人教版高二化学选修一课件3.2 金属的腐蚀和防护 (共12张PPT)

2．金属的防护 改变金属内部结构而增强抗腐蚀能力——不锈钢 涂矿物油、油漆或覆盖搪瓷、塑料
金 金属表面覆盖 镀抗蚀金属——电镀、热镀、喷镀法
属 保护层 用化学方法使其表面形成一层致密的
防 氧化膜，金属的钝化
护 外加电流的阴极保护法
电化学保护法 牺牲阳极的阴极保护法
学生分组探究一 金属的电化学腐蚀
金属的电化学腐蚀与防护
金属的腐蚀
自学思考 2、金属腐蚀是 如何分类的？
1、什么是金 属腐蚀？
3、各类腐蚀的具 体概念是什么？
4、为什么钢铁在 干燥的空气中不容 易生锈，而在潮湿 的空气中却易生锈？
化学腐蚀
电化学腐蚀
金属跟干燥气体或非 不纯金属或合金 条件 电解质液体直接接触 跟电解质溶液接触
现象 无电流产生
总第结1与步巩探究固——问题引入，自主探究
1．纯铁和生铁分别与等浓度的盐酸反应，哪种反应更快，为 什么？
2．学自生然分界组中探，究钢二铁的金腐属蚀腐以蚀哪快种慢形的式判为断主及？金属的防护 第 1 步探究——问题引入，自主探究 13．. 把生铁放在水中与放在食盐水中，哪个腐蚀的快？
42．. 轮船的外壳装有镁合金或锌块，其作用是什么？
THANKS
不习惯读书进修的人，常会自满于现状，觉得没有什么事情需要学习，于是他们不进则退2022年4月16日星期六2022/4/162022/4/162022/4/16 读书，永远不恨其晚。晚比永远不读强。2022年4月2022/4/162022/4/162022/4/164/16/2022 正确的略读可使人用很少的时间接触大量的文献，并挑选出有意义的部分。2022/4/162022/4/16April 16, 2022 书籍是屹立在时间的汪洋大海中的灯塔。

数据分析与结果讨论
对实验数据进行处理和分析，提取金属内部或表面的缺陷信息，评 估金属的腐蚀程度和剩余寿命。
06 金属防护工程实践案例 分享
石油化工行业金属设备防护案例
案例一
某石化公司炼油厂塔器设备腐蚀防护。采用高分子复合涂层技术进 行防护，有效延长了设备使用寿命。
案例二
某油田输油管道腐蚀防护。采用阴极保护技术，结合涂层保护，降 低了管道的腐蚀速率。
阴极保护法
01
将被保护金属与外加直流电源的负极相连，使其成为阴极而防
止金属腐蚀的方法。
阳极保护法
02
将被保护金属与外加直流电源的正极相连，使其处于阳极电位
下成为钝态或致钝而防止金属腐蚀的方法。
牺牲阳极保护法
03
在被保护金属上连接电位更负的金属或合金作为阳极，使其在
腐蚀介质中优先溶解，从而保护被连接金属的方法。
金属的腐蚀与防护完 整版PPT课件
目录
CONTENTS
• 金属腐蚀概述 • 金属腐蚀类型及特点 • 金属防护方法及原理 • 不同环境下金属腐蚀与防护策略 • 金属腐蚀实验方法与检测技术 • 金属防护工程实践案例分享
01 金属腐蚀概述
腐蚀定义与分类
腐蚀定义
金属与周围环境发生化学或电化学 反应，导致金属性能劣化的现象。
案例三
某变电站高压开关柜金 属外壳腐蚀防护。采用 阴极保护技术，结合涂 层保护，降低了金属外 壳的腐蚀速率。
交通运输领域金属部件防护案例
案例一
某地铁列车车体腐蚀防护。采用 不锈钢车体材料，结合电化学保 护技术，提高了车体的耐蚀性。
案例二
某汽车制造厂车身钢板腐蚀防护。 采用镀锌钢板材料，结合涂层保 护技术，延长了车身的使用寿命。

