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金屬的腐蝕和防護(hù)金屬腐蝕的現(xiàn)象銹蝕的大橋銹蝕的閘門銹蝕的輪船銹蝕的樓梯金屬的腐蝕現(xiàn)象非常普遍:1、鋼鐵生銹:鐵銹的重要成分:金屬腐蝕的不利后果有哪些?Fe2O3·XH2OCu2(OH)2CO32、銅器表面生成銅綠:銅綠的重要成分:一、金屬腐蝕金屬或合金與周邊接觸到的氣體或液體進(jìn)行化學(xué)反映而腐蝕損耗的過程。(3)金屬腐蝕類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕一、金屬的腐蝕(1)定義:(2)本質(zhì):金屬失去電子被氧化。接觸的介質(zhì)不同,發(fā)生腐蝕的化學(xué)原理不同電化學(xué)腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕金屬跟接觸到的物質(zhì)(如O2、CI2、SO2等)直接發(fā)生化學(xué)反映而引發(fā)的腐蝕。1、化學(xué)腐蝕一、金屬的腐蝕(2)原理:(1)定義:(3)影響因素:金屬跟氧化劑直接發(fā)生氧化還原反映。金屬越活潑,越易被腐蝕;金屬所處的環(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。家用燃?xì)庠罘旁谀蠘O已差不多90年食品罐頭普通狀況下,溫度的升高會加緊化學(xué)反映速率。因此,溫度對化學(xué)腐蝕的影響較明顯。在新疆吐魯番和海南省兩地,哪個地區(qū)鐵生銹相對慢某些?為什么?新疆吐魯番,由于該地區(qū)相對干燥,水分稀少,而海南地區(qū)潮濕多雨,溫度高,易發(fā)生電化學(xué)腐蝕。2、電化學(xué)腐蝕不純的金屬(或合金)跟電解質(zhì)溶液接觸時,會發(fā)生原電池反映,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。一、原電池:把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置二、原電池原理原電池負(fù)極(較活潑金屬)正極(較不活潑金屬或非金屬導(dǎo)體)三、判斷原電池正、負(fù)極的辦法較活潑的金屬發(fā)生氧化反映,電子從較活潑的金屬(負(fù)極)通過導(dǎo)線流向較不活潑的金屬(正極)1、由構(gòu)成原電池的兩極材料判斷;2、根據(jù)電流方向或電子流動方向判斷;3、根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷;4、電極反映現(xiàn)象.復(fù)習(xí)回想四、構(gòu)成原電池的條件:1、自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反映2、有兩種活動性不同的金屬(或一種是非金屬導(dǎo)體如碳棒)做電極。(普通負(fù)極與電解質(zhì)發(fā)生氧化還原反映)3、兩極材料均插入電解質(zhì)溶液中。4、兩極相連形成閉合回路??茖W(xué)探究現(xiàn)有干凈無銹的鐵釘,試管、植物油、NaCl溶液、CH3COOH溶液和煮沸后快速冷卻的蒸餾水,你也能夠選用其它物品,設(shè)計實(shí)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?shù)母g實(shí)驗(yàn)方案CH3COOH溶液煮沸后迅速冷卻的蒸餾水NaCl溶液煮沸后迅速冷卻的蒸餾水植物油記錄結(jié)論有氣泡產(chǎn)生,反映速率快相稱長時間鐵釘未被腐蝕鐵釘被腐蝕最快由于無O2,較長時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小結(jié):鐵釘碰到強(qiáng)酸或有O2、H2O存在的狀況下,鐵均可被腐蝕,碰到電解質(zhì)時,普通腐蝕速率更快。不會,由于月球上缺少水分和氧氣。
請你預(yù)測一下,鐵在月球上會不會生銹?為什么?鋼鐵在干燥的空氣里長時間不易被腐蝕,但在潮濕的空氣里卻很快被腐蝕,這是什么因素呢?
