鐵銹斑斑,選修1化學(xué)與生活第三章探索生活材料,金屬的腐蝕和防護(hù),鐵管生銹了,美國(guó)明尼蘇達(dá)州一座跨越密西西比河的大橋發(fā)生坍塌.事故造成6人死亡.,金屬腐蝕危害的圖片,四川省宜賓市城區(qū)的南門(mén)大橋,鋼鐵生銹造成大橋斷裂！,斷裂,金屬腐蝕的危害資料,中國(guó)航天工業(yè)總公司第三十一研究所近日公布了一組數(shù)據(jù)：全球每年鋼鐵腐蝕的經(jīng)濟(jì)損失約10000億美元，占各國(guó)國(guó)民生產(chǎn)總值GNP的2%4%，在美國(guó)，每年因鋼鐵腐蝕造成的損失就占國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的3%，大約三分之一的化學(xué)設(shè)備因局部腐蝕而停工。我國(guó)鋼鐵腐蝕經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)2800億人民幣，約占國(guó)民生產(chǎn)總值GNP的4%，每年約有30%的鋼鐵因腐蝕而報(bào)廢。腐蝕給人類(lèi)造成的損失是驚人的,銅器表面生成一層薄薄的銅綠銅綠的主要成分是Cu2(OH)2CO3,1、定義：P49。,一、金屬的腐蝕,2、分類(lèi)1）、化學(xué)腐蝕P49,指金屬或合金與周?chē)佑|到的氣體或液體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過(guò)程,金屬跟接觸到的物質(zhì)(如O2、Cl2、SO2等)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。(不多見(jiàn)、無(wú)電流),左邊家用燃?xì)庠畹闹行牟课缓苋菀咨P，而右邊的食品罐頭放在南極90多年了，卻很少生銹,升溫可加快金屬腐蝕,溫度對(duì)化學(xué)腐蝕的影響：,升溫加快金屬腐蝕降溫減慢金屬腐蝕,鐵釘銹蝕的可能條件假設(shè)：(1)只與水接觸，不與空氣接觸(2)不與水接觸，只與空氣接觸(3)既與水接觸，又與空氣接觸(4)既與NaCl溶液接觸，又與空氣接觸(5)既與CH3COOH溶液接觸，又與空氣接觸,P50科學(xué)探究,(實(shí)驗(yàn)需要在一周前開(kāi)始做)：將5顆潔凈無(wú)銹的鐵釘分別放入以下5支試管中A、盛有經(jīng)煮沸迅速冷卻的蒸餾水，鐵釘被浸沒(méi)，再加植物油B、盛干燥劑CaCl2，試管口塞一團(tuán)棉花，并塞上塞子。C、加入蒸餾水，鐵釘被浸沒(méi)一半D、盛NaCl溶液，鐵釘被浸沒(méi)一半。E、盛CH3COOH溶液，鐵釘被浸沒(méi)一半。分時(shí)間段觀(guān)察。,P50實(shí)驗(yàn)方案,腐蝕由快到慢的順序：EDCB或A,植物油，鐵釘浸沒(méi),CaCl2固體,NaCl溶液，鐵釘浸沒(méi)一半,CH3COOH溶液，鐵釘浸沒(méi)一半,煮沸后迅速冷卻的蒸溜水，鐵釘浸沒(méi),相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間鐵釘未被腐蝕,有氣體產(chǎn)生，反應(yīng)速度快,鐵釘漸漸生銹，接觸液面處生銹明顯,無(wú)現(xiàn)象,由于無(wú)氧和水，鐵釘不被腐蝕,上層植物油下層煮沸后迅速冷卻的蒸溜水,無(wú)現(xiàn)象,無(wú)現(xiàn)象,由于無(wú)水，鐵釘不被腐蝕,鐵釘被腐蝕,鐵釘被腐蝕最快,由于無(wú)氧，較長(zhǎng)時(shí)間鐵釘不被腐蝕,由于無(wú)氧，鐵釘不被腐蝕,實(shí)驗(yàn)探究：不同條件下鐵釘?shù)匿P蝕,上層植物油下層NaCl溶液,相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間鐵釘未被腐蝕,由于無(wú)氧，較長(zhǎng)時(shí)間鐵釘不被腐蝕,鐵釘遇到強(qiáng)酸或有O2、H2O存在的條件下，均可被腐蝕。遇到電解質(zhì)時(shí)，一般腐蝕速度更快。,鐵釘銹蝕的條件是什么？,不純的金屬（或合金）跟電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，會(huì)發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失去電子而被氧化，這種腐蝕，叫做電化學(xué)腐蝕.