一般情况下，温度的升高会加快化学反应速 率。因此，温度对化学腐蚀的影响较明显。
家用燃气灶
放在南极已差不多 90年食品罐头
在潮湿的空气中，纯铁腐蚀得快，还
是生铁腐蚀得快？为什么？
思考:构成原电池的条件是什么?
1、活泼性不同的两个电极； 2、电解质溶液； 3、形成闭合回路。
2、电化学腐蚀
（1）定义： 不纯的金属（或合金）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。
自行车的钢圈和车铃是在钢图所示原电池 的电极反应方程式：并思考铜锌 原电池中哪种金属参与反应而被 腐蚀，属于哪类腐蚀？ 答案：锌 电化学腐蚀
金属铜也接触到了电解质溶液，却没 有被腐蚀，这对我们防止金属被腐蚀有什 么启发？
利用原电池原理防止要保护金属被腐蚀的实例：
吸 氧 腐 蚀
金属的腐蚀
往往是 同时发 生的
无电流产生， 温度对化学腐 蚀的影响较大
金属跟接触到的物质 化学腐蚀： 直接发生化学反应而 金属的 引起的腐蚀
腐
蚀
不纯的金属或合金 电化学腐蚀： 由于原电池反应而 引起的腐蚀
海边的铁制品比较容易生锈，为什么？
二、金属的防护 【思考与交流】
讨论自行车的不同构件如链条、钢圈、 支架和齿轮等分别采取了什么防锈措施？
1、铜制品、铁制品、铝制品同时暴露在空气 中，哪个腐蚀速度最快？为什么？ 2、在新疆吐鲁番和海南省两地，哪个地区铁 生锈相对慢一些？为什么？
新疆吐鲁番，因为该地区相对干燥，水分稀少 而海南地区潮湿多雨，温度高，易发生电化学腐 蚀。
1、影响金属腐蚀的因素：
（1）金属的本性：
金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀。
（2）钢铁的腐蚀

第三章 探索生活材料
第二节 金属的腐蚀和防护
2020/9/20
铁锈斑斑
2020/9/20
钢铁生锈造成大桥断裂！
断裂 四川202省0/9/20 宜宾市城区的南门大桥
铜器表面生成一层薄薄的铜绿[铜绿的 主要成分是Cu2(OH)2CO3]
2020/9/20
一、金属的腐蚀
1、定义： P49 。
指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化 学反应而腐蚀损耗的过程
2、分类
1）、化学腐蚀 P49 金属跟接触到的物质 (如O2、Cl2 、SO2等) 直 接发生化学反应而引起的腐蚀。
2020/9/20
左边家用燃气灶的中心部位很容易生锈，而右 边的食品罐头放在南极90多年了，却很少生锈
升温可加 快金属腐
蚀
2020/9/20
温度对化学腐蚀的影响： 升温加快金属腐蚀 降温减慢金属腐蚀
2020/9/20
原电池正负极的判断
根据金属的活泼性判断
活泼金属做＿负＿极, 不活泼金属(或可导电的非金属）做＿正__极
根据电极反应来判断 发生氧化反应的是_负__极（电极消耗） 发生还__原__反应的是_正___极（电极放出气体或
析出金属）
2020/9/20
钢铁的电化学腐蚀：
吸氧腐蚀：
条件：钢铁在很弱的酸性或中性环境下的腐蚀。 特点：有氧气参加反应。
2020/9/20
钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条
水膜呈_较__强__酸__性。
件 CO2+H2O H2CO3
H++HCO
-
3
水膜呈中__性__或_酸__性__很__弱___
电 负极Fe(- )

答案：(1)B
(2)加快 (3)b、a、c
【方法技巧】分析影响金属腐蚀因素的方法 不纯的金属或合金，在潮湿的空气中形成原电池发生电化学腐 蚀，金属腐蚀的快慢与下列因素有关： (1)与构成原电池的材料有关：两极材料的活泼性相差越大， 金属腐蚀速率就越快。 (2)与金属所接触的电解质强弱有关：活泼金属在电解质溶液 中的腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀，在强电解质溶液中的 腐蚀快于在弱电解质溶液中的腐蚀。一般来说有以下规律：电 解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐 蚀措施的腐蚀。
2.金属的防护方法
加保护层 涂油漆 包塑料层 电化学法 失电子 改变金属内部结构
电镀
金属防护的常用方法的比较 (1)改变金属的内部结构。 根据不同的用途选择不同的材料组成耐蚀合金，或在金属中添 加合金元素，提高其耐蚀性，可以防止或减缓金属的腐蚀，如 把铬、镍等金属元素加入普通钢中制成不锈钢，就大大增强了 钢铁的抗腐蚀能力。
3.分类 电化学腐蚀
(1)化学腐蚀：金属跟接触到的物质(如O2、Cl2、SO2等) _直__接__发__生__化__学__反__应__而引起的腐蚀，如钢铁管道与Cl2反应引起 的腐蚀。 (2)电化学腐蚀：不纯的金属(或合金)跟_电__解__质__溶__液__接触，发 生_原__电__池__反应使较活泼的金属被氧化而引起的腐蚀，如钢铁在
金属的防护
【典例3】(2011·德州高二检测)金属的防腐常用方法有：
A.覆盖油漆
B.覆盖塑料
C.电镀金属 D.电化学保护
法 E.制成不锈钢
请为以下钢铁制品选择一种适当的防止生锈的方法(填写字母)：
(1)邮筒____________________________________________