在潮濕的空氣里,鋼鐵表面吸附了一層薄薄的水膜。水能電離出少量的H+和OH-,同時由于空氣中CO2的溶解,使水里的H+
增多:
H2O+CO2H2CO3H+
+HCO3
-這樣在鋼鐵表面形成了一層電解質(zhì)溶液的薄膜,它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳構(gòu)成無數(shù)微小的原電池。鋼鐵表面形成的微小原電池示意圖鋼鐵的析氫腐蝕示意圖鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖在負(fù)極,鐵失去電子而被氧化成Fe2+:Fe–2e-=Fe2+在正極,有兩種狀況:吸氧腐蝕:2H2O+O2+4e-=4OH–析氫腐蝕:2H++2e-=H2↑吸氧腐蝕與析氫腐蝕(以鋼鐵為例)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)其他反應(yīng)水膜呈弱酸性或中性O(shè)2+2H2O+4e-=4OH-Fe-2e-=Fe2+水膜呈酸性2H++2e-=H2↑Fe-2e-=Fe2+Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+2H2O+
O2=4Fe(OH)34Fe(OH)3失去部分水轉(zhuǎn)化為鐵銹化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕都是鐵等金屬原子失去電子變成陽離子的過程。也就是說,金屬在腐蝕過程中,發(fā)生了氧化還原反映。金屬腐蝕的本質(zhì)燒過菜的鐵鍋如果未及時洗凈(殘液中含NaCl),第二天便出現(xiàn)紅棕色銹斑(重要成分為Fe2O3?nH2O)。請問這種腐蝕是化學(xué)腐蝕還是電化學(xué)腐蝕?為什么?解析:屬于電化學(xué)腐蝕。由于鐵鍋是由生鐵做成的,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。思考與交流討論自行車的不同構(gòu)件如鏈條、鋼圈、支架和齒輪等分別采用了什么防銹方法?給鏈條涂上機(jī)油,將鋼圈表面鍍上一層鉻,給支架烤上一層漆,將齒輪鍍上一層鉻并涂上機(jī)油。影響金屬腐蝕的因素:1、金屬的本性:金屬越活潑,就越容易失去電子而被腐蝕。2、介質(zhì):如果金屬中能導(dǎo)電的雜質(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。思考與交流請根據(jù)生活常識以及下圖總結(jié)金屬防護(hù)慣用的辦法,并解釋這些辦法為什么能夠達(dá)成避免金屬腐蝕的目的。健身器材刷油漆以防銹衣架和電線的外面包上一層塑料層某些工具的“機(jī)械轉(zhuǎn)動部位”選用油脂來防銹,為什么不能用油漆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Cr你還懂得哪些避免金屬腐蝕的辦法?請舉例闡明。用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕,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)的金屬更活潑的金屬。用犧牲鋅塊的方法來保護(hù)船身,鋅塊必須定期更換鋅塊金屬的防護(hù)辦法1、在金屬表面覆蓋保護(hù)層2、變化金屬的內(nèi)部組織構(gòu)造3、電化學(xué)保護(hù)法刷油漆、涂機(jī)油、加塑料層……不銹鋼、馬口鐵、白口鐵……(1)犧牲陽極保護(hù)法形成原電池反映時,讓被保護(hù)金屬做正極,不反映,起到保護(hù)作用;而活潑金屬反映受到腐蝕。原理:[犧牲陽極保護(hù)法]此法是將活潑金屬(如鋅或鋅的合金)連接在被保護(hù)的金屬上,當(dāng)發(fā)生電化腐蝕時,這種活潑金屬作為負(fù)極發(fā)生氧化反映,因而減小或避免被保護(hù)金屬的腐蝕。這種辦法慣用于保護(hù)水中的鋼樁和海輪外殼等例如水中鋼鐵閘門的保護(hù),普通在輪船的外殼水線下列處或在靠近螺旋漿的舵上焊上若干塊鋅塊,來避免船殼等的腐蝕。(2)外加電流法將被保護(hù)金屬與另一附加電極作為電解池的兩個極,使被保護(hù)的金屬作為陰極,在外加直流電的作用下使陰極得到保護(hù)。此法重要用于避免土壤、海水及水中金屬設(shè)備的腐蝕。