第四章 第三节 第一课时 金属的腐蚀 课件-2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

第三节 金属的腐蚀与防护　 第1课时 金属的腐蚀 第四章 化学反应与电能 学习目标 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. 了解析氢腐蚀与吸氧腐蚀，会书写电极反应方程式。 【自主学习】学习教材111页第一、二段，回答下列问题。 1.金属腐蚀的危害有哪些？ （1）使机器设备、仪器、仪表的精度和灵敏度降低，直至报废。 （2）金属腐蚀还会使桥梁、建筑物的金属构架强度降低而造成坍塌 （3）使地下金属管道发生泄漏、轮船船体损坏。 【自主学习】 学习教材111页第三段至112页第一段结束，回答下列问题。 1.什么是金属腐蚀，金属腐蚀的实质是什么？ 2.金属腐蚀分为 腐蚀和 腐蚀。 3.什么化学腐蚀？什么是电化学腐蚀？ 金属或合金与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。 实质是金属原子失电子被氧化成阳离子。 化学 电化学 3.什么化学腐蚀？什么是电化学腐蚀？ 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。 无电流产生，受温度影响大，温度升高而腐蚀速率加快。 化学腐蚀： 特点： 钢材在高温下容易被氧化，表面生成由FeO、Fe2O3、Fe3O4组成的一层氧化物。 铁与氯气直接反应而腐蚀 输油、输气的钢管被原油、天然气中的含硫化合物腐蚀 高温条件被腐蚀的燃气灶 3.什么化学腐蚀？什么是电化学腐蚀？ 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。 电化学腐蚀： 有微弱的电流产生，最为普遍，危害大，腐蚀速率快。 特点： 钢铁制品在潮湿空气中锈蚀 钢铁制品在潮湿的空气中表面会形成一薄层水膜，空气中的CO2 、SO2 、H2S等物质溶解在水膜中形成电解质溶液，并与钢铁制品中的铁和少量单质碳构成无数微小的原电池。 【思考】 钢铁制品在潮湿的空气中是如何形成原电池而被腐蚀的？ 类型 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－n e－= Mn＋ M－n e－= 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 电化学腐蚀和化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍，腐蚀速率更快，危害也更严重。 化学腐蚀和电化学腐蚀 钢铁制品在潮湿空气中锈蚀 根据钢铁表面水膜的酸性强弱，钢铁电化学腐蚀可分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀两种类型。 【自主学习】学习教材112页全部内容，回答下列问题。 （1）什么是析氢腐蚀？析氢腐蚀发生的条件是什么？写出钢铁析氢腐蚀发生反应的电极反应式。 （2）什么是吸氧腐蚀？吸氧腐蚀发生的条件是什么？写出钢铁吸氧腐蚀发生反应的电极反应式。 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种类型。 【自主学习】学习教材112页全部内容，回答下列问题。 （1）什么是析氢腐蚀？析氢腐蚀发生的条件是什么？写出钢铁析氢腐蚀发生反应的电极反应式。 负极： ； 正极： ； 总反应： ； Fe − 2e− ＝ Fe2+ 2H+ + 2e− ＝ H2↑ Fe + 2H+ ＝ Fe2+ + H2↑ （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。 电化学腐蚀的实验验证 析氢腐蚀 实验现象 实验解释 两只试管均冒出气泡，且加入硫酸铜的试管中产生气泡的速率更快 Zn置换出Cu，Zn、Cu、稀盐酸构成原电池，形成电化学腐蚀，能加快反应速率。 电化学腐蚀的实验验证 析氢腐蚀 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种类型。 【自主学习】学习教材112页全部内容，回答下列问题。 （2）什么是吸氧腐蚀？吸氧腐蚀发生的条件是什么？写出钢铁吸氧腐蚀发生反应的电极反应式。 负极： ； 正极： ； 总反应： ； O2 + 4e− + 2H2O = 4OH− 2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2 后续反应： 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 Fe − 2e− = Fe2+ Fe2O3·xH2O 电化学腐蚀的实验验证 （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。 【实验4-3】 吸氧腐蚀 实验现象 实验解释 导管中液面上升 装置中铁、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，导管内液面上升 消耗的气体一定是氧气吗？ 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 电极反应 负极Fe 正极C 总反应 进一步反应 联系 水膜酸性较强 两种腐蚀同时发生，生成的都是Fe2+ （不是Fe3+ ），以吸氧腐蚀为主 析氢腐蚀与吸氧腐蚀比较 Fe − 2e− ＝ Fe2+ 2H+ + 2e− ＝ H2↑ Fe+2H+＝Fe2++H2↑ 水膜呈中性或弱酸性 O2 + 4e− + 2H2O = 4OH− 2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 Fe − 2e− = Fe2+ Fe2O3·xH2O 2Fe(OH)3=Fe2O3· xH2O + (3-x)H2O 注意：一般情况下，只有在金属活动性顺序中排在氢之前的金属才有可能发生析氢腐蚀（也能发生吸氧腐蚀） 析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较 析氢腐蚀与吸氧腐蚀比较 水膜酸性较强，c(H+)较大（pH<4） 氧化性 H+＞O2 氧化性 H+＜O2 析氢腐蚀 2H+ + 2e－ = H2↑ 吸氧腐蚀 O2 + 4e－+ 2H2O = 4OH－ 水膜酸性较弱或呈中性，c(H+)较小（pH>4） O2 + 4e− + 4H+ = 2H2O 浓度 性质 反应 影响 决定 水膜酸性较强 水膜呈中性或弱酸性 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 金属腐蚀 化学腐蚀 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 金属原子失去电子发生氧化反应生成金属阳离子 电化学腐蚀 实 质 M − ne− = Mn+ 如图表示钢铁在海水中的锈蚀过程，以下有关说法正确的是（　　） A．该金属腐蚀过程为析氢腐蚀 B．正极为C，发生的反应为氧化反应 C．在酸性条件下发生的是吸氧腐蚀 D．正极反应为O2＋2H2O＋4e－ = 4OH－ D OH－ 如图为模拟铁生锈的实验。铁粉中均匀混有少量炭粉，装入内壁已分别用氯化钠溶液和稀醋酸润湿过的甲、乙两个具支试管中，打开止水夹片刻后，下列有关该实验的说法合理的是（　　） A．甲装置导管口有气泡，乙装置导管内出现一段液柱 B．甲装置中发生的电化学腐蚀主要是析氢腐蚀 C．乙装置中发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀 D．乙装置导管口有气泡冒出 D 甲 乙 红墨水 红墨水 感谢使用 1.7.2013 本页为课件结尾致谢页，向学生表达感谢。 ‹#› EVCapture5.0.7软件录制 Lavf58.33.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制, www.ieway.cn Lavf57.25.100 EVCapture5.0.7软件录制 Lavf58.33.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制, www.ieway.cn $