01上课课件金属的腐蚀与防护et

中国中国世界上钢世界上钢铁年产量铁年产量最大是哪最大是哪个国家个国家?钢铁工业素有钢铁工业素有“工业粮食工业粮食”之称，之称，它的发展一度被认为是国家经济发它的发展一度被认为是国家经济发展的晴雨表。展的晴雨表。铁锈的主要成分：铁锈的主要成分：Fe2O3XH2O铜器表面生成铜铜器表面生成铜绿绿,主要成分：主要成分：Cu2(OH)2CO3据报道：据报道： 全世界每年因金属腐蚀造成的直接经济损失约全世界每年因金属腐蚀造成的直接经济损失约达达7000亿美元亿美元，是地震、水灾、台风等自然灾害造成损失，是地震、水灾、台风等自然灾害造成损失的的总和的总和的6倍倍。这还不包括由于腐蚀导致的停工、减产。这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。金属腐蚀的主要害处，不仅和爆炸等造成的间接损失。金属腐蚀的主要害处，不仅在于金属本身的损失，更严重的是金属制品结构损坏所在于金属本身的损失，更严重的是金属制品结构损坏所造成的损失比金属本身要大到无法估量。钢铁因腐蚀而造成的损失比金属本身要大到无法估量。钢铁因腐蚀而报废的数量约占钢铁当年产量的报废的数量约占钢铁当年产量的25%30%。 腐蚀不仅造成经济损失，也经常对腐蚀不仅造成经济损失，也经常对安全构成威胁安全构成威胁。国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因某一国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因某一零部件破裂而坠毁；桥梁因钢梁产生裂缝而塌陷；油管零部件破裂而坠毁；桥梁因钢梁产生裂缝而塌陷；油管因穿孔或裂缝而漏油，引起着火爆炸；化工厂中储酸槽因穿孔或裂缝而漏油，引起着火爆炸；化工厂中储酸槽穿孔泄漏，造成重大环境污染；管道和设备跑、冒、滴、穿孔泄漏，造成重大环境污染；管道和设备跑、冒、滴、漏，破坏生产环境，有毒气体如漏，破坏生产环境，有毒气体如Cl2、H2S、HCN等的泄等的泄漏，更会危及工作人员和附近居民的生命安全。漏，更会危及工作人员和附近居民的生命安全。 2022年5月13日星期五 自主探究：自主探究： 阅读教材阅读教材P22，回答，回答 1 1、什么是金属的腐蚀？、什么是金属的腐蚀？ 2 2、金属的腐蚀可分为哪几类？、金属的腐蚀可分为哪几类？ 3 3、金属的电化学腐蚀和化学腐蚀的本质、金属的电化学腐蚀和化学腐蚀的本质是什么？是什么？1、金属的腐蚀、金属的腐蚀 指金属或合金与周围接触到的气体指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行或液体进行化学反应化学反应而腐蚀损耗的过而腐蚀损耗的过程程2、金属的化学腐蚀、金属的化学腐蚀金属跟接触到的物质直接接触发生氧化还原反应而引起的金属跟接触到的物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀腐蚀3、金属的电化学腐蚀、金属的电化学腐蚀 不纯的金属不纯的金属(或合金或合金)跟电解质溶液接触时，会发生原电池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的反应反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化的反应铁与酸反应，铁被腐铁与酸反应，铁被腐蚀。腐蚀速率较慢。蚀。腐蚀速率较慢。铁作负极（阳极）被腐铁作负极（阳极）被腐蚀腐蚀速率较快。蚀腐蚀速率较快。（按下图进行实验）请比较下列现象的差异？按下图进行实验）请比较下列现象的差异？图一图一联系旧知联系旧知归纳小结归纳小结1金属腐蚀金属腐蚀的实质的实质金属的腐蚀金属的腐蚀种类种类原理原理区别区别腐蚀腐蚀速度速度联系联系金属原子失去电子被氧化而消耗的过程：金属原子失去电子被氧化而消耗的过程：M-ne-=Mn+ 化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀金属和其它物质金属和其它物质直接接触直接接触发生发生氧化还原反应而引起的腐蚀氧化还原反应而引起的腐蚀不纯金属或合金不纯金属或合金发生原电池反发生原电池反应应，使较活泼的金属失电子被，使较活泼的金属失电子被氧化而引起的腐蚀氧化而引起的腐蚀直接发生氧化还原反应直接发生氧化还原反应发生原电池反应发生原电池反应腐蚀过程无电流产生腐蚀过程无电流产生有电流产生有电流产生金属直接被腐蚀金属直接被腐蚀较活泼金属被腐蚀较活泼金属被腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀化学腐蚀化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍，危害更大往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍，危害更大1、铁粉中加入炭粉有何作用？两装置中均能形成原、铁粉中加入炭粉有何作用？两装置中均能形成原电池吗？电池吗？进行进行P22活动与探究活动与探究，观，观察实验现象，回答有关问题：察实验现象，回答有关问题：2、两装置中的实验现象有何不同？产生的现象说明、两装置中的实验现象有何不同？产生的现象说明什么问题？什么问题？