化学选择性必修1第四章 化学反应与电能第三节 金属的腐蚀与防护教学课件ppt

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1. 认识金属腐蚀的严重性及危害，能用电化学原理解 释金属腐蚀的现象。2. 了解金属腐蚀的本质，能书写钢铁腐蚀的电极反应及总反应。
一、金 属 的 腐 蚀
金属腐蚀的危害 1. 使桥梁、建筑物的金属结构强度降低而造成坍塌。 2. 地下金属管道发生泄漏。 3. 轮船的船体损坏。 4. 金属及其设备、仪器、仪表的精度和灵敏度降低， 直至报废。
我们每年要向自然界索取大量的金属矿物资源，以提取数以亿吨计的金属。据有关资料报道，现在世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20%-40%。这是多么惊人的数字呀！
金属腐蚀是世界各国共同面临的问题，那么造成金属腐蚀的原因是什么？
金属腐蚀：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。
本质：金属单质失去电子被氧化 M - ne- = Mn+

与金属接触的气体或液体不同
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。
举例：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等。
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。
失去电子发生氧化反应
在酸性环境中，由于在腐蚀过程中不断有H2放出，所以叫做析氢腐蚀（如右图)
负极：Fe - 2e- = Fe2+
正极：2H+ + 2e- = H2↑
总反应：Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑
通过观察实验现象，回答如下问题：
1. 根据实验现象写出负极反应。
2. 分析为什么氧气做氧化剂？
3. 根据实验现象写出正极反应。
【吸氧腐蚀模拟实验：来源于天津实验中学王旭达老师】
1.根据实验现象写出负极反应。
负极：Fe - 2e-=Fe2+
1.玻璃导管液面上升 。2氧气传感器测定容器内氧气的浓度降低。说明氧气参与反应作氧化剂
1. 玻璃导管液面上升 。2. 氧气传感器测定容器内氧气的浓度降低。说明氧气参与反应作氧化剂
正极：2H2O + O2 + 4e- = 4OH-
如果钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性，但溶有一定量的氧气，此时就会发生吸氧腐蚀（如右图）。
总反应：2Fe + O2 +2H2O = 2Fe(OH)2
钢铁等金属的腐蚀主要是吸氧腐蚀
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
Fe2O3 · nH2O
氧化剂得电子发生还原反应
酸性环境水膜酸性很弱或呈中性
Fe-2e-=Fe2+ 氧化反应
钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。
Fe - 2e- = Fe2+
2Fe - 4e- = 2Fe2+
2H+ + 2e- = H2↑
O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-
Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑
2Fe + 2H2O + O2 = 2 Fe(OH)2
尝试思考并回答下列问题：1. 保暖贴在发热过程中， 其主要成分起什么作用？
尝试思考并回答下列问题：2. 为什么保暖贴能持久而又 稳定地提供热量？
氧气与铁粉通过无数个微型原电池发生反应且速率很快，反应放出热量。产品使用了矿物材料蛭石来保温。
尝试思考并回答下列问题：3. 保暖贴使用的是双层包装。外层由不透气的明胶层制成，内层由微孔透气膜制成。为什么要这样设计？
放热的时间和温度可以通过透气膜的透氧速率进行控制。
尝试思考并回答下列问题：4. 为什么保暖贴使用后变得 较硬？
使用后，内袋中的物质主要成分为炭粉、氯化钠固体、三氧化二铁固体以及含镁、铝的盐。
总反应：2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2
实际上，金属腐蚀过程中化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，但绝大多数属于电化学腐蚀。电化学腐蚀比化学腐蚀的速率也大得多。
（2）若试管内液面下降，则溶液呈 性，发生　　 腐蚀，电极反应式为：负极： ， 正极： 。
如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：
（1）若试管内液面上升，则溶液呈 性，发生_______腐蚀，电极反应式为：负极： ，正极： 。
中性或酸性很弱
Fe –2e- ＝ Fe2+
O2 + 2H2O + 4e- ＝ 4OH-
Fe – 2e-＝Fe2+
2H+ + 2e- ＝ H2↑
如图，把铁片插入煮沸过的蒸馏水中，铁片上有三点。
(1)A、B、C三点中腐蚀最快的是____。(2)若向蒸馏水中加入少量食盐，B处的腐蚀速率将_____ (填“加快”“不变”或“减慢”)。(3)将蒸馏水换成:①0.1 ml·L-1H2SO4溶液；②1ml·L-1 H2SO4溶液；③18.4 ml·L-1H2SO4溶液，则A处腐蚀由快到慢的顺序是__________。
【2019 年江苏】将铁粉和活性炭的混合物用 NaCl 溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是（ ）A. 铁被氧化的电极反应式为 Fe - 3e- = Fe3+B. 铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能C. 活性炭的存在会加速铁的腐蚀D. 以水代替 NaCl 溶液，铁不能发生吸氧腐蚀
如图所示的各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时的速率由大到小的顺序是（ ）A. ④ > ② > ① > ③B. ② > ① > ③ > ④C. ④ > ② > ③ > ①D. ③ > ② > ④ > ①
1. 基础题 课本P113页1、2、32. 综合题 课本P116页 103. 自制暖贴
人要有毅力，否则将一事无成。