3.第四章 第三节 金属的腐蚀与防护（课件PPT）-【满分思维·一本通】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册（人教版）

第四章　化学反应与电能 第三节　金属的腐蚀与防护　 1. 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。 （2）本质：金属本身失去电子变成阳离子的过程（发生氧化反应）：M－ ne－ Mn＋。 （3）金属腐蚀的分类 ①化学腐蚀和电化学腐蚀的区别与联系 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 概念 金属与其表面接触的物质 （如O2、Cl2、SO2等）直接 反应而引起的腐蚀 当不纯金属（或合金）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 本质 M－ne－ Mn＋ 现象 金属被腐蚀，无电流产生 较活泼金属被腐蚀，有微弱电流产生 联系 通常两种腐蚀同时存在，但电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，速率也大得多 　　②析氢腐蚀和吸氧腐蚀 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 图形 描述 条件 水膜酸性较强 水膜酸性很弱或呈中性 电极 反应 负极（Fe） Fe－2e－ Fe2＋ 正极（C） 2H＋＋2e－ H2↑ 2H2O＋O2＋4e－ 4OH－ 总反应 Fe＋2H＋ Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O 2Fe（OH）2 其他反应 4Fe（OH）2＋2H2O＋O2 4Fe（OH）3，Fe（OH）3失去 部分水生成Fe2O3·xH2O，它是铁锈的主要成分 关系 析氢腐蚀和吸氧腐蚀同时发生，金属的腐蚀以吸氧腐蚀为主 　　｜特别提醒｜ （1）金属是发生析氢腐蚀还是发生吸氧腐蚀取决于金属表面电解质溶液的 酸碱性，实际情况中以吸氧腐蚀为主。 （2）钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时，负极都是铁失电子生成Fe2＋，而非 Fe3＋。 （3）活动性在氢后面的金属的电化学腐蚀只能是吸氧腐蚀。 2. 金属的防护 （1）改变金属材料的组成 在金属中添加其他金属或非金属可以制成性能优异的合金，如不锈钢、钛 合金等。 （2）在金属表面覆盖保护层 ①在钢铁制品的表面喷涂油漆、矿物性油脂或覆盖搪瓷、塑料等。 ②用电镀等方法在钢铁表面镀上一层锌、锡、铬、镍等金属。 ③用化学方法在钢铁部件表面进行发蓝处理（生成一层致密的四氧化三铁 薄膜）。 ④利用阳极氧化处理铝制品的表面，使之形成致密的氧化膜而钝化。 ⑤采用离子注入、表面渗镀等方式在金属表面形成稳定的钝化膜。 （3）电化学保护法 ①牺牲阳极法与外加电流法 牺牲阳极法 外加电流法 示意 图 原理 原电池 电解池 被保护对象 钢闸门 钢闸门 辅助阳极 活泼性比铁强，阳极本身发生氧化反应 惰性电极，阴离子在其表面失电子 发生氧化反应 　　②探究牺牲阳极法保护铁 实验 操作 a.以Fe作被保护电极，Zn作辅助电极，以经过酸化的3％ NaCl溶液作电解质溶液，按如图所示连接装置。观察电流表指针的变化，以及烧杯中两个电极附近发生的现象； b.过一段时间，用胶头滴管从Fe电极区域取少量溶液于试管中，再向试管中滴入2滴K3[Fe（CN）6]（铁氰化钾）溶液，观察试管中溶液颜色的变化 实验 装置 实验 现象 a.电流表指针发生偏转，Fe电极上有气泡产生； b.试管中滴入K3[Fe（CN）6]溶液未出现蓝色沉淀 　｜特别提醒｜ 　Fe2＋与[Fe（CN）6]3－反应生成带有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀：3Fe2＋＋ 2[Fe（CN）6]3－ Fe3[Fe（CN）6]2↓，此反应可用于检验Fe2＋。 判断金属腐蚀的快慢 （1）在同一电解质溶液中，金属腐蚀由快到慢的顺序为电解池的阳极＞原 电池的负极＞化学腐蚀＞原电池的正极＞电解池的阴极。 （2）同一种金属在不同介质中腐蚀由快到慢的顺序为强电解质溶液＞弱电 解质溶液＞非电解质溶液。 （3）对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，金属腐蚀越快。 （4）金属活泼性差别越大，活泼性强的金属腐蚀越快。 [应用体验] 化学小组研究金属的电化学腐蚀，实验如下： 序 号 实验Ⅰ 实验Ⅱ 实 验 现 象 铁钉周边出现蓝色，铜片周边略显红色 铁钉周边出现 　　　　　色，锌 片周边未见明显变化 　　下列说法不正确的是（　　） A. 实验Ⅰ中正极的电极反应式：O2＋2H2O＋4e－ 4OH－ B. 实验Ⅱ中铁钉周边出现红色 C. 实验Ⅱ中负极的电极反应式：Fe－2e－ Fe2＋ D. 对比实验Ⅰ、Ⅱ可知，生活中镀锌铁板比镀铜铁板在镀层破损后更耐腐蚀 √ 解析　实验Ⅰ是吸氧腐蚀，正极的电极反应式：O2＋2H2O＋4e－ 4OH－，故A正确；实验Ⅱ中铁钉作正极，发生的电极反应：O2＋2H2O＋4e－ 4OH－，铁钉周围生成的氢氧根离子导致酚酞变红，故B正确；实验Ⅱ中负极是Zn，电极反应式：Zn－2e－ Zn2＋，故C错误；镀锌铁板在镀层破损后铁作正极，镀铜铁板在镀层破损后铁作负极，镀锌铁板比镀铜铁板在镀层破损后更耐腐蚀，故D正确。 $