1、第二節(jié) 金屬的腐蝕和防護(hù) 第3章 探索生活材料第1頁第1頁金屬腐蝕現(xiàn)象銹蝕大橋銹蝕閘門銹蝕輪船銹蝕樓梯第2頁第2頁金屬腐蝕現(xiàn)象非常普遍：1、鋼鐵生銹：鐵銹主要成份：金屬腐蝕不利后果有哪些？Fe2O3xH2OCu2(OH)2CO32、銅器表面生成銅綠：銅綠主要成份：第3頁第3頁金屬或合金與周圍接觸到氣體或液體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗過程。金屬腐蝕化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕一、金屬腐蝕定義：本質(zhì)：金屬失去電子被氧化。依據(jù)接觸介質(zhì)不同、發(fā)生腐蝕化學(xué)原理不同第4頁第4頁 金屬跟接觸到物質(zhì)（如O2、Cl2、SO2等）直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起腐蝕。1、化學(xué)腐蝕原理：定義：影響原因：金屬跟氧化劑直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)。金

2、屬越活潑，越易被腐蝕；金屬所處環(huán)境溫度越高，腐蝕速率越快；氧化劑濃度越大，腐蝕速率越快。第5頁第5頁圖3-14 左邊家用燃?xì)庠钪行牟课缓苋菀咨P，而右邊食品罐頭放在南極已差不多90年了，卻很少生銹，你知道為何嗎升溫可加快金屬腐蝕第6頁第6頁 在新疆吐魯番和海南省兩地，哪個(gè)地域鐵生銹相對慢一些？為何？ 新疆吐魯番，由于該地域相對干燥，水分稀少，而海南地域潮濕多雨，溫度高，易發(fā)生電化學(xué)腐蝕。第7頁第7頁2、電化學(xué)腐蝕 不純金屬（或合金）跟電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，會發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑金屬失去電子而被氧化，這種腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕。定義：把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能裝置原理：較活潑金屬發(fā)生氧化反應(yīng)，電子從較活潑金

3、屬（負(fù)極）通過導(dǎo)線流向較不活潑金屬（正極）原電池復(fù)習(xí)回想構(gòu)成條件:1、自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)2、有兩種活動(dòng)性不同金屬（或一個(gè)是非金屬導(dǎo)體如碳棒）做電極。3、兩極材料均插入電解質(zhì)溶液中。 （普通負(fù)極與電解質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)） 4、兩極相連形成閉合回路第8頁第8頁科學(xué)探究 既有潔凈無銹鐵釘，試管、植物油、NaCl溶液、CH3COOH溶液和煮沸后快速冷卻蒸餾水，你也能夠選取其它物品，設(shè)計(jì)試驗(yàn)探究鐵釘銹蝕需要哪些條件，以及在什么條件下銹蝕速率快。不同條件下鐵釘腐蝕試驗(yàn)方案統(tǒng)計(jì)結(jié)論第9頁第9頁試驗(yàn)方案CH3COOH溶液煮沸后快速冷卻蒸餾水NaCl溶液煮沸后快速冷卻蒸餾水植物油統(tǒng)計(jì)結(jié)論有氣泡產(chǎn)生，反應(yīng)速率快

4、相稱長時(shí)間鐵釘未被腐蝕鐵釘被腐蝕最快由于無O2，較長時(shí)間鐵釘未被腐蝕鐵釘漸漸生銹鐵釘被腐蝕無現(xiàn)象由于無O2，鐵釘未被腐蝕無現(xiàn)象由于無O2、H2O，鐵釘不能被腐蝕植物油第10頁第10頁總結(jié)：鐵釘碰到強(qiáng)酸或有O2、H2O存在情況下，鐵均可被腐蝕，碰到電解質(zhì)時(shí)，普通腐蝕速率更快。不會，由于月球上缺乏水分和氧氣。 請你預(yù)測一下，鐵在月球上會不會生銹？為何？第11頁第11頁鋼鐵在干燥空氣里長時(shí)間不易被腐蝕,但在潮濕空氣里卻不久被腐蝕,這是什么原因呢?H2O + CO2 H2CO3- H+ + HCO3- 在潮濕空氣里,鋼鐵表面吸附了一層薄薄水膜。水能電離出少許H+和OH-,同時(shí)由于空氣中CO2溶解,使水

5、里H+ 增多： 這樣在鋼鐵表面形成了一層電解質(zhì)溶液薄膜,它跟鋼鐵里鐵和少許碳構(gòu)成無數(shù)微小原電池。其中，鐵是負(fù)極，碳是正極。在負(fù)極，鐵失去電子而被氧化成Fe2+ 。正極呢？第12頁第12頁OH-Fe2+FeCH2Fe2+O2FeCe-e-e-e-e-e-正極上發(fā)生反應(yīng)有兩種情況：負(fù)極: Fe 2e- = Fe2+正極: 2H+ + 2e- = H2電解質(zhì)溶液：弱酸性、中性、堿性負(fù)極: Fe 2e- = Fe2+正極: 2H2O + O2 + 4 e- = 4OH (1) 吸氧腐蝕電解質(zhì)溶液：強(qiáng)酸性(2) 析氫腐蝕第13頁第13頁類型吸氧腐蝕析氫腐蝕條件正極反應(yīng)(C)負(fù)極反應(yīng)(Fe)其它反應(yīng)水膜呈