【小试牛刀】
下图是铁钉在某溶液中被腐蚀的实验(开始时试管中液面和试管外 液面等高)。[来源:学科网ZXXK]
(1)甲、乙两图溶液中呈酸性的是___乙_____(填“甲”或“乙”)。 (2)甲图电极反应式是：正极___2_H__2_O__+_O__2_+__4_e_- _＝__4__O_H__-___ 负极____F_e_－__2__e-_＝__F_e_2_+___________
接触部分有 部份有较 有较多铁锈，
铁锈
多铁锈
下半部分有气 泡
结论
【科学探究】不同条件下铁钉的腐蚀
实验
一周后 铁钉生 锈程度
结论
煮沸冷
却蒸馏
蒸馏水
NaCl溶液
醋酸溶液
①
②水
③
④
⑤
铁钉表面 铁钉表面 铁钉与水面 铁钉上半
无锈蚀 无锈蚀 接触部分有 部份有较
铁锈
多铁锈
铁钉与空气、水同时接触才会发生锈蚀，与NaCl溶液、
【小组讨论】
2、结合原电池理论，分析实验⑤的腐蚀现象
正负极材料？ 正负极反应物？ 电解质溶液？
析氢腐蚀（水膜酸性较强）
钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
析氢腐蚀
条 件
水膜呈_较__强__酸__性
吸氧腐蚀 水膜呈中__性__或__酸__性__很__弱__
电 负极Fe
极 正极C
反 应
总反应:
Fe-2e-=Fe2+
(3)乙图中发生反应的离子方程式是
____F_e_+__2_H__+_＝__F_e_2_+_+_H__2↑______。
被口水冲垮的大桥
【小组讨论】

预习交流 2 选择防腐蚀方法时,一般需要考虑哪些问题? 提示 :(1)金属制品的使用期限。如果是短期使用,不需采取昂贵 的防腐蚀方法。 (2)金属制品的使用环境。不同的环境造成金属腐蚀的因素、 金属发生腐蚀的速率不同,使用的防腐蚀方法也不同。 (3)对金属制品外观的要求。
一、 金属腐蚀的类型及原理
二、电化学腐蚀 1.钢铁发生电化学腐蚀的情况有两种: 析氢腐蚀和吸氧腐蚀。 2.若钢铁表面形成的一层电解质溶液的薄膜的酸性很弱或呈中 性,则发生吸氧腐蚀。 3.若钢铁表面形成的一层电解质溶液的薄膜的酸性较强,则发 生析氢腐蚀。 4.从本质上看化学腐蚀、电化学腐蚀的共同之处都是金属原子 失去电子变成金属阳离子的过程。在金属腐蚀过程中金属被氧 化。 预习交流 1 为什么说电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因? 提示 :由于钢铁直接接触化学物质而发生化学腐蚀的机会并不 多 ,而接触电解质溶液的机会却比较多,且钢铁本身又是铁碳合金。 因此,易于形成原电池而发生电化学腐蚀。
定义 本质 区别 影响 因素 相互 关系
2.析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较 析氢腐蚀 条件 负极反应 正极反应 总反应 方程式 联系 铁锈的 形成 水膜酸性较强 Fe-2e Fe2+ 2H +2e
+ -
吸氧腐蚀 水膜酸性很弱或呈中性 O2+2H2O+4e4OH2Fe(OH) 2
H2 ↑
Fe+2H+ 2Fe+2H2O+O2 Fe2++H2↑ 吸氧腐蚀更加普遍,危害更大 Fe2++2OHFe(OH) 2↓ 4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3 2Fe(OH)3 Fe2O3· nH2O+(3-n)H2O