(原電池、常見(jiàn)、有電流),2）、電化學(xué)腐蝕（電化腐蝕）P50,海邊的鐵制品比較容易生銹，為什么？,原理:原電池反應(yīng)可加快金屬腐蝕,請(qǐng)比較下列現(xiàn)象的差異？,鐵與酸反應(yīng)，鐵被腐蝕。腐蝕速率較慢。,鐵作負(fù)極被腐蝕腐蝕速率較快。,原電池的組成條件,(1)、活潑性不同的兩種金屬（或金屬與石墨）構(gòu)成兩個(gè)電極,(2)、電解質(zhì)溶液,(3)、構(gòu)成閉合電路,復(fù)習(xí),(4)、一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),發(fā)生氧化反應(yīng)的是_極（電極消耗）發(fā)生_反應(yīng)的是_極（電極放出氣體或析出金屬）,原電池正負(fù)極的判斷,根據(jù)金屬的活潑性判斷,根據(jù)電極反應(yīng)來(lái)判斷,活潑金屬做極,不活潑金屬(或可導(dǎo)電的非金屬）做極,還原,負(fù),正,負(fù),正,復(fù)習(xí),請(qǐng)分別判斷下列裝置是否能構(gòu)成原電池，并說(shuō)出理由。是原電池的指出正負(fù)極。,【思考與交流】,請(qǐng)分別判斷下列裝置是否能構(gòu)成原電池，并說(shuō)出理由。是原電池的指出正負(fù)極。,【思考與交流】,請(qǐng)分別判斷下列裝置是否能構(gòu)成原電池，并說(shuō)出理由。是原電池的指出正負(fù)極。,【思考與交流】,請(qǐng)分別判斷下列裝置是否能構(gòu)成原電池，并說(shuō)出理由。是原電池的指出正負(fù)極。,【思考與交流】,請(qǐng)分別判斷下列裝置是否能構(gòu)成原電池，并說(shuō)出理由。是原電池的指出正負(fù)極。,【思考與交流】,鋼鐵的電化學(xué)腐蝕：,吸氧腐蝕：條件：鋼鐵在很弱的酸性或中性環(huán)境下的腐蝕。特點(diǎn)：有氧氣參加反應(yīng)。,負(fù)極：，電極反應(yīng)式：,正極：，電極反應(yīng)式：,總反應(yīng)式：,2Fe4e-2Fe2+,2H2O+O2+4e-4OH-,2Fe+2H2O+O22Fe(OH)2,鐵,碳,鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖,鋼鐵的電化學(xué)腐蝕：,析氫腐蝕：條件：鋼鐵在潮濕空氣中形成酸性環(huán)境下的腐蝕。特點(diǎn)：有氫氣產(chǎn)生。,負(fù)極：，電極反應(yīng)式：,正極：，電極反應(yīng)式：,總反應(yīng)式：,Fe2e-Fe2+,2H+2e-H2,Fe+2H+Fe2+H2,鐵,碳,H2O+CO2H2CO3,H+HCO3-,鋼鐵的析氫腐蝕示意圖,注意：（1）電化腐蝕是通過(guò)構(gòu)成無(wú)數(shù)微小的原電池而發(fā)生的，作為負(fù)極的較活潑金屬將不斷被腐蝕。而不活潑的金屬（或非金屬或其它雜質(zhì)）則被保護(hù)。（2）電化學(xué)腐蝕，只有當(dāng)金屬跟電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，才會(huì)發(fā)生，并伴有微電流產(chǎn)生。(3)升溫、原電池反應(yīng)都可加快金屬腐蝕,鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較,Fe2O3xH2O,（鐵銹）,通常兩種腐蝕同時(shí)存在，但以后者更普遍。,析氫腐蝕,吸氧腐蝕,條件,較強(qiáng)酸性。