6、弱酸性或中性或堿性O(shè)2+2H2O+4e-=4OH-Fe-2e-=Fe2+水膜呈酸性2H+2e-=H2Fe-2e-=Fe2+Fe2+2OH-=Fe(OH)24Fe(OH)2 +2H2O+ O2= 4Fe(OH)3Fe(OH)3失去部分水轉(zhuǎn)化為鐵銹吸氧腐蝕與析氫腐蝕（以鋼鐵為例）第14頁第14頁 化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕都是金屬原子失去電子變成陽離子過程。也就是說,金屬在腐蝕過程中,發(fā)生了氧化還原反應(yīng)。金屬腐蝕本質(zhì)注意：（1）電化學(xué)腐蝕是通過構(gòu)成無數(shù)微小原電池而發(fā)生，作為負(fù)極較活潑金屬將不斷被腐蝕。而不活潑金屬（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)，才會發(fā)生，并

7、伴有微電流產(chǎn)生。（3）升溫、原電池反應(yīng)都可加快金屬腐蝕第15頁第15頁 燒過菜鐵鍋假如未及時(shí)洗凈（殘液中含 NaCl），第二天便出現(xiàn)紅棕色銹斑（主要成份為Fe2O3nH2O）。請問這種腐蝕是化學(xué)腐蝕還是電化學(xué)腐蝕?為何?解析：屬于電化學(xué)腐蝕。 由于鐵鍋是由生鐵做成,鐵鍋生銹是由于Fe-C-NaCl 形成原電池。鐵作負(fù)極，失去電子變成亞鐵離子，從而被腐蝕。第16頁第16頁二、金屬防護(hù)1、影響金屬腐蝕原因本性金屬越活潑，就越容易失去電子而被腐蝕；假如金屬中能導(dǎo)電雜質(zhì)不如該金屬活潑，則容易形成原電池而使金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕。介質(zhì)金屬在潮濕空氣中、接觸腐蝕性氣體或電解質(zhì)溶液，都容易被腐蝕。第17頁第17

8、頁 2、金屬防護(hù)慣用辦法排除造成腐蝕原因（1）在金屬表面覆蓋保護(hù)層，如：涂油漆、鍍Zn、鍍Sn、鍍Cr等,或制成氧化膜。（2）在要保護(hù)金屬上連接一個(gè)比該金屬更易失去電子金屬。（3）改變金屬內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，如：將鋼鐵制成不銹鋼。第18頁第18頁刷油漆外面包上一層塑料層選取油脂，不能用油漆自行車鋼圈和車鈴鍍Cr第19頁第19頁你還知道哪些預(yù)防金屬腐蝕辦法？請舉例闡明。用犧牲鎂塊辦法來預(yù)防地下鋼鐵管道腐蝕，鎂塊必須定期更換 制成不銹鋼，在金屬表面鍍一層比要保護(hù)金屬更活潑金屬。用犧牲鋅塊辦法來保護(hù)船身，鋅塊必須定期更換鋅塊第20頁第20頁假如你是設(shè)計(jì)師，正計(jì)劃用鋼材在杭州西湖內(nèi)建造能使用左右一座大橋，有

9、三種防銹辦法供選擇，你優(yōu)先選擇哪種辦法？各種辦法有什么優(yōu)、缺點(diǎn)？ （1）涂上油漆（2）使用鍍鉻鋼（3）使用不銹鋼 （1）長處是成本較高，缺點(diǎn)是油漆層容易脫落，保護(hù)作用普通，不太適合大橋要使用多年要求，并且也不適合在風(fēng)景區(qū)使用。 （2）長處是保護(hù)作用優(yōu)良，外表美觀，適合在風(fēng)景區(qū)使用。 （3）長處是保護(hù)作用優(yōu)良，外表美觀，但成本較高，應(yīng)酌情考慮。第21頁第21頁練習(xí)1下列辦法可用于金屬防護(hù)是（ ）原電池反應(yīng) 涂油漆 電鍍 置于干燥環(huán)境 A B C D所有D2相關(guān)金屬腐蝕敘述，正確是（ ）A金屬腐蝕一定伴有電流產(chǎn)生BFe在干燥氯氣里比在潮濕空氣里更易被腐蝕C發(fā)生化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芨g時(shí)較活潑金屬總是作

10、正極而被腐蝕D發(fā)生電化腐蝕時(shí)都有能量轉(zhuǎn)變，且被腐蝕金屬總是失電子D第22頁第22頁3、鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，發(fā)生還原反應(yīng)電極反應(yīng)式是（ ）A、 Fe 2e-=Fe 2+B、 2H+ + 2e- =H2 C、 4OH- - 4e-= 2H2O + O2 D、 2H2O + O2 + 4e- = 4OH- D4、如圖所表示，各容器中盛有海水，鐵在其中被腐蝕時(shí)由快到慢順序是（ ）A、B、C、AFeFeSnFeZn第23頁第23頁B5、下列事實(shí)不能用電化學(xué)理論解釋是 ( ）A、輪船吃水線下列船殼上裝一定數(shù)量鋅塊B、鋁片不用特殊辦法保護(hù)C、純鋅與稀硫酸反應(yīng)時(shí)，滴入少許CuSO4溶液后速率加快D、鍍鋅鐵（在鐵上鍍一層鋅）比鍍錫耐用第24頁第24頁7、如圖, 水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