1、鐵銹斑斑鐵銹斑斑選修選修1 1化學(xué)與生活化學(xué)與生活第三章第三章 探索生活材料探索生活材料金屬的腐蝕和防護(hù)金屬的腐蝕和防護(hù) 鐵管生銹了鐵管生銹了美國明尼蘇達(dá)州一座跨越密西西比河的大橋發(fā)生坍塌美國明尼蘇達(dá)州一座跨越密西西比河的大橋發(fā)生坍塌. .事故造成事故造成6 6人死亡人死亡. .金屬腐蝕危害的圖片金屬腐蝕危害的圖片四川省宜賓市城區(qū)的南門大橋四川省宜賓市城區(qū)的南門大橋鋼鐵鋼鐵生銹生銹造成大橋造成大橋斷裂斷裂！斷裂斷裂金屬腐蝕的危害資料金屬腐蝕的危害資料 中國航天工業(yè)總公司第三十一研究所近日公中國航天工業(yè)總公司第三十一研究所近日公布了一組數(shù)據(jù)：布了一組數(shù)據(jù)： 全球每年鋼鐵腐蝕的經(jīng)濟(jì)損失約全球每年鋼

2、鐵腐蝕的經(jīng)濟(jì)損失約10000億美億美元，占各國國民生產(chǎn)總值元，占各國國民生產(chǎn)總值GNP的的2%4%，在，在美國，每年因鋼鐵腐蝕造成的損失就占國內(nèi)生美國，每年因鋼鐵腐蝕造成的損失就占國內(nèi)生產(chǎn)總值的產(chǎn)總值的3%，大約三分之一的化學(xué)設(shè)備因局部，大約三分之一的化學(xué)設(shè)備因局部腐蝕而停工。我國鋼鐵腐蝕經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)腐蝕而停工。我國鋼鐵腐蝕經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)2800億人民幣，約占國民生產(chǎn)總值億人民幣，約占國民生產(chǎn)總值GNP的的4%，每，每年約有年約有30%的鋼鐵因腐蝕而報(bào)廢。腐蝕給人類的鋼鐵因腐蝕而報(bào)廢。腐蝕給人類造成的損失是驚人的造成的損失是驚人的銅器表面生成一層薄薄的銅綠銅器表面生成一層薄薄的銅綠銅綠的銅綠的主

3、要成分是主要成分是Cu2(OH)2CO3 P49 一、金屬的腐蝕一、金屬的腐蝕 P49( (不多見、無電流不多見、無電流) )左邊家用燃?xì)庠畹闹行牟课缓苋菀咨P，而右邊的左邊家用燃?xì)庠畹闹行牟课缓苋菀咨P，而右邊的食品罐頭放在南極食品罐頭放在南極9090多年了，卻很少生銹多年了，卻很少生銹升溫可加升溫可加快金屬腐快金屬腐蝕蝕溫度對(duì)化學(xué)腐蝕的影響：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CH3COO

4、H溶液接觸，又與空氣接觸 P P50 50 科學(xué)探究科學(xué)探究(實(shí)驗(yàn)需要在一周前開始做)：將5顆潔凈無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，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，鐵釘被浸沒一半 D、盛NaCl溶液，鐵釘被浸沒一半。 E、盛CH3COOH溶液，鐵釘被浸沒一半。 分時(shí)間段觀察。 P P50 50 實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)方案腐蝕由快到慢的順序：腐蝕由快到慢的順序：E D C B E D C B 或或 A A結(jié)論結(jié)論記錄記錄實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方案方案植物油植物油，鐵釘，鐵釘浸沒浸沒CaCl2固固體體NaCl溶溶液，鐵液，鐵釘

