第1章 第4节 金属的腐蚀与防护（课件PPT）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修1（鲁科版2019）

化学反应与能量转化 第1章 第4节　金属的腐蚀与防护 课程标准要求 学业质量水平 1．了解金属发生电化学腐蚀的本质，知道金属腐蚀的危害。 2．了解防止金属腐蚀的措施。 1．能分析某些化学产品生产和应用存在的问题，提出处理或解决化学问题的方案。(水平4) 2．能运用化学原理和方法对解决生产和生活中的热点问题提出创造性的建议。(水平4) 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 栏目索引 课前预习案 课堂探究案 冲关演练案 课前预习案 一、金属腐蚀 1．金属腐蚀 金属表面因与周围的物质发生____________反应而遭到破坏的现象，称为金属腐蚀。 氧化还原　 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 2．金属腐蚀的分类 (1)化学腐蚀 金属与其表面接触的一些物质(如O2等)________反应而引起的腐蚀叫作化学腐蚀。例如，铜在高温下被空气中O2氧化而变黑。 (2)电化学腐蚀 不纯的金属与电解质溶液接触时会发生__________反应，比较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀的过程叫作电化学腐蚀。例如，铁合金在潮湿的空气中生成红褐色的铁锈。 直接　 原电池　 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 二、金属电化学腐蚀的原理 1．铜板上铁铆钉处的腐蚀原理 (1)电解质溶液的形成 铜板表面凝结有一层水膜，空气中的_______、_______或沿海地区空气中的氯化钠等物质都能溶解在水面中形成电解质溶液。 CO2　 SO2　 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L (2)原电池的形成 铜板和铁铆钉与电解质溶液互相接触形成原电池。铁铆钉作负极，电极反应为_______________________； 铜板作正极，电极反应为_____________________________。 (3)铁锈的生成 铁原子变成Fe2＋进入溶液，与溶液中OH－结合生成Fe(OH)2，与潮湿空气中的水和氧气反应生成Fe(OH)3，发生反应为___________________________________，继而转化为铁锈(Fe2O3·nH2O)。 Fe－2e－===Fe2＋　　 2H2O＋O2＋4e－===4OH－　 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3　 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 2．析氢腐蚀和吸氧腐蚀 (1)吸氧腐蚀 钢铁表面的水膜酸性很弱或呈中性，但溶有一定量的氧气，会发生吸氧腐蚀。 负极反应为_______________________； 正极反应式为_____________________________； 电池总反应式为_________________________________。 Fe－2e－===Fe2＋　 2H2O＋O2＋4e－===4OH－　 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2　 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L (2)析氢腐蚀 在水膜酸度较高的特殊环境中，腐蚀过程中不断有______放出，这时所发生的腐蚀称为析氢腐蚀。 负极反应为_______________________； 正极反应式为________________________； 电池总反应式为_____________________________。 3．金属发生电化学腐蚀的根本原因 被腐蚀的金属(如铁等)成为原电池的________，其原子失电子变成______________进入电解质溶液而使金属发生损耗。 H2　 Fe－2e－===Fe2＋　 2H＋＋2e－===H2↑　 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑　 负极　 金属阳离子　 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 三、金属腐蚀的防护 1．在金属表面覆盖保护层 保护层可以是耐腐蚀的________、搪瓷、陶瓷、沥青、________、________等，也可以是通过________而覆盖在被保护金属表面的耐腐蚀性较强的________或合金。 2．电化学保护法 (1)牺牲阳极保护法 将活泼性较强的金属作为__________，与被保护金属相连构成原电池，活泼性较强的金属作为________发生氧化反应而损耗，被保护金属作为________材料而避免被腐蚀。 油漆　 塑料　 橡胶　 电镀　 金属　 保护极　 负极　 正极　 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L (2)阴极电保护法 将被保护金属与外加直流电源的________相连，使其成为________，而将外加直流电源的________连到一些废铁上，使废铁成为________，可以防止阴极金属被腐蚀，也叫作外加电流阴极保护法。 