第四章 第一节 第二课时 金属的防护 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2课时 金属的防护 第四章 化学反应与电能 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+ 【思考】如何防止金属腐蚀？ 阻止 的发生 M − ne− = Mn+ 改变金属材料的组成 电化学保 护 在金属表面覆盖保护层 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。 不锈钢高压锅 金属的防护 把铬、镍等加入普通钢中制成不锈钢产品； 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。 2. 在金属表面覆盖保护层 在金属表面覆盖致密的保护层，将金属制品与周围物质隔开是一种普遍采用的防护方法。 金属的防护 喷漆 包裹塑料 涂矿物性油脂 发蓝处理 镀铬 搪瓷 【思考与讨论】常用的白铁皮是在薄钢板表面镀上一层锌，罐装食品用的马口铁是在薄钢板表面镀上一层锡。若上述两种钢铁制品的表面出现破损时，请分析并说明白铁皮、马口铁的腐蚀情况。 金属的防护 镀层有破损 白铁皮 马口铁 负极材料 ； 锌 正极材料 ； 铁 被腐蚀的金属 ； 锌 负极材料 ； 铁 正极材料 ； 锡 被腐蚀的金属 ； 铁 金属活泼性：Zn > Fe > Sn 金属发生电化学腐蚀时，作为原电池负极的金属被腐蚀，作为正极的金属不被腐蚀。 马口铁 Fe Sn 白铁皮 Fe Zn 1.牺牲阳极法 形成原电池反应时，让被保护金属作 ，不反应，起到保护作用；而活泼金属作 ，参加反应受到腐蚀。 正极 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)。 Zn 牺牲锌块来保护钢闸门，锌块必须定期更换 钢闸门 (阴极) 海水 锌板 (牺牲阳极) e- e- 牺牲船体上镶嵌的锌块，避免船体遭受腐蚀 电化学保护法 【实验4-4】 （1）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，按图所示连接好装置。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。 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变化？ 电化学保护法 目 的 检验是否含有Fe2+ 若含有Fe2+，实验现象是 。 产生蓝色沉淀 实验现象及结论 实验装置 电流表 阳极（负极） 阴极（正极） 现象 有关反应 偏转 锌片逐渐溶解 铁电极上无气泡冒出 Zn-2e-=Zn2＋ 试管中滴入2滴K3[Fe(CN)6] 溶液。现象 ，结论 。 结论：Fe电极被保护，不发生反应。Fe、Zn和经过酸化的NaCl溶液构成原电池；Zn作负极被腐蚀，Fe作正极被保护。 O2+4e-+4H+=H2O 无明显变化 溶液中无Fe2+ 电化学保护法 【实验4-4】 （2）将1g琼脂加入250 mL烧杯中，再加入50 mL饱和食盐水和150 mL水。搅拌、加热煮沸，使琼脂溶解。稍冷后，趁热把琼脂溶液分别倒入两个培养皿中，各滴入5～6滴酚酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液，混合均匀。取两个2～3 cm 的铁钉，用砂纸擦光。如 图(a)所示，将裹有锌皮的 铁钉放入上述的一个培养 皿中；如图(b)所示，将缠 有铜丝的铁钉放入另一个 培养皿中。观察并解释实 验现象。 琼脂、酚酞 铁氰化钾溶液 锌皮 铜丝 铁钉 电化学保护法 实验现象 实验解释及结论 锌皮包裹处颜色无变化，裸露的铁钉处出现红色 作负极，电极反应式为 ； 作正极，电极反应式为 ， 被腐蚀， 被保护。 极金属被腐蚀， 极金属被保护。 铜丝缠绕处出现红色，裸露的铁钉处出现蓝色 铁作负极： Fe-2e- = Fe2+ 铜作正极： O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- 铁作负极，被腐蚀。 锌 铁钉 锌 Zn-2e- = Zn2+ 铁 O2 + 4e- +2H2O = 4OH- 锌 铁 负 正 铁钉 铜丝 作负极，电极反应式为 ； 作正极，电极反应式为 ， 被腐蚀， 被保护。 极金属被腐蚀， 极金属被保护。 铁 Fe-2e- = Fe2+ 铜 O2 + 4e- +2H2O = 4OH- 铁 铜 负 正 外接直流电源 e e e 【思考】下图所示方法能否保护钢闸门？ 外加电流法（电解池原理保护） 原理：通电后，调整外加电压，强制电子流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面腐蚀电流降至零或接近零。在这个系统中，钢铁设备被迫成为阴极而受到保护。 电化学保护法 方法：钢铁设备（如钢闸门）作为阴极，用惰性电极作为辅助阳极，两者均放在电解质溶液（如海水）里，外接直流电源。 【讨论】 牺牲阳极法和外加电流法都要采用辅助阳极，将被保护的金属作为阴极。在这两种方法中，辅助阳极发生的电极反应类型是否相同？对于用作辅助阳极的金属的化学性质各有什么要求？ 牺牲阳极法的辅助阳极金属材料的活动性必须比被保护的金属的活动性要强。外加电流法的辅助阳极只起导电作用，惰性电极和金属均可作辅助阳极，但最好选用惰性电极。 钢闸门 (阴极) 海水 锌板 (牺牲阳极) e- e- e e e 钢闸门 (阴极) 辅助 阳极 反应类型是相同 影响金属腐蚀快慢的因素 【思考】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 。 ②＞① Fe Cu ① ② 化学腐蚀 Fe 电化学腐蚀 结论1：电化学腐蚀（原电池的负极）速率大于化学腐蚀速率 Fe Cu 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 。 Fe Sn ① ② ① ＞ ② 结论2：构成原电池两极材料的活动性差别越大，氧化还原反应的速率越快，活泼金属被腐蚀的速率越快 电化学腐蚀 影响金属腐蚀快慢的因素 结论1：电化学腐蚀（原电池的负极）速率大于化学腐蚀速率 Fe Sn ① ② Fe Zn 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 。 ① ＞ ② 结论2：构成原电池两极的材料活动性差别越大，氧化还原反应的速率越快，活泼金属被腐蚀的速率越快 结论1：电化学腐蚀（原电池的负极）＞化学腐蚀 结论3：原电池负极腐蚀速率大于正极腐蚀速率 影响金属腐蚀快慢的因素 Fe Cu Fe Cu 结论4：电解池正极腐蚀速率大于原电池负极腐蚀速率 ② ＞ ① 结论2：构成原电池两极的材料活动性差别越大，氧化还原反应的速率越快，活泼金属被腐蚀的速率越快 结论1：电化学腐蚀（原电池的负极）＞化学腐蚀 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 。 ① ② 影响金属腐蚀快慢的因素 结论3：原电池负极腐蚀速率大于正极腐蚀速率 Fe Cu 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 。 Fe Sn ① ② ③ ④ ⑤＞②＞③ ＞ ① ＞④ ＞⑥ Fe Fe Zn Fe Cu ⑤ Fe Cu ⑥ 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 影响金属腐蚀快慢的因素 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 $