,中性酸性很弱,電極反應(yīng),負(fù)極Fe(-),Fe-2e-=Fe2+,2Fe-4e-=2Fe2+,正極C(+),2H+2e-=H2,O2+2H2O+4e-=4OH-,總反應(yīng):,Fe+2H+=Fe2+H2,2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2,4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,聯(lián)系,生成鐵銹：,水膜呈_,水膜呈或,兩者往往同時(shí)發(fā)生，電化腐蝕更普遍,相互聯(lián)系,較活潑金屬被氧化,金屬被氧化,本質(zhì),有微弱電流產(chǎn)生,無(wú)電流產(chǎn)生,有無(wú)電流,不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液及氧化劑接觸,金屬跟氧化性物質(zhì)直接接觸,條件,電化學(xué)腐蝕,化學(xué)腐蝕,化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的比較,小結(jié)：,金屬腐蝕的分類(lèi),化學(xué)腐蝕,電化腐蝕,析氫腐蝕,吸氧腐蝕,（常見(jiàn)普遍）,1、金屬腐蝕的本質(zhì)：,_e-,發(fā)生_反應(yīng),金屬_,金屬原子,氧化,失去,陽(yáng)離子,二、金屬的防護(hù)P51,2、影響金屬腐蝕的因素：3、金屬在什么條件下容易被腐蝕？,金屬的本性和介質(zhì),在潮濕的空氣中、接觸腐蝕性氣體或電解質(zhì)，都容易被腐蝕。,金屬腐蝕的防護(hù)思路和方法是？,主要從金屬的本質(zhì)和介質(zhì)兩方面考慮，如:改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，在金屬表面覆蓋保護(hù)層等等,思考,請(qǐng)根據(jù)以下的生活中的例子，總結(jié)金屬防護(hù)常用的方法，并解釋這些方法為什么可以達(dá)到防止金屬腐蝕的目的？,自行車(chē)如何防生銹？,是在金屬表面鍍上一層耐腐蝕的金屬，如自行車(chē)的鋼圈和車(chē)鈴是在鋼上鍍上一層既耐腐蝕又耐磨的Cr,自行車(chē)的車(chē)把、車(chē)輻條、鋼圈和車(chē)鈴防銹措施是什么？,健身器材如何防銹？,刷油漆,衣架和電線(xiàn)如何防銹？,外面包上一層塑料層,某些工具的“機(jī)械傳動(dòng)部位”，能用油漆來(lái)防銹嗎？,不能用油漆來(lái)防銹，而是選用油脂,應(yīng)選用什么呢？,2、在金屬表面覆蓋保護(hù)層，使它與_、_等物質(zhì)_。,三、金屬的防護(hù)方法P51,1、改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu),噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍、或表面鈍化(鍍其他金屬使氧化成致密的氧化膜)、搪瓷、塑料等方法。,空氣,水,隔離,例如,船身如何防腐蝕的？,用犧牲鋅塊的方法來(lái)保護(hù),船身上裝鋅塊,如何防止地下鋼鐵管道的腐蝕？,用犧牲鎂塊的方法來(lái)防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊要定期更換,在被保護(hù)的金屬上連接比該金屬_或合金，此金屬作_極(陽(yáng)極)反應(yīng)受到腐蝕，被保護(hù)的金屬作_極(陰極)，不反應(yīng)，起到保護(hù)作用；,更活潑的金屬,負(fù),正,3、電化學(xué)保護(hù)法P52原理：,做負(fù)極材料常用的有_,鎂、鋁、鋅,P53請(qǐng)你當(dāng)設(shè)計(jì)師，假設(shè)用鋼材建造能使用20年左右的一座大橋，有三種防銹措施供選擇，你優(yōu)先選擇哪種方法？各種方法有什么優(yōu)、缺點(diǎn)？你還有沒(méi)有其他的防銹措施？（1）涂上油漆（2）使用鍍鉻的鋼（3）使用不銹鋼,P52思考與交流如何選用防銹方法-請(qǐng)你決策,作業(yè)：,1.埋在地下的輸油鑄鐵管道，在下列各種情況下被腐蝕速率最慢的是()A在潮濕疏松的土壤中；B在含鐵元素較多的酸性土壤中；C在干燥致密不透氣的土壤中；D在含碳較多的潮濕透氣的中性土壤,C,2在裝有水的容器中，用棉線(xiàn)懸掛一個(gè)在水中保持平衡的金屬棒，該棒由鐵和銅焊接而成，棉線(xiàn)系在兩種金屬接縫處（如圖），再向水中加入少量CuSO4，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間應(yīng)看到的現(xiàn)象是()A鐵端將附著銅增重下沉；B銅端將附著銅增重下沉；C鐵端將變細(xì)減重上升；D銅端粗細(xì)不變將下沉,BC,3、馬口鐵和白口鐵一旦有劃痕后，在潮濕的空氣