（铁锈的主要成份）
二、金属腐蚀的防护
思考与交流
是空气中 O2与H2O 本质都是铁失 共同作用的结果 电子被氧化。
①铁被腐蚀与什么物质有关？本质是什么？ ②怎样才能防止铁生锈？最简单的方法是什么？
1. 保护层法:
防止铁失电子，最简 单就是隔绝空气和水
刷油漆、上油、电镀、烤蓝等 2. 改变金属的内部结构： 制合金
在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下： 电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞ 化学腐蚀＞原电池原理的防护＞电解原理的防护
3、金属的电化学防护：
利用原电池原理，让被保护金属做正极，不 反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。
（1）牺牲阳极的阴极保护法：
-
-ห้องสมุดไป่ตู้
白条为船身上的锌块
（2）外加电流的阴极保护法：
利用电解原理，外加电源形成电解池，金属 与电源负极相连，避免金属失去电子。
-
-
辅助阳极 （不溶性）
外加电流的阴极保护法示意图
巩固练习
1．下列叙述中正确的是（ B ）
①锌跟稀硫酸制取氢气，加入少量硫酸铜溶液能 加快反应速率 ②镀层破坏后，白口铁（镀锌的铁）比马口铁 （镀锡的铁）更易腐蚀 ③钢铁表面常易锈蚀生成 Fe2O3· xH2O A．都正确 B．①③ C．① D．②③
2．以下现象与电化学腐蚀无关的是（ D ）
A. 黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿 B. 生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易生锈 C. 铁制器件附有铜制配件，在接触处易生铁锈 D. 银制奖牌久置后表面变暗
第三章:探索生活材料
第2节:金属的腐蚀和防护
导入： 铁锈斑斑,让人心酸;
不看不知道
我国是世界上钢铁产量最多的国家，但每 年被腐蚀的铁占到我国钢铁年产量的十分之一， 因为金属腐蚀而造成的损失占到国内生产总值 2%～4%；约合人民币：6000亿元（ 2008年我 国国内生产总值为30万亿元） 。 另据国外统计，金属腐蚀的年损失远远超 过水灾、火灾、风灾和地震（平均值）损失的 总和，在这里还不包括由于腐蚀导致的停工、 减产和爆炸等造成的间接损失。

1967年12月，位于美国 俄亥俄洲名为“银桥” 的 桥 突 然 塌 入 河 中 ， 死 亡 46 人，此次事故是由于钢梁 发生电化学腐蚀产生裂缝 所致。俄亥俄州气候潮湿； 银桥所用的钢材不像普通 钢材只含0.2% 的碳，它的 含碳量高达0.6%。
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被口水冲垮的大桥
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【小组讨论】 名师课件免费课件下载优秀公开课课件人教版高中化学选修1 3.2 金属的腐蚀和防护 课件（21张PPT） (共21张PPT)
综合分析以上两个案例，在什么条 件下钢铁更易腐蚀?
【科学探究】不同条件下铁钉的腐蚀 名师课件免费课件下载优秀公开课课件人教版高中化学选修1 3.2 金属的腐蚀和防护课件（21张PPT）(共21张PPT)
实验
一周后 铁钉生 锈程度
结论
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化学腐蚀与电化学腐蚀的比较
条件
化学腐蚀 金属跟氧化性物质
直接接触
电化学腐蚀 不纯金属或合金
跟电解质溶液及氧化剂
接触
有无电流 本质
无电流产生 金属被氧化
有微弱电流产生 较活泼金属被氧化
相互联系 两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍且腐蚀 速率较快
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2、若将Fe棒C棒粉碎掺在一起制成一光亮 的Fe－C合金棒，插在HCl里，则是否构成 了原电池？若是，电极反应是什么？
钢铁表面形成的微小原电池示意图
钢铁的腐蚀
1、析氢腐蚀（酸性溶液） 2、吸氧腐蚀（中性溶液）
负极：Fe - 2e - = 2Fe2+ 2Fe - 4e - =2Fe2+
正极：2H+ + 2e - = H2↑ O2 + 2H2O + 4e - = 4OH -
防护的方法：
（1）金属表面覆盖保护层 如油漆、油脂等，电镀Zn,Cr等易氧化形成致密的氧化
物薄膜作保护层。 原理：隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。
（2）改变金属的内部组织结构： 如：将Cr、Ni等金属加进钢里制成合金钢。
（3）电化学保护法：（牺牲阳极的阴极保护法） 原理：形成原电池反应时，让被保护金属做正极，
发生化学反应而引起的腐蚀，叫化学腐蚀。
二、电化学腐蚀
不纯的金属（或合金）跟电解质溶液接触时， 发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被 氧化，这种腐蚀叫电化学腐蚀。
回顾：1、什么是原电池？说明原电池原理。 2、构成原电池的条件？
原电池：
1、定义：把化学能转化为电能的装置。
2、原电池的工作原理
负极
3、如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察： （1）若液面上升，则溶液呈_中__性_或__碱__性，发生___吸_氧___ 腐蚀，电极反应式为：负极：___2_F_e__–_4_e_-_＝__2_F_e_2+_____, 正极：__O_2_+_2_H_2_O_+__4_e-_＝__4_O_H__－___；
2、实验室制氢气时常加入少量硫酸铜 溶液，以加快反应速率，原因是什么？