继继续续探探究究实验：实验：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2实验编号实验编号a ab b所用电解质所用电解质NaClNaClCHCH3 3COOHCOOH主要实验现象主要实验现象原因分析原因分析腐蚀类型腐蚀类型形成条件形成条件电极反应电极反应式式正极正极负极负极电池总反应电池总反应溶液中反应溶液中反应( (铁锈的生成铁锈的生成) )出现的频率出现的频率右侧导管内液面上升右侧导管内液面上升右侧导管内液面下降右侧导管内液面下降有气体参与反应有气体参与反应(O2)有气体生成有气体生成(H2)发生发生吸氧腐蚀吸氧腐蚀发生发生析氢腐蚀析氢腐蚀水膜酸性很弱或呈中性水膜酸性很弱或呈中性水膜酸性较强水膜酸性较强O2+2H2O+4e-=4OH-2H+2e-=H2Fe - 2e- = Fe2+较低较低较高较高Fe+2H+=Fe2+H2 Fe2+2OH-= Fe(OH)2 4Fe(OH)4Fe(OH)2 2+O+O2 2+2H+2H2 2O=4Fe(OH)O=4Fe(OH)3 32Fe(OH)3=Fe2O3nH2O+(3-n)H2O较高较高较低较低归纳小结归纳小结21、析氢腐蚀（酸性水溶液）、析氢腐蚀（酸性水溶液）负极：负极：Fe 2e = Fe2+总反应：总反应： Fe + 2H+ = Fe2+ + H2正极：正极：2H+ + 2e = H2一、钢铁的腐蚀一、钢铁的腐蚀2、吸氧腐蚀（中性水溶液）、吸氧腐蚀（中性水溶液）负极：负极：2Fe - 4e =2Fe2+正极：正极：O2 + 2H2O + 4e = 4OH总反应：总反应：2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2后续反应：后续反应：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3Fe2O31、相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被、相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀。腐蚀。2、1910年遗留在南极的食品罐头盒，其表面至今年遗留在南极的食品罐头盒，其表面至今很少有铁锈出现。很少有铁锈出现。3、用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。、用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。4、当化工厂排出的废气为酸性时，工厂附近的铁、当化工厂排出的废气为酸性时，工厂附近的铁制品容易生锈。制品容易生锈。交流与讨交流与讨论论哪些因素影响了金属哪些因素影响了金属腐蚀的快慢呢腐蚀的快慢呢?(一一)对于不同的金属而言：与金属的活泼性有关，一般地，活泼性越强的对于不同的金属而言：与金属的活泼性有关，一般地，活泼性越强的金属，越金属，越_被腐蚀。被腐蚀。(二二)对于同种金属而言：对于同种金属而言：(1) 与引起腐蚀的原因有关：一般说来，电解原理引起的腐蚀与引起腐蚀的原因有关：一般说来，电解原理引起的腐蚀 _原电池原电池原理引起的腐蚀原理引起的腐蚀_化学腐蚀化学腐蚀 _有防腐措施的腐蚀有防腐措施的腐蚀(2) 与介质条件有关：一般说来与介质条件有关：一般说来同种金属的腐蚀在强电解质中同种金属的腐蚀在强电解质中_弱电解质中弱电解质中 _非电解质中非电解质中(3)与构成微电池两极的材料有关：与构成微电池两极的材料有关：两极材料的活动性差别越大，较活泼金属被腐蚀的速度越两极材料的活动性差别越大，较活泼金属被腐蚀的速度越 。(4)与环境温度有关，温度越高，金属腐蚀速度越与环境温度有关，温度越高，金属腐蚀速度越 。注意：在钢铁的腐蚀过程中，其注意：在钢铁的腐蚀过程中，其电化学腐蚀电化学腐蚀更严重，在电化学腐蚀中，更严重，在电化学腐蚀中，吸吸氧腐蚀氧腐蚀更普遍。更普遍。容易容易快快快快防止作为原电池负极防止作为原电池负极防止金属腐蚀的措施防止金属腐蚀的措施能防止金属腐蚀的原理能防止金属腐蚀的原理阅读并思考阅读并思考:金属被腐蚀与什么物质有关？发生的主要原金属被腐蚀与什么物质有关？发生的主要原理是什么？怎样才能防止金属生锈？理是什么？怎样才能防止金属生锈？ 主要是空气中主要是空气中O2与与H2O共同作用的结果共同作用的结果牺牲阳极（负极）牺牲阳极（负极）的阴极的阴极(正极正极)保护法保护法外加电流的阴极外加电流的阴极保护法保护法改变金属组成和结构改变金属组成和结构与活动性更强的金属形成原与活动性更强的金属形成原电池电池,被保护金属作正极被保护金属作正极利用电解池原理，被保护利用电解池原理，被保护金属作阴极金属作阴极通过改变结构而改变性质，通过改变结构而改变性质，如钢中加入镍、铬等耐蚀金如钢中加入镍、铬等耐蚀金属形成不锈钢属形成不锈钢隔绝空气和水隔绝空气和水在金属制品表面覆盖保在金属制品表面覆盖保护层或镀耐腐蚀金属护层或镀耐腐蚀金属金属腐蚀全部有害吗？金属腐蚀全部有害吗？阅读课本拓展视野阅读课本拓展视野及时及时反馈反馈下列各情况，在其中下列各情况，在其中Fe片腐蚀由片腐蚀由快快到到慢慢的顺序是的顺序是(5) (2) (1)(3) (4)烤蓝烤蓝涂机油涂机油烤漆烤漆涂凡士林涂凡士林镀锌镀锌镀铬镀铬你知道自行车的金属部件采用了什么样的防护措施吗你知道自行车的金属部件采用了什么样的防护措施吗? ?二、金属的二、金属的电化学电化学防护防护外加电源的阴极保护法：外加电源的阴极保护法：辅助阳极辅助阳极（不溶性）（不溶性）