化学：3.2《金属的腐蚀和防护》课件(新人教版选修1).ppt

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,.,*,单击此处编辑母版标题样式,高中,化学,新人教版,选修系列课件,化学与生活,1,.,3.2,金属的腐蚀和防护,2,.,教学目标,1,能描述金属腐蚀的化学原理，知道金属防护的常用方法，认识防止金属腐蚀的重要意义。,2,进一步学会对比、比较认识事物的科学方法和假设验证探究的思维方式，辩证的认识外因条件对化学变化的影响；,3,参与试验探究观察铁生锈的过程，体会动手试验自己获得铁的性质的知识的成功愉悦，保持学习的兴趣；,教学重点：,电化腐蚀的原因,教学难点：,析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应方程式,教学方法：,实验探究、师生共议、归纳总结。,课时划分,：两课时,3,.,金属腐蚀的现象,锈蚀的大桥,锈蚀的闸门,锈蚀的轮船,锈蚀的楼梯,4,.,金属的腐蚀现象非常普遍：,1,、钢铁生锈：,铁锈的主要成分：,金属腐蚀的不利后果有哪些？,Fe,2,O,3,XH,2,O,Cu,2,(OH),2,CO,3,2,、铜器表面生成铜绿：,铜绿的主要成分：,5,.,一、金属腐蚀,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。,金属腐蚀,化学腐蚀,电化学腐蚀,一、金属的腐蚀,（,1,）定义：,（,2,）本质：,金属失去电子被氧化。,1,、接触的,介质,不同，,2,、发生腐蚀的,化学原理,不同,6,.,金属跟接触到的物质（如,O,2,、,CI,2,、,SO,2,等）,直接发生化学反应而引起的腐蚀。,1,、化学腐蚀,一、金属的腐蚀,（,2,）原理：,（,1,）定义：,（,3,）影响因素：,金属跟氧化剂直接发生,氧化还原反应,。,金属越活泼，越易被腐蚀；,金属所处的环境温度越高，腐蚀速率越快；,氧化剂浓度越大，腐蚀速率越快。,7,.,家用燃气灶,放在南极已差不多,90,年食品罐头,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。,8,.,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。,9,.,2,、电化学腐蚀,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，这种腐蚀叫做,电化学腐蚀,。,10,.,一、原电池：,把化学能转化为电能的装置,二、原电池原理,原电池,负极（较活泼金属）,正极（较不活泼金属或非金属导体）,三、判断原电池正、负极的方法,较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活泼的金属（负极）通过导线流向较不活泼的金属（正极）,1,、由组成原电池的两极材料判断；,2,、根据电流方向或电子流动方向判断；,3,、根据原电池两极发生的变化来判断；,4,、电极反应现象,复习回忆,11,.,四、构成原电池的条件,:,1,、自发进行的氧化还原反应,2,、有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体如碳棒）做电极。,（一般负极与电解质发生氧化还原反应）,3,、两极材料均插入电解质溶液中,。,4,、两极相连形成闭合回路。,12,.,科学探究,现有洁净无锈的铁钉，试管、植物油、,NaCl,溶液、,CH,3,COOH,溶液和煮沸后迅速冷却的蒸馏水，你也可以选用其他物品，设计实验探究铁钉锈蚀需要哪些条件，以及在什么条件下锈蚀速率快。,不同条件下铁钉的腐蚀,13,.,实验方案,CH,3,COOH,溶液,煮沸后迅速冷却的蒸馏水,NaCl,溶液,煮沸后迅速冷却的蒸馏水,植物油,记录,结论,有气泡产生，反应速率快,相当长时间铁钉未被腐蚀,铁钉被腐蚀最快,由于无,O,2,，较长时间铁钉未被腐蚀,铁钉渐渐生锈,铁钉被腐蚀,无现象,由于无,O,2,，铁钉未被腐蚀,无现象,由于无,O,2,、,H,2,O,铁钉不能被腐蚀,植物油,14,.,总结：,铁钉遇到强酸或有,O2,、,H2O,存在的情况下，铁均可被腐蚀，遇到电解质时，一般腐蚀速率更快。,15,.,不会，,因为月球上缺少水分和氧气。,请你预测一下，铁在月球上会不会生锈？