1.4 金属的腐蚀与防护 课件 2025-2026学年高二上学期化学鲁科版选择性必修1

该高中化学课件聚焦金属的腐蚀与防护，从钢铁生锈、铜长铜绿等生活现象切入，系统阐述腐蚀的定义、实质及类型，重点解析电化学腐蚀的原电池原理（吸氧、析氢），构建“现象-本质-防护”的学习支架，衔接化学反应与能量转化知识。 其亮点在于通过对比表格（化学与电化学腐蚀、吸氧与析氢腐蚀）培养科学思维，结合原电池装置示意图、O₂含量变化数据表征落实科学探究，联系暖宝宝、食品保鲜等生活应用体现化学观念。学生深化原理理解，教师可提升教学效率。

第4节金属的腐蚀与防护 第一章 化学反应与能量转化 授课教师： 孙 榕 选 择 性 必 修 一 铁锈(Fe2O3 · xH2O) 铜绿(Cu2(OH)2CO3) 金属腐蚀常常是自发进行的， 这样就会造成重大的损失和危害， 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 在 日 常生活中， 我们经常见到钢铁制品生锈， 铜制品长出铜绿， 这就是金属腐蚀的现象。 要的意义。 1 、 定义： 金属表面与周围的物质发生氧化还原反应而遭到破坏的现象。 2 、 实质： 金属原子失去电子而氧化的过程， 即M－ne－ = Mn＋ 。 3 、 类型 （1） 化学腐蚀： 金属与其表面接触的一些物质 （如O2 、 Cl2 、 SO2 等） 直接反应而引起的腐蚀。 （2） 电化学腐蚀： 当不纯的金属与电解质溶液接触发生原电池反应， 活泼金属被氧化产生的腐蚀。 为什么钢铁在潮湿环境下腐蚀更快？ ml 一、 金属腐蚀 ? 当不纯的金属与电解质溶液接触时形成原电池， 伴随着微弱 的腐蚀电流， 较活泼的金属被氧化而被腐蚀。 钢铁在潮 湿空气中容易生锈 钢铁表面形 成无数微小 原 电池 钢铁 Fe 、 C ml 二、 电化学腐蚀 CO2 、 NaCl等 电解质溶液 水膜 密闭锥形瓶中O2含量随时间变化图 ml 二、 电化学腐蚀 数据表征 装置设计 负极： 2Fe－4e－＝2Fe2 + 正极： O2＋2H2O＋4e－＝4OH- 总反应： 2Fe＋2H2O＋O2＝2Fe(OH)2 氧气是正极反应物 ml 二、 电化学腐蚀 负极 正极 负极： 2Fe－4e－＝2Fe2 + 正极： O2 ＋2H2O ＋4e－ ＝4OH- 总反应：2Fe＋2H2O＋O2 ＝2Fe(OH)2 1 、 吸氧腐蚀 更普遍存在 （1） 条件： 水膜酸性很弱呈中性或碱性。 （2） 原理： 进一步氧化： 4Fe(OH)2 ＋2H2O＋O2 ＝4Fe(OH)3 Fe2O3•xH2O铁锈 ml 二、 电化学腐蚀 红褐色 脱水 2 、 析氢腐蚀 （1） 条件： 酸性水膜 （2） 原理： 负极： 2Fe － 4e- = 2Fe2+ 正极： 2H+ + 2e- = H2 ↑ 总反应： Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 ↑ ml 二、 电化学腐蚀 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 金属与非金属等直接接触 不纯金属或合金与电解质溶液 接触形成原电池 电流 无电流产生 有微弱电流产生 结果 金属被氧化 较活泼金属被氧化 实质 M－ne－===Mn+ 关系 ①化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生； ②电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍， 危害更大 ml 对比辨析 区别与联系 吸氧腐蚀 析氢腐蚀 相同点 腐蚀实质 金属作原电池负极， 失电子被氧化 负极电极反应 Fe－2e－===Fe2 + 不同点 条件 水膜中性或弱酸性 水膜酸性较强 正极电极反应 O2＋2H2O＋4e－===4OH- 总反应 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2 ↑ 其他反应 4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3； Fe(OH)3 失去部 分水转化为铁锈 ml 对比辨析 健身器材刷油漆以防锈 生活中有哪些常见的防金属腐蚀的方法？ 