1.4 金属的腐蚀与防护 课件--2026-2027学年高二上学期化学鲁科版选择性必修1

该高中化学课件围绕金属的腐蚀与防护，系统涵盖腐蚀的概念、本质、类型（化学腐蚀与电化学腐蚀）及防护方法，从腐蚀危害导入，通过定义和本质分析引出两类腐蚀，对比表格明晰差异后深入电化学腐蚀的析氢与吸氧类型，最终过渡到防护措施，构建完整知识支架。 其亮点在于融合科学思维与科学探究，通过对比表格归纳腐蚀类型差异，结合暖贴成分作用等实例分析电化学原理应用，培养学生化学观念。练习题巩固知识，学生能联系实际深化理解，教师可借助丰富案例与习题提升教学效率。

金属的腐蚀与防护 金属腐蚀的普遍性及危害 金属制品的外形、色泽及机械性能等方面都会发生变化，从而使机器设备、仪器、仪表的精度和灵敏度降低，甚至报废。 一、金属的腐蚀 1.概念：金属或合金与周围的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象。 0 Fe +3 Fe2O3•xH2O 0 Cu +2 Cu2(OH)2 CO3 金属原子失去电子，被氧化： M − ne− = Mn+ 2.本质： 3.金属腐蚀的类型 化学腐蚀 金属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。 由于与金属接触的气体或液体物质不同，发生腐蚀的情况也不同，一般金属腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。 银器表面变黑（Ag2S） 高温条件被腐蚀的燃气灶 盛放液氯钢瓶被腐蚀而漏气 3.金属腐蚀的类型 电化学腐蚀 不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化 钢铁 Fe、C 水膜 电解质溶液 CO2、SO2、H2S 在钢铁表面形成无数微小原电池 3.金属腐蚀的类型及其特点： 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 金属与接触到的干燥气体（如O2、Cl2、SO2等）或非电解质液体（如石油）等直接发生化学反应 不纯金属或合金跟 ______________ 接触，发生原电池反应 现象 电流产生 有 电流产生 本质 金属原子 电子而被 。 联系 两者往往同时发生， 腐蚀更普遍 电解质溶液 无 微弱 失去 氧化 电化学 进一步探析电化学腐蚀 根据钢铁表面水膜的酸性强弱，钢铁腐蚀可分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀两类。 (1)析氢腐蚀：金属表面的电解质溶液酸性较强，腐蚀过程中有H2放出。 负极（Fe）： 正极（C） ： Fe - 2e- === Fe2+ 2H+ + 2e- === H2↑ 总反应： Fe + 2H+ === Fe2+ + H2↑ (2)吸氧腐蚀：钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性时，溶解的氧气参加电极反应，发生吸氧腐蚀。吸氧腐蚀更为普遍。 负极（Fe）： 正极（C） ： Fe - 2e- === Fe2+ O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- 总反应： 2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2 后续反应： 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 = 4Fe(OH)3 2Fe(OH)3 = Fe2O3·xH2O + (3-x)H2O 水膜酸性较强 c(H+)较大 水膜酸性较弱或呈中性 c(H+)较小 氧化性 H+＞O2 析氢腐蚀 2H+ + 2e－ = H2↑ 氧化性 H+＜O2 吸氧腐蚀 O2 + 4e－+ 2H2O = 4OH－ O2 + 4e− + 4H+ = 2H2O 析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较 影响 决定 pH=2.0、3.0、3.5 pH=4.0 浓度 性质 反应 1．下列关于金属腐蚀的说法正确的是(　　) A．合金都比纯金属易被腐蚀 B．金属化学腐蚀的实质是：M − ne−＝Mn＋，电子直接转移给氧化剂 C．金属的电化学腐蚀必须在酸性条件下进行 D．