5、浸沒釘浸沒一半一半CH3COOH溶液溶液，鐵釘，鐵釘浸沒一浸沒一半半煮沸后煮沸后迅速冷迅速冷卻的蒸卻的蒸溜水，溜水，鐵釘浸鐵釘浸沒沒相當(dāng)長相當(dāng)長時(shí)間鐵時(shí)間鐵釘未被釘未被腐蝕腐蝕有氣體有氣體產(chǎn)生，產(chǎn)生，反應(yīng)速反應(yīng)速度快度快鐵釘漸鐵釘漸漸生銹漸生銹，接觸，接觸液面處液面處生銹明生銹明顯顯無現(xiàn)無現(xiàn)象象由于無由于無氧和水氧和水，鐵釘，鐵釘不被腐不被腐蝕蝕上層植物上層植物油下層煮油下層煮沸后迅速沸后迅速冷卻的蒸冷卻的蒸溜水溜水無現(xiàn)無現(xiàn)象象無現(xiàn)無現(xiàn)象象由于無由于無水，鐵水，鐵釘不被釘不被腐蝕腐蝕鐵釘鐵釘被腐被腐蝕蝕鐵釘被鐵釘被腐蝕最腐蝕最快快由于無由于無氧，較氧，較長時(shí)間長時(shí)間鐵釘不鐵釘不被腐蝕被腐蝕由于

6、無由于無氧，鐵氧，鐵釘不被釘不被腐蝕腐蝕實(shí)驗(yàn)探究：不同條件下鐵釘?shù)匿P蝕實(shí)驗(yàn)探究：不同條件下鐵釘?shù)匿P蝕上層上層植物植物油下油下層層NaCNaCl l溶液溶液相當(dāng)長相當(dāng)長時(shí)間鐵時(shí)間鐵釘未被釘未被腐蝕腐蝕由于無由于無氧，較氧，較長時(shí)間長時(shí)間鐵釘不鐵釘不被腐蝕被腐蝕 鐵釘遇到強(qiáng)酸或有鐵釘遇到強(qiáng)酸或有OO2 2、H H2 2OO存存在的條件下，均可被腐蝕。遇到在的條件下，均可被腐蝕。遇到電解質(zhì)時(shí)，一般腐蝕速度更快。電解質(zhì)時(shí)，一般腐蝕速度更快。鐵釘銹蝕的條件是什么？鐵釘銹蝕的條件是什么？( (原電池、常見、有電流原電池、常見、有電流) )P50P50海邊的鐵制品比較容易生銹，為什么？海邊的鐵制品比較容易生

7、銹，為什么？原理原理: :原電原電池反應(yīng)可池反應(yīng)可加快金屬加快金屬腐蝕腐蝕請比較下列現(xiàn)象的差異？請比較下列現(xiàn)象的差異？鐵與酸反應(yīng)，鐵被腐鐵與酸反應(yīng)，鐵被腐蝕。腐蝕速率較慢。蝕。腐蝕速率較慢。鐵作負(fù)極被腐蝕鐵作負(fù)極被腐蝕腐蝕速率較快。腐蝕速率較快。 原電池的組成條件原電池的組成條件(1)(1)、活潑性不同的兩種金屬（或金屬、活潑性不同的兩種金屬（或金屬 與石墨）構(gòu)成兩個(gè)電極與石墨）構(gòu)成兩個(gè)電極(2)(2)、電解質(zhì)溶液、電解質(zhì)溶液(3)(3)、構(gòu)成閉合電路、構(gòu)成閉合電路(4)(4)、一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)、一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng) 發(fā)生發(fā)生氧化氧化反應(yīng)的是反應(yīng)的是_極（電極消耗）極（電極消耗

8、） 發(fā)生發(fā)生_反應(yīng)的是反應(yīng)的是_極（電極放出氣極（電極放出氣體或析出金屬）體或析出金屬）原電池正負(fù)極的判斷原電池正負(fù)極的判斷根據(jù)金屬的活潑性判斷根據(jù)金屬的活潑性判斷根據(jù)電極反應(yīng)來判斷根據(jù)電極反應(yīng)來判斷活潑活潑金屬做極金屬做極, , 不活潑不活潑金屬金屬( (或可導(dǎo)電的非金屬）做極或可導(dǎo)電的非金屬）做極還原還原負(fù)負(fù)正正負(fù)負(fù)正正 請分別判斷下列裝置是否能構(gòu)成原電池，并請分別判斷下列裝置是否能構(gòu)成原電池，并說出理由。是原電池的指出正負(fù)極。說出理由。是原電池的指出正負(fù)極。ZnZnZnCuZnC 請分別判斷下列裝置是否能構(gòu)成原電池，并請分別判斷下列裝置是否能構(gòu)成原電池，并說出理由。是原電池的指出正負(fù)極。