为什么？,16,.,钢铁在干燥的空气里长时间不易被腐蚀,但在潮湿的空气里却很快被腐蚀,这是什么原因呢,?,在潮湿的空气里,钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜。水能电离出少量的,H,+,和,OH,-,同时由于空气中,CO,2,的溶解,使水里的,H,+,增多：,H,2,O+CO,2,H,2,CO,3,H,+,+HCO,3,-,这样在,钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜,它跟钢铁里的铁和少量的,碳构成无数微小的原电池,。,17,.,其中铁作负极,碳作正极。,OH,-,Fe,2+,Fe,C,H,2,Fe,2+,O,2,Fe,C,e,-,e,-,e,-,e,-,e,-,e,-,18,.,在负极，铁失去电子而被氧化成,Fe,2+,：,Fe,2e,-,=Fe,2+,在正极，有两种情况：,吸氧腐蚀：,2H,2,O+O,2,+4e,-,=4OH,析氢腐蚀：,2H,+,+2e,-,=H,2,19,.,吸氧腐蚀与析氢腐蚀（以钢铁为例）,类型,吸氧腐蚀,析氢腐蚀,条件,正极反应,(C),负极反应,(Fe),其他反应,水膜呈弱酸性或中性,O,2,+2H,2,O+4e,-,=4OH,-,Fe-2e,-,=Fe,2+,水膜呈酸性,2H,+,+2e,-,=H,2,Fe-2e,-,=Fe,2+,Fe,2+,+2OH,-,=Fe(OH),2,4Fe(OH),2,+2H,2,O+,O,2,=4Fe(OH),3,4Fe(OH),3,失去部分水转化为铁锈,20,.,化学腐蚀和电化学腐蚀都是,铁等金属原子失去电子变成阳离子的过程,。也就是说,金属在腐蚀过程中,发生了,氧化还原反应,。,金属腐蚀的本质,21,.,烧过菜的铁锅如果未及时洗净（残液中含,NaCl,），第二天便出现红棕色锈斑（主要成分为,Fe,2,O,3,nH,2,O,）。请问这种腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀,?,为什么,?,解析：属于电化学腐蚀。,因为铁锅是由生铁做成的,铁锅生锈是因为,Fe-C-NaCl,形成原电池。铁作负极，失去电子变成亚铁离子，从而被腐蚀。,22,.,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？,给链条涂上机油,将钢圈表面镀上一层铬,给支架烤上一层漆,将齿轮镀上一层铬并涂上机油。,23,.,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,、介质：,如果金属中能导电的杂质不如该金属活泼，则容易形成原电池而使金属发生电化学腐蚀。,24,.,思考与交流,请根据生活常识以及下图总结金属防护常用的方法，并解释这些方法为什么可以达到防止金属腐蚀的目的。,25,.,健身器材刷油漆以防锈,26,.,衣架和电线的外面包上一层塑料层,27,.,某些工具的“机械转动部位”选用油脂来防锈，为什么不能用油漆,28,.,自行车的钢圈和车铃是在钢上镀上一层既耐腐蚀又耐磨的,Cr,29,.,你还知道哪些防止金属腐蚀的方法？请举例说明。,用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块必须定期更换,制成不锈钢，在金属表面镀一层比要保护的金属更活泼的金属。,用牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须定期更换,锌块,30,.,金属的防护方法,1,、在金属表面覆盖保护层,2,、改变金属的内部组织结构,3,、在要保护的金属上连接一种比该金属更易失去电子的金属,刷油漆、涂机油、加塑料层,不锈钢、马口铁、白口铁,牺牲阳极的阴极保护法,31,.,答案,32,.,33,.,课堂练习,1,、钢铁发生吸氧腐蚀时，发生还原反应的电极反应式是（）,A,、,Fe,2e,-,=Fe,2+,B,、,2H,+,+,2e,-,=H,2,C,、,4OH,-,-4e,-,=2H,2,O+O,2,D,、,2H,2,O+O,2,+4e,-,=4OH,-,D,34,.,2,、如图所示，各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是（）,A,、,B,、,C,、,Fe,Fe,Fe,Sn,Zn,A,35,.,3,、下列事实不能用电化学理论解释的是,(,）,A,、轮船吃水线以下的船壳上装一定数量的锌块,B,、铝片不用特殊方法保护,C,、纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量的,CuSO,4,溶液后速率加快,D,、镀锌铁（在铁上镀一层锌）比镀锡耐用,B,36,.,4,、有,a,、,b,、,c,、,d,四种金属。