四、电化学腐蚀原理的应用 负极　 阴极　 正极　 阳极　 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 巧判断(对的打“√”，错的打“×”) (1)Fe、Al、Cu在潮湿的空气中发生化学腐蚀，均生成金属氧化物(　　) (2)钢铁发生电化学腐蚀时，铁作负极，失电子被氧化为Fe3＋(　　) (3)纯银制品表面变黑和钢铁表面生锈的腐蚀原理相同(　　) (4)在金属表面覆盖保护层，隔绝空气中O2和水蒸气，防止金属被腐蚀(　　) × 　 × 　 × 　 √　 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 学习任务　钢铁发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀的条件 阅读教材P31～32，结合教材中“金属电化学腐蚀的原理”知识，交流讨论。 1．将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放入图中所示的具支试管中，一段时间后，观察到导管中水柱上升，铁钉表面有铁锈生成。请分析产生上述现象的原因。 课堂探究案 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 提示　食盐水呈中性，食盐水浸泡的铁钉发生吸氧腐蚀，铁钉表面有铁锈生成，装置内气体压强减小，导管中水柱上升。 2．若向上述装置的具支试管滴加少量稀盐酸，观察到铁钉逐渐溶解，导管中水柱下降。请分析产生上述现象的原因。 提示　向具支试管滴加少量稀盐酸，铁钉在酸性环境中发生析氢腐蚀，生成H2，装置内气体压强增大，导管中水柱下降。 3．通过上述实验，你能得出钢铁发生腐蚀的类型与电解质溶液有什么关系？ 提示　钢铁在酸性环境中发生析氢腐蚀，在中性或弱酸性环境发生吸氧腐蚀。 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 1．化学腐蚀和电化学腐蚀的比较 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 金属与接触到的物质直接反应 不纯金属接触到电解质溶液发生原电池反应 本质 M－ne－===Mn＋ M－ne－===Mn＋ 现象 金属被腐蚀 较活泼金属被腐蚀 区别 无电流产生 有微弱电流产生 联系 普遍性：M－ne－===Mn＋，电化学腐蚀比化学腐蚀普遍得多，腐蚀速度率更快，危害也更严重 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 2．吸氧腐蚀和析氢腐蚀的比较 吸氧腐蚀 析氢腐蚀 条件 水膜酸性很弱或呈中性 水膜酸性较强 负极反应 Fe－2e－===Fe2＋ 正极反应 O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 2H＋＋2e－===H2↑ 总反应 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 3．金属防护的方法 方法 举例 改变金属内部组成结构 不锈钢 在金属表面覆盖保护层 涂矿物性油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料 镀抗蚀金属——电镀、热镀、喷镀法 用化学方法使其表面形成一层致密氧化膜，金属的钝化 电化学保护法 牺牲阳极保护法 阴极电保护法 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 1．用如图装置研究电化学原理，下列分析中错误的是(　　) 选项 连接 电极材料 分析 a b A K1K2 石墨 铁 模拟铁的吸氧腐蚀 B K1K2 锌 铁 模拟钢铁防护中牺牲阳极保护法 C K1K3 石墨 铁 模拟电解饱和食盐水 D K1K3 铁 石墨 模拟钢铁防护中外加电流的阴极保护法 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 答案　D　 解析　a是石墨，b是铁，K1、K2连接时，形成原电池，食盐水呈中性，铁发生吸氧腐蚀，A正确；a是锌，b是铁，K1、K2连接时，形成原电池，Zn比Fe活泼，Zn作负极被腐蚀，Fe作正极受到保护，故可模拟钢铁防护中牺牲阳极保护法，B正确；K1、K3连接时，形成电解池，a是石墨，作电解池的阳极，可模拟电解饱和食盐水，C正确；K1、K3连接时，形成电解池，a是铁，作电解池的阳极而被腐蚀，故若要模拟钢铁防护中外加电流的阴极保护法，应将铁连接电源的负极，D错误。 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 2．港珠澳大桥设计寿命120年，对桥体钢构件采用了多种防腐方法。下列分析错误的是(　　) A．防腐原理主要是避免发生反应：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 B．构件表面喷涂环氧树脂涂层，是为了隔绝空气、水等防止形成原电池 C．采用外加电流的阴极保护时需外接镁、锌等作辅助阳极 D．钢构件可采用不锈钢材料以减缓电化学腐蚀 答案　C　 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 解析　铁为活泼的金属，在潮湿的空气中容易发生吸氧腐蚀，发生的主要反应有2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3等，A正确；钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，可以隔绝空气、水等防止形成原电池，防止铁发生电化学腐蚀，B正确；外接镁、锌等作辅助阳极属于牺牲阳极保护法，采用外加电流的阴极保护时需外接电源， C错误；不锈钢具有较强的抗腐蚀性，采用不锈钢材料做钢构件可以减缓电化学腐蚀， D正确。 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 谢谢观看！ $$