障搁浅”为由，在南海仁爱礁非法“坐滩”，并派出士兵轮班进驻，图谋“实际控制”。 金属腐蚀的现象普遍存在，常常是自发进行的。 资料：我国每年因为金属腐蚀所造成的经济损失约占国民生产总值的5%，全世界每年因生锈损失的钢铁约占世界钢铁年产量的1/4，超过每年各项大灾（火灾、风灾及地震等）损失的总和。 因此，了解金属腐蚀的原因，并采取有效措施防止金属腐蚀具有重要意义。 学习目标 1.通过查阅金属腐蚀的资料等活动，认识金属腐蚀的严重性及危害性；能用电化学原理解释金属腐蚀的现象，进一步增强社会责任感。 2.通过钢铁腐蚀的实验，了解金属腐蚀的本质；能书写钢铁腐蚀的电极反应及总反应；能根据电化学原理选择并设计金属防护的措施。 思考1：金属腐蚀的本质是什么？ Fe2O3·XH2O Fe→ 0 +3 金属原子失去电子被氧化的过程。 M - ne- = Mn+ 思考2：钢铁在什么条件下易生锈？ 探究1：钢铁在潮湿的空气中易生锈的原理 钢铁 潮湿空气 水膜 CO2、 SO2、H2S 电解质溶液（H+) 铁 C 无数微小 原电池 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钢铁的电化学腐蚀可分为两种： 析氢腐蚀和吸氧腐蚀 5 探究2：钢铁的电化学腐蚀 探究2-1：如下图，模拟探究钢铁在海水中的腐蚀情况,观察电流表指针有无偏转？ 2分钟后用胶头滴管分别从铁、碳电极附近吸取少量液体于a、b两试管中， 再向a试管中加入几滴K3[Fe(CN)6]（铁氰化钾）溶液，向b试管中加入几滴 酚酞溶液，观察现象 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - A Fe C 饱和食盐水 资料卡片：Fe2+与K3[Fe(CN)6]（铁氰化钾）溶液(黄色)反应生成 KFe[Fe(CN)6]沉淀（带有特征蓝色）。这是检验溶液中Fe2+的常用方法。 （-） （+） Fe-2e-=Fe2+ O2+2H2O+4e-=4OH- 吸氧腐蚀 探究2-2 ：课本P112 【实验4-3 】 实验操作 实验现象 实验解释 导管中液面上升 装置中铁、碳、饱和食盐水构成原电池，铁钉发生吸氧腐蚀，导致压强变小 (1)将经过酸洗除锈的铁钉用饱和食盐水浸泡一下，放入下图所示的具支试管中。 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。 思考：暖贴的发热原理是什么？ 探究2：钢铁的电化学腐蚀 探究2-3：如下图，观察现象,写出电极反应式。 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - A Fe C 稀H2SO4 （-） （+） Fe-2e-=Fe2+ 2H＋＋2e = H2↑ 析氢腐蚀 钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜呈较强 性 水膜呈 性 电极反应 联系 负极Fe(- ) Fe-2e-=Fe2+ 正极C(+) 2H++2e-=H2↑ 总反应: Fe+2H+=Fe2++H2↑ 酸 其他 中 Fe-2e-=Fe2+ O2+2H2O+4e-=4OH- 2Fe-4e-=2Fe2+ 2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2 Fe2O3 · nH2O (铁锈) 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 通常两种腐蚀同时存在，但吸氧腐蚀更普遍。 （一般情况下水膜酸性不强） 9 2H＋ + 2e− = H2↑ pH=2.0、3.0、3.5 pH=4.0 O2 + 4e− + 4H+=2H2O （析氢腐蚀） （吸氧腐蚀） 实验2-4：利用下图装置探究钢铁在不同pH的醋酸溶液中的电化学腐蚀。 写出pH＝2.0～3.5和4.0时发生的正极电极反应式。 结论：钢铁在酸性较强的环境中主要发生 腐蚀，在酸性较弱环境主要发生 腐蚀。 O2+2H2O+4e-=4OH-(中性） 析氢 吸氧 10 1.如图装置中