鐵銹斑斑,選修1化學與生活第三章探索生活材料,金屬的腐蝕和防護,鐵管生銹了,美國明尼蘇達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,中國航天工業(yè)總公司第三十一研究所近日公布了一組數據：全球每年鋼鐵腐蝕的經濟損失約10000億美元，占各國國民生產總值GNP的2%4%，在美國，每年因鋼鐵腐蝕造成的損失就占國內生產總值的3%，大約三分之一的化學設備因局部腐蝕而停工。我國鋼鐵腐蝕經濟損失高達2800億人民幣，約占國民生產總值GNP的4%，每年約有30%的鋼鐵因腐蝕而報廢。腐蝕給人類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1）、化學腐蝕P49,指金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進行化學反應而腐蝕損耗的過程,金屬跟接觸到的物質(如O2、Cl2、SO2等)直接發(fā)生化學反應而引起的腐蝕。(不多見、無電流),左邊家用燃氣灶的中心部位很容易生銹，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,溫度對化學腐蝕的影響：,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：(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科學探究,(實驗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。分時間段觀察。,P50實驗方案,腐蝕由快到慢的順序：EDCB或A,植物油，鐵釘浸沒,CaCl2固體,NaCl溶液，鐵釘浸沒一半,CH3COOH溶液，鐵釘浸沒一半,煮沸后迅速冷卻的蒸溜水，鐵釘浸沒,相當長時間鐵釘未被腐蝕,有氣體產生，反應速度快,鐵釘漸漸生銹，接觸液面處生銹明顯,無現象,由于無氧和水，鐵釘不被腐蝕,上層植物油下層煮沸后迅速冷卻的蒸溜水,無現象,無現象,由于無水，鐵釘不被腐蝕,鐵釘被腐蝕,鐵釘被腐蝕最快,由于無氧，較長時間鐵釘不被腐蝕,由于無氧，鐵釘不被腐蝕,實驗探究：不同條件下鐵釘的銹蝕,上層植物油下層NaCl溶液,相當長時間鐵釘未被腐蝕,由于無氧，較長時間鐵釘不被腐蝕,鐵釘遇到強酸或有O2、H2O存在的條件下，均可被腐蝕。遇到電解質時，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）跟電解質溶液接觸時，會發(fā)生原電池反應，比較活潑的金屬失去電子而被氧化，這種腐蝕，叫做電化學腐蝕.(原電池、常見、有電流),2）、電化學腐蝕（電化腐蝕）P50,海邊的鐵制品比較容易生銹，為什么？,原理:原電池反應可加快金屬腐蝕,請比較下列現象的差異？,鐵與酸反應，鐵被腐蝕。腐蝕速率較慢。,鐵作負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）構成兩個電極,(2)、電解質溶液,(3)、構成閉合電路,復習,(4)、一個自發(fā)進行的氧化還原反應,發(fā)生氧化反應的是_極（電極消耗）發(fā)生_反應的是_極（電極放出氣體或析出金屬）,原電池正負極的判斷,根據金屬的活潑性判斷,根據電極反應來判斷,活潑金屬做極,不活潑金屬(或可導電的非金屬）做極,還原,負,正,負,正,復習,請分別判斷下列裝置是否能構成原電池，并說出理由。是原電池的指出正負極。,【思考與交流】,請分別判斷下列裝置是否能構成原電池，并說出理由。是原電池的指出正負極。,【思考與交流】,請分別判斷下列裝置是否能構成原電池，并說出理由。是原電池的指出正負極。,【思考與交流】,請分別判斷下列裝置是否能構成原電池，并說出理由。是原電池的指出正負極。,【思考與交流】,請分別判斷下列裝置是否能構成原電池，并說出理由。是原電池的指出正負極。,【思考與交流】,鋼鐵的電化學腐蝕：,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：有氧氣參加反應。,負極：，電極反應式：,正極：，電極反應式：,總反應式：,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：有氫氣產生。,負極：，電極反應式：,正極：，電極反應式：,總反應式：,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）電化腐蝕是通過構成無數微小的原電池而發(fā)生的，作為負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）則被保護。（2）電化學腐蝕，只有當金屬跟電解質溶液接觸時，才會發(fā)生，并伴有微電流產生。(3)升溫、原電池反應都可加快金屬腐蝕,鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較,Fe2O3xH2O,（鐵銹）,通常兩種腐蝕同時存在，但以后者更普遍。,析氫腐蝕,吸氧腐蝕,條件,較強酸性。,中性酸性很弱,電極反應,負極Fe(-),Fe-2e-=Fe2+,2Fe-4e-=2Fe2+,正極C(+),2H+2e-=H2,O2+2H2O+4e-=4OH-,總反應:,Fe+2H+=Fe2+H2,2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2,4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,聯系,生成鐵銹：,水膜呈_,水膜呈或,兩者往往同時發(fā)生，電化腐蝕更普遍,相互聯系,較活潑金屬被氧化,金屬被氧化,本質,有微弱電流產生,無電流產生,有無電流,不純金屬或合金跟電解質溶液及氧化劑接觸,金屬跟氧化性物質直接接觸,條件,電化學腐蝕,化學腐蝕,化學腐蝕與電化學腐蝕的比較,小結：,金屬腐蝕的分類,化學腐蝕,電化腐蝕,析氫腐蝕,吸氧腐蝕,（常見普遍）,1、金屬腐蝕的本質：,_e-,發(fā)生_反應,金屬_,金屬原子,氧化,失去,陽離子,二、金屬的防護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,在潮濕的空氣中、接觸腐蝕性氣體或電解質，都容易被腐蝕。,金屬腐蝕的防護思路和方法是？,主要從金屬的本質和介質兩方面考慮，如:改變金屬的內部組織結構，在金屬表面覆蓋保護層等等,思考,請根據以下的生活中的例子，總結金屬防護常用的方法，并解釋這些方法為什么可以達到防止金屬腐蝕的目的？,自行車如何防生銹？,是在金屬表面鍍上一層耐腐蝕的金屬，如自行車的鋼圈和車鈴是在鋼上鍍上一層既耐腐蝕又耐磨的Cr,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？,刷油漆,衣架和電線如何防銹？,外面包上一層塑料層,某些工具的“機械傳動部位”，能用油漆來防銹嗎？,不能用油漆來防銹，而是選用油脂,應選用什么呢？,2、在金屬表面覆蓋保護層，使它與_、_等物質_。,三、金屬的防護方法P51,1、改變金屬的內部組織結構,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保護,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防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊要定期更換,在被保護的金屬上連接比該金屬_或合金，此金屬作_極(陽極)反應受到腐蝕，被保護的金屬作_極(陰極)，不反應，起到保護作用；,更活潑的金屬,負,正,3、電化學保護法P52原理：,做負極材料常用的有_,鎂、鋁、鋅,P53請你當設計師，假設用鋼材建造能使用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？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,P52思考與交流如何選用防銹方法-請你決策,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，用棉線懸掛一個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，經過一段時間應看到的現象是()A鐵端將附著銅增重下沉；B銅端將附著銅增重下沉；C鐵端將變細減重上升；D銅端粗細不變將下沉,BC,3、馬口鐵和白口鐵一旦有劃痕后，在潮濕的空氣