4.3 金属的腐蚀与防护 课件 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

人教版 高二年级 选择性必修二 第三节 金属的腐蚀和防护 第四章 高中化学 选择性必修一 【思+议】 阅读课本P111-P115 回答以下问题 1.什么是金属的腐蚀？分为哪些类型？ 2.金属的防护有哪些方法？ 3.什么是牺牲阳极法、外加电流法？ 金属或合金与周围的气体或液体发生_________反应而引起损耗的现象。 1.概念 金属腐蚀的本质: 是金属原子______(失去/得到)电子变为阳离子， 金属被_____(氧化/还原）。 一、金属的腐蚀 氧化还原 失去 氧化 实质 M - ne- = Mn+（发生氧化反应） 例：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。 钢铁 潮湿空气 水膜 CO2、 SO2 电解质溶液(H+) 铁 C 原 电 池 2.分类 ①化学腐蚀 金属与其表面接触的O2、Cl2、SO2等物质直接反应 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反应而被腐蚀 作负极 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 特征 速率 结果 存在 金属与氧化性物质 _______接触 不纯金属与___________ 及氧化剂接触 ____电流产生 ____微弱电流产生 金属被氧化 相对______的金属被氧化 ___ 直接 电解质溶液 无 有 ___ 小 大 活泼 金属腐蚀过程中，电化学腐蚀和化学腐蚀往往同时发生，但绝大多数属于电化学腐蚀 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 电极反应 负极Fe(-) 正极C(+) 总反应 联系 水膜呈强酸性 水膜呈中性或弱酸性 Fe-2e-=Fe2+ 2Fe-4e-=2Fe2+ O2+2H2O+4e-=4OH- 2H++2e－=H2 2H++Fe=Fe2++H2 2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2 Fe2O3 · xH2O 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 2.电化学腐蚀分析氢腐蚀和吸氧腐蚀两种，以钢铁腐蚀为例分析 【实验4-3】 （1）将经过酸洗除锈的铁钉用饱和食盐水浸泡一下，放入具支试管中。 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 导管中液面上升 实验现象 实验解释 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 【实验4-3】 （2）取两支试管，分别放入两颗锌粒和等体积、等浓度的稀盐酸，观察现象。然后，向其中一支试管中滴加1~2滴硫酸铜溶液，再观察现象。解释产生不同现象的原因。 实验现象 实验解释 两只试管均冒出气泡，且①试管中产生气泡的速率更快 Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+，置换出Cu。 Zn、Cu、稀盐酸构成原电池，形成电化学腐蚀，加快反应速率。 1.判断正误 (1)无论化学腐蚀还是电化学腐蚀，金属的腐蚀都是金属失电子被氧化的过程 (2)所有金属纯度越大，越不易被腐蚀 (3)因为CO2普遍存在，所以钢铁腐蚀以析氢腐蚀为主 (4)铜在酸性条件下也可以发生析氢腐蚀 (5)纯铁不易被腐蚀，生铁易被腐蚀，是因为生铁中含碳能形成原电池发生电化学腐蚀 课堂练习 ✓ × × × ✓ 1.改变金属的内部结构(内因) 2.在金属表面覆盖保护层 例：制成合金（不锈钢） 例：喷油漆、涂油脂、电镀、表面钝化等 3.金属的防护有哪些？ 3.电化学防护法： （1）牺牲阳极法 （2）外加电流法， 3.电化学保护法 （1）牺牲阳极法——原电池原理 将被保护的金属与活泼性更_____的金属相连，形成_________。 应用：锅炉内壁、船舶外壳、钢铁闸门安装镁合金或锌块。 强 原电池 被保护的金属 更活泼金属 （填”更活泼金属/被保护金属“） 负极 ： . 正极 ： . 1．电流表指针有何变化？为什么？ 2．Zn、Fe两极上发生了什么反应？ 电流表指针有偏移，Zn片与Fe片构成了原电池，产生电流。 （1）牺牲阳极法——[实验4-4（1）] 未出现蓝色沉淀。 说明溶液中不存在Fe2+，证明Fe未被腐蚀。 阳极（负极） 反应式： 阴极（正极） 反应式： Zn-2e- ＝ Zn2+ O2+4e-+4H+=H2O Fe、Zn和经过酸化的NaCl溶液构成原电池；该装置中铁未被腐蚀 锌皮包裹的铁钉 Zn Fe 现象 解释 电极方程式 两端变红 无蓝色沉淀 形成_______，____作阳极（负极），___作阴极（正极） 生成OH- O2 + 4e- + 4H2O = 4OH- Fe未被氧化成Fe2+ Zn - 2e- = Zn2+ e- e- 原电池 Zn Fe 【实验4-4】(2) 铜丝缠绕的铁钉 Cu Fe 现象 解释 电极方程式 铜丝附近变红 有蓝色沉淀 形成原电池，____作阳极（负极），___作阴极（正极） 生成OH- O2 + 4e- + 2H2O = 4OH- Fe被氧化成Fe2+ Fe - 2e- = Fe2+ Cu Fe e- 1）牺牲阳极法 3.电化学保护法 （2）外加电流法——电解池原理 应用：钢铁闸门、高压线铁架、地下管道连接直流电源的负极。 阴极 ： 。 阳极 ： 。 被保护的金属 辅助电极（不溶性） 通电后，电子强制流向___________。 被保护金属 记一记 归纳小结 金属腐蚀快慢顺序： 电解池阳极 原电池负极 普通化学腐蚀 原电池正极 电解池阴极 快 慢 被腐蚀 受保护 海港、码头的钢制管桩会受到海水的长期侵袭，常用外加电流法对其进行保护（如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极）。下列有关叙述中错误的是（ ） A A.高硅铸铁是作为损耗阳极材料发挥作用的 B.通电后外电路的电子被强制流向钢制管桩 C.保护电流应该根据环境条件变化进行调整 D.通电后使钢制管桩表面的腐蚀电流接近零 课堂练习 课堂练习 下列有关化学图像表现的内容正确的是（ ） A．图1表示牺牲阳极的阴极保护法 B．图2所示装置中的铁钉发生析氢腐蚀 C．图3表示在铁上镀铜 D．图4装置表示精炼铜，则a极为精铜，b极为粗铜 A $