金属的腐蚀和防护课件.pptx
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1、高中化学人教版选修13.2 金属的腐蚀和防护辽宁省鞍山市岫岩高中 于 霞 钢铁生锈,铁锈的主要成分:FeFe2 2O O3 3XHXH2 2O O铜器表面生成一层薄薄的铜器表面生成一层薄薄的铜绿铜绿铜绿铜绿的主要成分是的主要成分是 Cu2(OH)2CO3钢铁钢铁生锈生锈,大桥大桥断裂断裂!金属腐蚀的危害 据有关专家介绍,全球每一分钟就有1吨钢腐蚀成铁锈,目前我国由于金属材料的腐蚀损失每年大约5000亿元人民币,约占我国国民生产总值的6%左右。金属原子的结构特征大部分金属最外层电子数较_,容易_电子,表现出较强的_性,通常发生_反应。少失去还原氧化一、金属的腐蚀1 1、定义:2、本质:3、分类:
2、M-ne-=Mn+金属或合金与周围接触到的气体或液体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。进行化学反应而腐蚀损耗的过程。金属腐蚀金属腐蚀化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀金属失去电子被氧化。金属失去电子被氧化。介质介质化学原理化学原理根据接触的根据接触的 和和 不同不同一、金属的腐蚀一、金属的腐蚀 金属跟接触到的物质(如金属跟接触到的物质(如OO2 2、CICI2 2、SOSO2 2等)等)直接发生化学反应而引起的腐蚀。直接发生化学反应而引起的腐蚀。(2 2)影响因素:)影响因素:环境的温度环境的温度金属的活泼性金属的活泼性氧化剂浓度等氧化剂浓度等1 1、化学腐蚀、
3、化学腐蚀(1 1)定义:)定义:家用燃气灶家用燃气灶放在南极已差不多放在南极已差不多9090年食品罐头年食品罐头 一般情况下,温度的升高会加快化学反应速一般情况下,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。率。因此,温度对化学腐蚀的影响较明显。在潮湿的空气中,纯铁腐蚀得快,还在潮湿的空气中,纯铁腐蚀得快,还是生铁腐蚀得快?为什么?是生铁腐蚀得快?为什么?2 2、电化学腐蚀、电化学腐蚀 不纯不纯的金属(或合金)跟电解质的金属(或合金)跟电解质溶液接触时,会溶液接触时,会发生原电池反应发生原电池反应,比,比较活泼的金属失去电子而被氧化,这较活泼的金属失去电子而被氧化,这种腐蚀
4、叫做种腐蚀叫做电化学腐蚀电化学腐蚀。构成原电池的条件:(一般负极与电解质发生氧化还原反应)(一般负极与电解质发生氧化还原反应)3 3、两极材料均插入电解质溶液中。、两极材料均插入电解质溶液中。4 4、两极相连形成闭合回路。、两极相连形成闭合回路。复习回忆1 1、自发进行的氧化还原反应、自发进行的氧化还原反应2 2、有两种活动性不同的金属(或一、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。种是非金属导体如碳棒)做电极。科学探究科学探究 现有洁净无锈的铁钉,试管、植物油、现有洁净无锈的铁钉,试管、植物油、干燥剂干燥剂C CaClaCl2 2、NaClNaCl溶液、溶液、CHCH3 3
5、COOHCOOH溶液和煮溶液和煮沸后迅速冷却的蒸馏水,你也可以选用其他沸后迅速冷却的蒸馏水,你也可以选用其他物品,设计实验物品,设计实验探究铁钉锈蚀需要哪些条件探究铁钉锈蚀需要哪些条件,以及以及在什么条件下锈蚀速率快在什么条件下锈蚀速率快。(本实验需。(本实验需要一周前开始做)要一周前开始做)不同条件下铁钉的腐蚀不同条件下铁钉的腐蚀实实验验方方案案记记录录结结论论铁钉被腐铁钉被腐蚀最快蚀最快由于无由于无O O2 2,较长时间较长时间铁钉未被铁钉未被腐蚀腐蚀铁钉被铁钉被腐蚀腐蚀由于无由于无O O2 2,铁钉未被铁钉未被腐蚀腐蚀由于无由于无O O2 2、H H2 2O O铁钉不能铁钉不能被腐蚀被腐
6、蚀有气泡产有气泡产生,反应生,反应速率快速率快相当长时相当长时间铁钉未间铁钉未被腐蚀被腐蚀铁钉渐铁钉渐渐生锈渐生锈无现象无现象无现象无现象无现象无现象由于无由于无H H2 2O O,铁钉不能被铁钉不能被腐蚀腐蚀实验总结:铁钉遇到强酸或有铁钉遇到强酸或有O O2 2、H H2 2O O存在的情况下,铁均可被腐蚀,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。遇到电解质时,一般腐蚀速率更快。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?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?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
7、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。钢铁表面形成的微小原电池示意图钢铁在干燥的空气里长时间不易被腐钢铁在干燥的空气里长时间不易被腐蚀蚀,但在潮湿的空气里却很快被腐蚀但在潮湿的空气里却很快被腐蚀,这是什么原因呢这是什么原因呢?钢铁的析氢腐蚀示意图析氢腐蚀析氢腐蚀有关方程式:有关方程式:负极:负极:;正极:正极:;总反应:总反应:。Fe2e=Fe22H2e=H2 Fe2H=Fe2H2钢铁的吸氧腐蚀示意图吸氧腐蚀吸氧腐蚀有关方程式:有关方程式:负极:负极:;正极:正极:;总反应:总反应:。最终生成铁锈最终生成铁锈(主要成分为主要成分为Fe2O3xH2O),反应如下:反应如下:
8、,2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O+(3-x)H2O.2Fe4e=2Fe22H2OO24e=4OH2FeO22H2O=2Fe(OH)2 4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3化学腐蚀与电化学腐蚀的比较类型化学腐蚀电化学腐蚀条件金属跟氧化剂(如O2、Cl2、SO2等)直接接触不纯的金属(或合金)跟电解质溶液接触本质金属被氧化的过程较活泼的金属被氧化的过程现象_电流产生_电流产生相互关系化学腐蚀与电化学腐蚀往往_发生,但_比_要普遍得多同时电化学腐蚀化学腐蚀无有微弱吸氧腐蚀与析氢腐蚀的比较(以钢铁腐蚀为例)类型吸氧腐蚀析氢腐蚀条件水膜呈_或_水膜呈_(pH4.3)正极反应(C)O24e
9、2H2O 4OH2H2e H2负极反应(Fe)2Fe4e 2Fe2Fe2e Fe2电池总反应2FeO22H2O 2Fe(OH)2Fe2H Fe2H2其他反应4Fe(OH)22H2OO2 4Fe(OH)3Fe(OH)3失水转化为铁锈(Fe2O3xH2O)联系酸性中性弱酸性吸氧腐蚀更普遍 烧过菜的铁锅如果未及时烧过菜的铁锅如果未及时洗净(残液中含洗净(残液中含 NaClNaCl),第二),第二天便出现红棕色锈斑(主要成分天便出现红棕色锈斑(主要成分为为Fe Fe 2 2 O O 3 3nHnH2 2O O)。请问这种腐蚀)。请问这种腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀?为什为什么么
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