4.3 金属的腐蚀与防护 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 生活中金属的腐蚀 据统计，2020年我国GDP为1015986亿元，仅金属腐蚀造成的经济损失，按照2%进行计算，就达到了惊人的 20319.72亿元 1.科学探究与创新意识：探究金属腐蚀的本质及其原因，认识金属腐蚀的主要 类型，能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式。 2.科学态度与社会责任：认识金属腐蚀产生的危害和影响，培养防止金属腐蚀 的意识，熟知金属腐蚀常用的防护方法。 核心素养发展目标 内容索引 NEIRONGSUOYIN 一、金属的腐蚀 三、练习 二、金属的防护方法 四、总结 01 金属的腐蚀 1.金属的腐蚀 (1)概念：金属发生 而引起损耗的现象。 实质：金属原子 变为阳离子发生氧化反应 类别项目 化学腐蚀 电化学腐蚀 共同点 不同点 都是金属的氧化反应 （2）金属腐蚀的类型 与接触的物质直接反应 形成原电池反应（更常见） 氧化还原反应 失去电子 表达式：M-xe- =Mx+ 2.钢铁的电化学腐蚀 (1)析氢腐蚀 回顾一下原电池的相关知识：构成原电池的基本要素有哪些？ 负极( Fe )： Fe - 2e- = Fe2+ 析氢腐蚀下的电解质溶液应当满足什么条件？ 析氢腐蚀过程中电解质溶液呈强酸性、较强酸性 正极( C ) ： 2H+ + 2e- = H2 ↑ 总反应：Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 ↑ 2.钢铁的电化学腐蚀 (2)吸氧腐蚀 负极： Fe - 2e- = Fe2+ 吸氧腐蚀下的电解质溶液应当满足什么条件？ 4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x) H2O 吸氧腐蚀过程中电解质呈碱性、中性或弱酸性 正极： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- 总反应：2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2 思考与探究：实验4-3 将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放入下图的装置中。一段时间后观察导管中水柱的变化，思考原因。 一段时间后水柱升高，因为发生吸氧腐蚀，试管内压强减小，水柱升高 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 电极反应 联系 Fe2O3 · XH2O （铁锈） 3. 析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较 水膜呈较强的酸性 水膜呈中性或弱酸性 负极： Fe - 2e- = Fe2+ 正极： 2H+ + 2e- = H2 ↑ 总反应：Fe+2H+= Fe2+ + H2↑ 负极： Fe - 2e- = Fe2+ 正极：O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- 总反应：2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2 通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍。 判断正误 (1)无论化学腐蚀还是电化学腐蚀，金属的腐蚀都是失电子被氧化的过程(　　) (2)钢铁的腐蚀以吸氧腐蚀为主(　　) (3)铜在酸性条件也可以发生析氢腐蚀(　　) (4)纯铁不易腐蚀，生铁易腐蚀，是因为生铁中含碳能形成原电池发生电化学腐蚀(　　) (5)铁的电化学腐蚀负极反应为Fe－3e－===Fe3＋(　　) √ √ × √ × 02 金属的防护方法 生活中金属的防护 1.金属的防护原理 金属防护就是防止金属的腐蚀，要解决的主要问题是使金属不被氧化，应从金属腐蚀的化学反应原理、腐蚀的类型等方面来确定金属防护的具体方法。 2.金属防护的方法 (1)改变金属的内部组织结构（各类合金） (2)在金属表面覆盖保护层 ①非金属保护层：如喷油漆、涂油脂。 ②金属保护层：如铁制品上镀铜、锌等。 铁制品镀锌，破损后，仍能保护； 铁制品镀锡 ，破损后，失去保护。 为什么？ (3)电化学防护法 ①牺牲阳极法 原理：原电池原理 要求：活泼性强的金属作负极，被保护金属作正极。 原理：电解池原理 要求：被保护的金属与外接电源负极相连作阴极。 ②外加电流法 烤蓝 涂机油 烤漆 涂凡士林 镀锌 镀铬 自行车的金属部件采用了什么样的防护措施? 03 随堂验收练习 判断正误 (1)牺牲阳极的阴极保护法利用的是电解池原理(　　) (2)在铁制品表面镀锌，是为了防止铁制品的腐蚀，而且镀层有损坏，仍可对铁制品起到保护作用(　　) (3)铁制品涂油脂、喷油漆是为了隔绝铁与氧气的接触，起到保护铁制品的作用 (　　) (4)铁闸门可与外加电源的正极相连，起到保护作用(　　) × √ √ × 1.下列有关金属电化学腐蚀的说法正确的是 A.铜既可以发生析氢腐蚀也可以发生吸氧腐蚀 B.铁只能发生析氢腐蚀 C.铜只能发生吸氧腐蚀 D.析氢腐蚀比吸氧腐蚀普遍 √ 解析　在金属活动性顺序中，铜排在氢之后，铜不能将氢气置换出来，所以不能发生析氢腐蚀，只能发生吸氧腐蚀，故A项错误，C项正确； 铁既可以发生析氢腐蚀也可以发生吸氧腐蚀，故B错误； 在自然界中，吸氧腐蚀比析氢腐蚀普遍，故D错误。 选择题 2.研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是 1 2 3 4 A.若d为石墨，则铁片腐蚀加快 B.若d为石墨，则石墨上电极反应式为 O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C.若d为锌块，则铁片不易被腐蚀 D.若d为锌块，则铁片上电极反应式为 2H＋ ＋2e－===H2↑ √ 5 3.(2019·福建上杭第一中学高二上10月月考)如图所示是探究铁发生腐蚀的装置图，下列说法正确的是 1 2 3 4 A.若B处液面上升，A溶液可能是酸性溶液 B.若A为NaCl溶液，B、C液面始终保持不变 C.可能产生Fe2O3·nH2O D.腐蚀的总反应式一定是2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 √ 5 04 内容小结 课堂回顾 课后练习 1.金属腐蚀的电化学原理可用如图模拟。 (1)请写出有关电极反应式。 ①铁棒上电极反应式：__________________。 ②碳棒上电极反应式：_______________________。 (2)该图所表示的是______(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀。 (3)若将O2撤走，并将NaCl溶液改为稀硫酸溶液，则此图可表示______(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀原理；若用牺牲阳极的阴极保护法来保护铁棒不被腐蚀溶解，则可将碳棒改为_________________________棒。 2Fe－4e－===2Fe2＋ O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 吸氧 析氢 锌(或其他比Fe活泼的金属) 1 2 3 4 5 谢谢大家！ $$