9、說出理由。是原電池的指出正負(fù)極。稀硫酸稀硫酸FeCu稀硫酸稀硫酸6CuZn5稀硫酸稀硫酸CFeAlMgNaOH溶液溶液AlMg稀硫酸稀硫酸 請分別判斷下列裝置是否能構(gòu)成原電池，并請分別判斷下列裝置是否能構(gòu)成原電池，并說出理由。是原電池的指出正負(fù)極。說出理由。是原電池的指出正負(fù)極。濃硝酸濃硝酸FeCu稀硫酸稀硫酸FeCu 請分別判斷下列裝置是否能構(gòu)成原電池，并請分別判斷下列裝置是否能構(gòu)成原電池，并說出理由。是原電池的指出正負(fù)極。說出理由。是原電池的指出正負(fù)極。ZnSO4溶液溶液12CuZn11NaCl溶液溶液CFe 請分別判斷下列裝置是否能構(gòu)成原電池，并請分別判斷下列裝置是否能構(gòu)成原電池，并說出

10、理由。是原電池的指出正負(fù)極。說出理由。是原電池的指出正負(fù)極。鋼鐵的電化學(xué)腐蝕：鋼鐵的電化學(xué)腐蝕：負(fù)極：，電極反應(yīng)式：負(fù)極：，電極反應(yīng)式：正極：，電極反應(yīng)式：正極：，電極反應(yīng)式：總反應(yīng)式：總反應(yīng)式：2Fe4e-2Fe2+2H2O + O2 + 4e- 4 OH-2Fe+ 2H2O + O2 2Fe( OH)2鐵鐵碳碳鋼鐵的鋼鐵的吸氧腐蝕吸氧腐蝕示意圖示意圖鋼鐵的電化學(xué)腐蝕：鋼鐵的電化學(xué)腐蝕：負(fù)極：，電極反應(yīng)式：負(fù)極：，電極反應(yīng)式：正極：，電極反應(yīng)式：正極：，電極反應(yīng)式：總反應(yīng)式：總反應(yīng)式：Fe2e-Fe2+2H+2e-H2Fe+2H+ Fe2+H2鐵鐵碳碳H2O + CO2 H2CO3H+ +

11、HCO3-鋼鐵的鋼鐵的析氫腐蝕析氫腐蝕示意圖示意圖注意：注意：（1 1）電化腐蝕是通過構(gòu)成無數(shù)微小的原）電化腐蝕是通過構(gòu)成無數(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)?；蚱渌s質(zhì)）則被保護(hù)。（2 2）電化學(xué)腐蝕，只有當(dāng)金屬跟電解質(zhì)）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)溶液接觸時(shí)，才會(huì)發(fā)生，并伴有微電流產(chǎn)生。生。(3)(3)升溫、原電池反應(yīng)都可加快金屬腐蝕升溫、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鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐

12、蝕比較FeFe2 2O O3 3 x xH H2 2O O（鐵銹鐵銹）通常兩種腐蝕同時(shí)存在，但以后者更普遍。通常兩種腐蝕同時(shí)存在，但以后者更普遍。析氫析氫腐蝕腐蝕吸氧吸氧腐蝕腐蝕條件條件較強(qiáng)較強(qiáng)酸性酸性。中性中性 酸性很弱酸性很弱電極反應(yīng)電極反應(yīng)負(fù)極負(fù)極Fe(-)Fe(-) Fe-2eFe-2e- -=Fe=Fe2+ 2+ 2Fe-4e2Fe-4e- -=2Fe=2Fe2+2+正極正極C(+)C(+)2H2H+ +2+2e- =H=H2 2O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- -=4OH=4OH- -總反應(yīng)總反應(yīng): :Fe+2HFe+2H+ +=Fe=Fe2+2+ +H22Fe+2