吸氧腐蝕本節(jié)小結(jié)1、金屬的腐蝕(1)概念(2)本質(zhì)(3)類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕析氫腐蝕2、金屬的防護(hù)在金屬表面覆蓋保護(hù)層變化金屬的內(nèi)部組織構(gòu)造電化學(xué)保護(hù)法(4)影響因素課堂練習(xí)1、鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時,發(fā)生還原反映的電極反映式是()A、Fe–2e-=Fe2+B、2H++2e-=H2↑C、4OH--4e-=2H2O+O2↑D、2H2O+O2+4e-=4OH-D2、如圖所示,各容器中盛有海水,鐵在其中被腐蝕時由快到慢的次序是()A、②>①>③B、③>②>①C、②>③>①FeFeFeSnZnA3、下列事實(shí)不能用電化學(xué)理論解釋的是()A、輪船吃水線下列的船殼上裝一定數(shù)量的鋅塊B、鋁片不用特殊辦法保護(hù)C、純鋅與稀硫酸反映時,滴入少量的CuSO4溶液后速率加緊D、鍍鋅鐵(在鐵上鍍一層鋅)比鍍錫耐用B4、有a、b、c、d四種金屬。將a與b連接起來,浸入電解質(zhì)溶液中,b不易腐蝕。將a、d分別投入等濃度的鹽酸中,d比a反映強(qiáng)烈。將銅浸入b的鹽溶液里,無明顯變化。如果把銅浸入c的鹽溶液里,有金屬c析出。據(jù)此判斷它們的活動性次序由強(qiáng)到弱的為:()A.a(chǎn)>c>d>bB.d>a>b>cC.d>b>a>cD.b>a>d>cB5、下列敘述對的的是()A.鋅跟稀硫酸反映制取氫氣,加入少量硫酸銅溶液能加緊反映速率B.鍍層破損后,白口鐵(鍍鋅的鐵)比馬口鐵(鍍錫的鐵)更易腐蝕C.家用炒菜鐵鍋出現(xiàn)銹斑的因素是發(fā)生了化學(xué)腐蝕D.吸氧腐蝕時正極放出氧氣,析氫腐蝕時正極放出氫氣E.化學(xué)腐蝕速率超出電化學(xué)腐蝕速率,析氫腐蝕比吸氧腐蝕普遍A6、下列現(xiàn)象與電化學(xué)腐蝕無關(guān)的是()A.黃銅(銅鋅合金)制作的銅制品不易被腐蝕B.生鐵比純鐵容易腐蝕C.鐵質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件,在接觸處易生鐵銹D.銀制獎牌久置后表面變暗7、下列事實(shí)不能用電化學(xué)理論解釋的是()A.輪船水線下船殼上裝一偶一定數(shù)量的鋅塊B.鋁片不用特殊辦法保存C.純鋅與稀硫酸反映時,滴入少量的硫酸銅后速率加緊D.鍍鋅鐵比鍍錫鐵耐用DB8、下列防腐方法中,屬于電化學(xué)保護(hù)法的是()A.用氧化劑使金屬表面生成一層致密穩(wěn)定的氧化物保護(hù)膜B.在金屬中加入某些鉻或鎳制成合金C.在輪船的船殼水線下列部分裝上某些鋅D.金屬表面噴漆9、下列事實(shí)不能用電化學(xué)理論解釋的是()A.在輪船的船殼水線下列部分裝有一定量的鋅塊B.鍍鋅的鐵制品比鍍錫的鐵制品耐用C.鋁片不用特殊辦法保護(hù)D.粗鋅跟稀硫酸反映比純鋅更快CC10、埋在地下的鑄鐵輸油管道,在下列多個狀況下,腐蝕最慢的是()A.在含鐵元素較多的酸性土壤中B.在潮濕疏松透氣的土壤中C.在干燥致密不透氣的土壤中D.在含碳粒較多的潮濕透氣的中性土壤中11、(2007廣東)為了避免青銅器生成銅綠,下列辦法對的的是()A.將青銅器放在銀質(zhì)托盤上B.將青銅器保存在干燥的環(huán)境中C.將青銅器保存在潮濕的空氣中D.在青銅器的表面覆蓋一層防滲的高分子膜CBD12、下列金屬防護(hù)的辦法不對的的是()A.對健身器材刷油漆以防銹B.對某些工具的“機(jī)械轉(zhuǎn)動部位”選用刷油漆辦法來防銹C.用犧牲鋅塊的辦法來保護(hù)船身D.自行車的鋼圈上鍍上一層Cr防銹B13、下列各組金屬都有導(dǎo)線相連,并插入對應(yīng)的液體中,其中能構(gòu)成原電池的是()A.Cu|H2SO4(?。﹟CB.Cu|AgNO3(aq)|AgC.Zn|CCl4(?。﹟CuD.Fe|H2SO4(?。﹟Fe14、下列各組金屬都有導(dǎo)線相連,并插入稀硫酸溶液中,其中鐵被腐蝕的速度由快到慢的次序是()①Fe-Fe②Fe-Sn③Fe-Zn④Cu-FeA.②①③④B.③②④①C.④②③①D.④②①③BD15、燒過菜的鐵鍋未及時洗去含有NaCl的殘液,過一段時間算便出現(xiàn)紅棕色的鐵銹斑點(diǎn),已知該銹斑為Fe(O
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