将,a,与,b,连接起来，浸入电解质溶液中，,b,不易腐蚀。将,a,、,d,分别投入等浓度的盐酸中，,d,比,a,反应强烈。将铜浸入,b,的盐溶液里，无明显变化。如果把铜浸入,c,的盐溶液里，有金属,c,析出。据此判断它们的活动性顺序由强到弱的为：,(),A,a c d b,B,d a b c,C,d b a c,D,b a d c,B,37,.,5,、下列叙述正确的是（）,A.,锌跟稀硫酸反应制取氢气，加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率,B.,镀层破损后，白口铁,(,镀锌的铁,),比马口铁,(,镀锡的铁,),更易腐蚀,C.,家用炒菜铁锅出现锈斑的原因是发生了化学腐蚀,D.,吸氧腐蚀时正极放出氧气，析氢腐蚀时正极放出氢气,E.,化学腐蚀速率超过电化学腐蚀速率，析氢腐蚀比吸氧腐蚀普遍,A,38,.,6,、以下现象与电化学腐蚀无关的是（）,A.,黄铜,(,铜锌合金,),制作的铜制品不易被腐蚀,B.,生铁比纯铁容易腐蚀,C.,铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈,D.,银制奖牌久置后表面变暗,7,、下列事实不能用电化学理论解释的是（）,A.,轮船水线下船壳上装一偶一定数量的锌块,B.,铝片不用特殊方法保存,C.,纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量的硫酸铜后速率加快,D.,镀锌铁比镀锡铁耐用,D,B,39,.,8,、下列防腐措施中，属于电化学保护法的是（）,A.,用氧化剂使金属表面生成一层致密稳定的氧化物保护膜,B.,在金属中加入一些铬或镍制成合金,C.,在轮船的船壳水线以下部分装上一些锌,D.,金属表面喷漆,9,、下列事实不能用电化学理论解释的是（）,A.,在轮船的船壳水线以下部分装有一定量的锌块,B.,镀锌的铁制品比镀锡的铁制品耐用,C.,铝片不用特殊方法保护,D.,粗锌跟稀硫酸反应比纯锌更快,C,C,40,.,10,、埋在地下的铸铁输油管道，在下列各种情况下，腐蚀最慢的是（）,A.,在含铁元素较多的酸性土壤中,B.,在潮湿疏松透气的土壤中,C.,在干燥致密不透气的土壤中,D.,在含碳粒较多的潮湿透气的中性土壤中,11,、,(2007,广东,),为了避免青铜器生成铜绿，以下方法正确的是（）,A.,将青铜器放在银质托盘上,B.,将青铜器保存在干燥的环境中,C.,将青铜器保存在潮湿的空气中,D.,在青铜器的表面覆盖一层防渗的高分子膜,C,BD,41,.,12,、下列金属防护的方法不正确的是（）,A.,对健身器材刷油漆以防锈,B.,对某些工具的,“,机械转动部位,”,选用刷油漆方法来防锈,C.,用牺牲锌块的方法来保护船身,D.,自行车的钢圈上镀上一层,Cr,防锈,B,42,.,13,、下列各组金属均有导线相连，并插入对应的液体中，其中能组成原电池的是（）,A.Cu|H,2,SO,4,（稀）,|C,B.Cu|AgNO,3,（,aq,）,|Ag,C.Zn|CCl,4,（稀）,|Cu,D.Fe|H,2,SO,4,（稀）,|Fe,14,、下列各组金属均有导线相连，并插入稀硫酸溶液中，其中铁被腐蚀的速度由快到慢的顺序是（）,Fe-Fe Fe-Sn,Fe-Zn Cu-Fe,A.B.,C.D.,B,D,43,.,15,、烧过菜的铁锅未及时洗去含有,NaCl,的残液，过一段时间算便出现红棕色的铁锈斑点，已知该锈斑为,Fe(OH),3,失水的产物。表示,Fe(OH),3,生成的电极反应式、离子方程式和化学方程式分别为：,负极反应式：,_,正极反应式：,_,离子方程式：,_,化学方程式：,_,44,.,16,、电工操作中规定，不能把铜线和铝线拧在一起连接线路，这是因为,:,铜线与铝线拧在一起时，铜与铝组成原电池，铝线被腐蚀而失去导电能力,45,.,再见,46,.,