13、H2Fe+2H2 2O+OO+O2 2= 2 Fe(OH)= 2 Fe(OH)2 24Fe(OH)4Fe(OH)2 2+2H+2H2 2O+OO+O2 2=4Fe(OH)=4Fe(OH)3 3聯(lián)系聯(lián)系生成鐵銹：生成鐵銹：水膜呈水膜呈_水膜呈水膜呈 或或兩者往往同時(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)生無電流產(chǎn)生有無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)腐蝕的比較化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的比較 小結(jié)：小結(jié)：金屬腐蝕金屬腐蝕的分類的分類化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕電化腐蝕電化腐蝕析氫腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕吸氧腐蝕（常

14、見普遍）（常見普遍）1 1、金屬腐蝕的本質(zhì)：、金屬腐蝕的本質(zhì)：_e_e- -發(fā)生發(fā)生_反應(yīng)反應(yīng)金屬金屬_金屬原子金屬原子氧化氧化失去失去陽離子陽離子二、金屬的防護(hù)二、金屬的防護(hù) P51P51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 請根據(jù)以下的生活中的例子，總結(jié)金屬防護(hù)請根據(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？止金屬腐蝕的目的？ 自行車如何防生銹？自行車如何防生銹？ 是是在金屬表面在金屬表面鍍上一層耐腐蝕的金屬，如鍍上一層

15、耐腐蝕的金屬，如自行車的鋼圈和車鈴是在鋼上鍍上一層既耐自行車的鋼圈和車鈴是在鋼上鍍上一層既耐腐蝕又耐磨的腐蝕又耐磨的CrCr 自行車的車把、車輻條、鋼圈和車鈴防銹措施是什么？健身器材如何防銹？健身器材如何防銹？刷油漆刷油漆衣架和電線如何防銹？衣架和電線如何防銹？外面包上一層塑料層外面包上一層塑料層某些工具的某些工具的“機(jī)械傳動(dòng)部位機(jī)械傳動(dòng)部位” ，能用，能用油漆來防銹嗎？油漆來防銹嗎？不能用油漆來防銹，而是選用油脂不能用油漆來防銹，而是選用油脂應(yīng)選用什么呢？應(yīng)選用什么呢？三三 、金屬的、金屬的防護(hù)防護(hù)方法方法 P51P51空氣空氣水水隔離隔離船身如何防腐蝕的？船身如何防腐蝕的？用犧牲鋅塊的方法

16、來保護(hù)用犧牲鋅塊的方法來保護(hù)船身上裝鋅塊船身上裝鋅塊 如何防止地下鋼鐵管道的腐蝕？如何防止地下鋼鐵管道的腐蝕？用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊要定期更換道的腐蝕，鎂塊要定期更換做負(fù)極材料常用的有做負(fù)極材料常用的有_鎂、鋁、鋅鎂、鋁、鋅P53請你當(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P(yáng)52思考與交流思考與交流如何選用防銹方法如何選用防銹方法-請你決策請你決策作業(yè)：作業(yè)： 1.埋在地下的輸油鑄鐵管道，

17、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C2在裝有水的容器中，用棉線懸掛一個(gè)在水中保持平衡的金屬棒，該棒由鐵和銅焊接而成，棉線系在兩種金屬接縫處（如圖），再向水中加入少量CuSO4，經(jīng)過一段時(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BC3 3、馬口鐵和白口鐵一旦有劃痕后，在潮濕的空氣、馬口鐵和白口鐵一旦有劃痕后，在潮濕的空氣中，誰被腐蝕的速度快？中，誰被腐蝕的速度快？ ZnFe馬口馬口鐵鐵SnFe白口鐵白口鐵(1)(1)、若液面上升，則溶液呈、若液面上升，則溶液呈_性，發(fā)性，發(fā)生生_腐蝕腐蝕, ,電極反應(yīng)式為：電極反應(yīng)式為： 負(fù)極：負(fù)極：_,_,正極：正