搪瓷 喷漆 镀铬 发蓝处理 不锈钢高压锅 ml 三、 金属腐蚀的防护 “机械转动部位 ”涂油脂 外面包上一层塑料层 1． 改变金属内部结构 如， 普通钢中加入Ni 、 Cr等制成不锈钢产品； 钛合金不仅具有优异的抗腐蚀性， 还具有良好的生物相容性。 ml 三、 金属腐蚀的防护 电化学钝化： 利用阳极氧化铝制品， 形成致密氧化膜 化学钝化： Fe 、 Al+ 浓硫酸、浓硝酸 离子注入、 表面渗镀 电镀： 表面镀上一层锌、 锡、 铬、镍等 表面喷涂油漆/ 油脂， 覆盖搪瓷、塑料等； ml 三、 金属腐蚀的防护 2． 在金属表面覆盖/生成保护层 化学方法： 生成 致密的Fe3O4 薄膜. 非金属保护层 金属保护层 钝化处理 发蓝处理 3． 电化学保护法 (1)牺牲阳极 （负极） 的阴极 （正极） 保护法 原理： 原 电池原理， 被保护的金属作正极， 活泼性更强的金属作负极。 应用： 如锅炉内壁、 船舶外壳、 铁塔、 铁管道装上若干锌块， 可保护钢铁设备。 ml 三、 金属腐蚀的防护 电极作辅助阳极， 与 电源正极相连。 应用： 如钢闸门 、 输送 酸性溶液的铁管道等。 (2)阴极电保护法 （外加电流阴极保护法） 原理： 电解池原理， 被保护的金属作为阴极， 与 电源的负极相连； 惰性 ml 三、 金属腐蚀的防护 (1)越活泼越易被腐蚀。 (2)电化学腐蚀中， 两极活动性相差越大， 腐蚀越快。 电势差越大 (3)同一种电解质中， 电解池阳极＞原电池负极＞化学腐蚀 > 原 电池正极＞ 电解池阴极 金属腐蚀防护 (4)同一种电解质中， 电解质浓度越大， 腐蚀越快 （钝化除外） (5)同一金属， 不同介质， 强电解质＞ 弱 电解质＞非电解质。 (6)纯度越高， 腐蚀越慢。 (7)不纯的金属或合金， 潮湿空气中腐蚀速率远大于干燥隔绝空气条件。 ml 金属腐蚀快慢的规律 溶液 导电能力 原 电池构成条件 越容易失电子 2 、 制成双吸收剂放入 食品包装袋， 延长食品保质期 1 、 测定空气中的氧气 含量 ml 四、 金属腐蚀原理的应用 2Fe＋2H2O＋O2 ＝2Fe(OH)2 铁与氧气的反应是一个放热反应。 如何快速地放出大量的热量呢？ 形成原电池 加快化学反应速率 负极： Fe－2e－＝Fe2 + 正极： O2＋2H2O＋4e－＝4OH- 离子导体： 食盐水 . . . . . . . . . . . . . . 主要成分 铁粉、 水、 食盐 活性炭、 蛭石 吸水性树脂 暖宝宝的热量从哪里来？ ml 四、 金属腐蚀原理的应用 3 、 一次性保暖贴 反应物 氧气 中性/碱性 反应式 O2＋2H2O＋4e－===4OH- 反应物 铁屑中的铁 负极 反应式 Fe－2e－＝Fe2 + ml 四、 金属腐蚀原理的应用 4 、 微电解技术处理工业废水 酸性： 2H＋＋2e－===H2 ↑ 正极 离子导体： 工业废水 负极 Fe－2e－＝Fe2 + 含Cr2O72-的 酸性废水 新生成的电极反应产物具有很高的反应活性， 能与废水中的某些污染物发生氧化还原反应， 从而达到去除污染物的目 的。 ml 四、 金属腐蚀原理的应用 【练习】 下图所示的各容器中均盛有海水， 铁在其中被腐蚀时由快到慢 的顺序是 ④>②>①>③ ___。 $