人教版 (2019)选择性必修1第三节 金属的腐蚀与防护说课课件ppt

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金属的腐蚀现象非常普遍
金属被腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能等方面就会发生一定的变化
四川宜宾市城区的南门大桥
钢铁生锈造成大桥断裂！
◎金属腐蚀还可能造成环境污染。
面对金属腐蚀的危害，有没有想过，金属 是怎样被腐蚀的呢？怎样才能防止金属被腐蚀呢？
接触的介质不同，发生腐蚀的化学原理不同
M – ne- → Mn+
第四节 金属的腐蚀与防护
金属跟氧化剂直接发生氧化还原反应。
铁与氯气直接反应而腐蚀；输油、输气的钢管被原油、天然气中的含硫化合物腐蚀。
无电流产生，化学腐蚀的速度随温度升高而加快。
例如：钢材在高温下容易被氧化，表面生成由FeO、Fe2O3、Fe3O4组成的一层氧化物。
不纯的金属与电解质溶液接触时，发生原电池反应，比较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀。
较活泼的金属失去电子被氧化。
钢铁制品在潮湿的空气中的锈蚀。
化学腐蚀与电化学腐蚀的联系：
化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍，危害更大，腐蚀速率更快。
为什么钢铁在干燥的空气中不易生锈，而在 潮湿的空气中却很容易生锈,这是什么原因呢?
负极：铁 正极：碳 电解质：潮湿空气
根据钢铁表面水膜的酸性强弱分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀
Fe + 2H+ ＝ Fe2+ + H2↑
在酸性环境中，由于在腐蚀过程中不断有H2放出，所以叫做析氢腐蚀。
水膜酸性很弱或呈中性，溶有一定量的氧气
由于在腐蚀过程中不断消耗O2，所以叫做吸氧腐蚀。
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O ＝ 4Fe(OH)32Fe(OH)3 ＝ Fe2O3·xH2O + (3-x) H2O
2Fe + O2 + 2H2O ＝ 2Fe(OH)2
导管中水柱上升，铁钉表面有铁锈生成
装置中Fe、C、饱和食盐水构成了Fe-C-饱和食盐水原电池，Fe作负极，C作正极，饱和食盐水作电解质溶液，由于NaCl溶液呈中性，发生吸氧腐蚀
未滴加硫酸铜溶液时，两支试管中产生气泡的速率相等；滴加硫酸铜溶液的试管内产生气泡的速率变快
滴加硫酸铜溶液后，装置中Zn、Cu、稀盐酸构成了Zn-Cu-稀盐酸原电池，Zn作负极，Cu作正极，稀盐酸作电解质溶液，由于稀盐酸呈酸性，发生析氢腐蚀
把铬、镍等加入普通钢中制成不锈钢产品；
在金属中添加其他金属或非金属。
钛合金不仅具有优异的抗腐蚀性，还具有良好的生物相容性
⒉在金属表面覆盖保护层
在金属表面覆盖致密的保护层，将金属制品与周围物质隔开。
①非金属保护层：在钢铁制品的表面喷涂油漆、
矿物性油脂或覆盖搪瓷、塑料等；
②金属保护层：用电镀等方法在钢铁表面镀上一层锌、锡、铬、镍等金属；
④钝化处理：利用阳极氧化处理铝制品的表面，使之形成致密的氧化膜而钝化；等等。
另外，采用离子注入、表面渗镀等方式在金属表面也可以形成稳定的钝化膜。
③发蓝处理：用化学方法在钢铁部件表面进行发蓝处理(生成一层致密的四氧化三铁薄膜)；
[交流研讨]你知道自行车的金属部件采用了什么样的防护措施吗?
利用原电池原理将被保护的金属作为原电池的正极而受到保护，活泼金属(Zn、Mg)作为原电池的负极而被腐蚀的方法。
用牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须定期更换
用牺牲锌板的方法来保护钢闸门，锌板必须定期更换
实验4-4 金属的防护.mp4
质量不变，有气泡产生，加入铁氰化钾溶液，无变化
Fe、Zn和经过酸化的NaCl溶液构成原电池；该装置中铁未被腐蚀
培养皿（a），靠近锌皮处颜色无变化，靠近裸露在外的铁钉处出现红色；
培养皿（b），靠近铜丝处出现红色，靠近裸露在外的铁钉处出现蓝色。
利用电解原理把被保护的金属作为电解池的阴极，惰性电极作为辅助阳极。通电后，电子被强制流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面腐蚀电流降至零或接近零，从而被保护。
常用于防止土壤、海水及河水中的金属设备的腐蚀。
采用的辅助阳极在化学性质上要求是不同的，牺牲阳极法采用的辅助阳极金属材料的活动性必须比被保护的金属的活动性要强，外加电流法的辅助阳极只起导电作用，惰性电解和金属均可作辅助阳极，但最好选用惰性电极。
⑴根据不同的设计条件选用不同的金属或非金属材料；
⑵控制和改善环境介质因素(如选用缓蚀剂)等。
⑶金属防护包括生产设计、选材、防腐措施、施工、监测、管理和维护等环节，需要进行综合评价和决策。