在潮湿的环境中，金属的电化学腐蚀一定是析氢腐蚀 B 金属腐蚀的实质 M-ne-=Mn+ 类别 化学腐蚀 形成原电池 电化学腐蚀 金属防护的本质 措施 切断原电池反应 给予电子 改变金 属材料 增加 保护层 电化学 保护法 阻止M-ne-=Mn+的发生 根据金属腐蚀的实质，你能提出哪些金属的防护方法？ 二、金属腐蚀的防护 如普通钢中加入镍、铬等制成不锈钢产品，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。 1．改变金属材料的组成 中航钛合金锻造技术 304/316不锈钢尼龙螺母 搪瓷 2．在金属表面覆盖保护层 喷漆 沥青防腐钢管 包裹塑料 电镀——在被保护金属表面覆盖耐腐蚀性较强的金属或合金。 发蓝——在钢铁表面生成一定厚度和强度的致密的氧化层，成分主要是Fe3O4。 不同金属镀层对金属的保护作用一样吗？如果在铁制品表面镀上锌保护层或锡保护层，请根据铁、锌、锡三种金属的原子失电子能力分析：当镀层局部破损时，锌镀层或锡镀层还能对铁制品起保护作用吗？ ＋ － Zn A Fe ＋ － Sn A Fe e- e- 我们知道，金属发生电化学腐蚀时，总是作为原电池负极（阳极）的金属被腐蚀，作为正极（阴极）的金属不被腐蚀。 经酸化的3％NaCl溶液 活泼性：Zn > Fe > Sn 3．电化学保护法 (1)牺牲阳极法 —原电池原理 原理：被保护的金属作正极，活泼性更强的金属作负极。这种保护法牺牲了阳极(原电池负极)，保护了阴极(原电池的正极) 应用：锅炉内壁、船舶外壳、钢铁闸门安装镁合金或锌块。 牺牲阳极法示意图 船体上镶嵌的锌块 负极：比被保护金属活泼的金属 正极：被保护的金属设备 牺牲方——负极 被保护——正极 3．电化学保护法 (1)牺牲阳极法 原电池原理可以用来防止金属腐蚀，那么，我们是否也能利用电解池原理来实现金属的防护？ 3．电化学保护法 (2)外加电流法 原理：被保护的金属作为阴极，与电源的负极相连。 应用：钢铁闸门、高压线铁架、地下管道连接直流电源的负极。 外加电流法示意图 钢闸门的防腐 —电解池原理 2.下列关于如图所示的实验装置的判断中错误的是（ ） A、若X为碳棒，开关K置于A处可减缓铁的腐蚀 B、若X为锌棒，开关K置于A或B处都可减缓铁的腐蚀 C、若X为锌棒，开关K置于B处时，为牺牲阳极的阴极保护法 D、若X为碳棒，开关K置于B处时，铁电极上发生的反应为2H＋＋2e－=H2↑ D 3．下面各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序 是 。 ⑤ ④>②>①>③>⑤ 在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下 三、电化学腐蚀原理的应用 暖贴 主要成分：铁粉、活性炭、食盐、水、蛭石（保温材料）、吸水性树脂 请仔细阅读某品牌保暖贴使用说明书，思考以下问题： 1.保暖贴在发热过程中，其主要成分分别起什么作用？ 铁粉——负极材料，发生氧化反应；食盐溶于水——离子导体；活性炭——正极材料；蛭石——保温材料；吸水性树脂——提供反应需要的水。 负极：Fe－2e－===Fe2＋ 正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 2.为什么保暖贴能较持久而又稳定地提供热量？ 铁粉和氧气通过无数个微小的原电池发生反应且进行得很快将发热袋加热，蛭石做良好的隔热保温材料，吸水性树脂能吸收自身重量的数百倍或上千倍的水分子，以维持持久反应。 3.保暖贴使用的是双层包装。外层由不透气的明胶层制成，内层由微孔透气膜制成，为什么要这样设计？ 放热时间的长短和温度高低是通过透气膜的透氧速率进行控制的。 4.为什么保暖贴使用后会变得较硬？ 反应后的主要成分为炭粉、氯化钠固体、三氧化二铁固体以及含镁和铝的盐，因而变得较硬。 双吸剂（吸氧、吸水） 主要成分：铁粉、碳粉、钠盐、卤化物。 特点：反应迅速，可在2小时内使包装袋内氧的浓度降到0.01% 微电解技术处理工业废水 Fe－2e－===Fe2＋ O2＋2H2O＋4e－===4OH－(碱性或中性条件) 2H＋＋2e－===H2↑(酸性条件) 被氧化 化学腐蚀 电化学腐蚀 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 防止氧化 电化学防护 牺牲阳极的 阴极保护法 外加电流的 阴极保护法 改变结构 加保护层 原电池正极 电解池阴极 金属 金属的腐蚀 金属的防护 $