高中化学苏教版 (2019)选择性必修1专题1 化学反应与能量第三单元 金属的腐蚀与防护教课内容ppt课件

这是一份高中化学苏教版 (2019)选择性必修1专题1 化学反应与能量第三单元 金属的腐蚀与防护教课内容ppt课件，共16页。PPT课件主要包含了学习目标，实验探究，钢铁的吸氧腐蚀原理，钢铁的析氢腐蚀，交流讨论，归纳小结，课堂练习等内容，欢迎下载使用。
1．了解金属腐蚀的原因，能辨别金属发生腐蚀的类型。2．了解金属电化学腐蚀的原因及反应原理。3．了解金属防护的一般方法及金属的电化学防护的原理。
在生产生活中，金属腐蚀所带来的损失非常严重。
全世界每年因金属腐蚀造成的直接经济损失约占各国国内生产总值（GDP）的2%~4%。
金属腐蚀：是指金属或合金与周围的环境发生化学反应而腐蚀损耗的现象。 金属腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种。化学腐蚀：金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀。电化学腐蚀：不纯的金属或合金发生原电池反应，使较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀。 电化学腐蚀比化学腐蚀严重得多。
根据环境的不同，金属的电化学腐蚀又分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀。
向铁粉中加入少量的碳粉，混合均匀后，撒入内壁分别用氯化钠溶液和稀醋酸润湿过的两只具支试管（分别为a、b）。如图所示。几分钟后，打开止水夹。导管中水柱的分别发生了什么变化？
实验现象：铁粉都变成红棕色，a中导管内水柱上升，b中导管内水柱下降。
思考：1.向铁粉中加入碳粉的作用是什么？2.两个实验现象不同的原因是什么？
碳作原电池的正极，铁作原电池的负极，形成无数微小的原电池。
电解质的酸碱性不同，正极反应物不同。
通常情况下，在潮湿的空气中，钢铁表面凝结了一层溶有氧气的水膜，与钢铁中的碳和铁形成了无数微小的原电池。
负极：_______________；正极：______________________。总反应式：__________________________。Fe(OH)2被进一步被O2氧化成Fe(OH)3：_______________________________。
Fe -2e-= Fe2+
O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-
2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
Fe(OH)3部分脱水生成Fe2O3·nH2O，是铁锈的主要成分。
当钢铁表面的电解质溶液酸性较强时，腐蚀过程中有H2放出。其中，Fe是____极，C是_____极。负极反应式：_________________；正极反应式：__________________。总反应式：___________________。
Fe - 2e-= Fe2+
2H＋＋2e－=H2↑
Fe+2H+=Fe2++H2↑
氢气析出，pH增大，Fe2+与OH-结合成Fe(OH)2，进一步形成铁锈。
铁生锈除了必须有空气及水的参与外还受其他一些因素的影响。请解释下列有关铁生锈现象的原因。1.相对于内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀。 海水中电解质溶液的浓度大，腐蚀速率快2.1910年遗留在南极的食品罐头盒，其表面至今很少有铁锈出现。 南极气温低，没有液态水，不能形成电解质溶液3.用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。 铁与铜及空气、水形成原电池，铁作负极被氧化4.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。 在酸性环境下，铁制品易发生析氢腐蚀。
影响金属腐蚀速率的因素（1）电解时阳极腐蚀速率最快；电流越大腐蚀速率越快。（2）发生原电池反应产生的腐蚀，电解质溶液的浓度越大，腐蚀速率越快；两种金属的活动性差别越大，腐蚀速率越快。（3）化学腐蚀比电化学腐蚀的速率慢。（4）电解产生的腐蚀比原电池产生的腐蚀速率快
1.日常生活中有哪些防止钢铁腐蚀的方法？ 刷防锈漆、涂抹油或油脂、包上一层塑料、镀一层其他金属、制成不锈钢、在钢铁表面形成一层氧化膜2.在铁的表面镀一层金属是常见的防止铁生锈的方法。常见的有镀锡铁（马口铁）和镀锌铁（白铁皮），当金属镀层损坏时，哪一种情况铁不容易被腐蚀？ 镀锡铁中，铁比锡活泼，铁作原电池的负极，容易被腐蚀。 镀锌铁中，锌比铁活泼，锌作原电池的负极，铁不易被腐蚀。3.能否采用电化学的方法防止金属被腐蚀？ 被保护的金属作原电池的正极或电解池的阴极，抑制金属失去电子。
金属的电化学防护法：将被保护的金属作为原电池的正极或电解池的阴极。
牺牲阳极的阴极保护法：将被保护的金属与比其更活泼的金属连接在一起，被保护的金属作正极（阴极），更活泼的金属作负极（阳极）。 常用于保护石油管道和海轮外壳等。
外加电源的阴极保护法：将被保护的钢铁设备作阴极，另一附加惰性电极作阳极，两者都处在电解质溶液中，接上外接电源。通电后，电子流向被保护的钢铁设备，从而抑制钢铁失去电子，阻止钢铁被腐蚀。 主要用于防止土壤、海水及河水中的金属设备的腐蚀。
金属腐蚀原理的合理应用
（1）将铝片浸入浓硫酸或浓硝酸时，铝片表面产生一层致密的氧化铝膜，从而阻止铝进一步被氧化。可以用铝槽车运输冷的浓硝酸或浓硫酸。（2）铁在NaOH和NaNO2的混合液中发蓝、发黑，使铁表面形成一层致密的氧化膜，可防止铁被腐蚀。（3）生活中常用的“暖宝宝”是利用吸氧腐蚀原理制造的。
金属被保护的效果电解池的阴极>原电池的正极＞一般防护措施＞无保护措施。
1．如图所示，试管中放一铁钉，溶液为氯化钠溶液。（1）数天后观察到的现象有_____________________。说明铁钉发生了________腐蚀。（2）其中正极的电极反应式为__________________，溶液中发生反应的化学方程式为____________________________。
答案：（1）U形管的a端比b端液面高，试管内有红褐色物质生成 吸氧（2）2H2O＋O2＋4e－===4OH－ 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3解析：此题考查了铁的吸氧腐蚀，铁钉腐蚀时吸收试管中的O2，使压强减小，左边液面上升，腐蚀时负极：2Fe－4e－===2Fe2＋，正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－。
2．铜制品在经常下酸雨的地区电化学腐蚀严重。写出此电化学腐蚀的电极反应式：正极：____________________；负极：_____________________。
答案：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 2Cu－4e－===2Cu2＋解析：要注意铜的电化学腐蚀与铁的区别，铜不能还原H＋，故不可能发生析氢腐蚀，只能发生吸氧腐蚀；酸雨是一个干扰因素，只是使电解质溶液中的离子浓度增大，反应加快。