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高中人教版 (2019)第三节 金属的腐蚀与防护精品ppt课件
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这是一份高中人教版 (2019)第三节 金属的腐蚀与防护精品ppt课件，文件包含人教版高中化学选择性必修一431金属的腐蚀课件pptx、人教版高中化学选择性必修一431金属的腐蚀学案docx等2份课件配套教学资源，其中PPT共32页， 欢迎下载使用。
人教版高中化学选择性必修一
第四章 化学反应与电能第三节 金属的腐蚀与防护第1课时 金属的腐蚀
目录
——《青花瓷》方文山
金属腐蚀现象普遍
金属腐蚀危害严重
金属腐蚀我国作为世界上钢铁产量最多的国家（2005年全国生产钢材37117.02万吨） ，每年被腐蚀的铁占到我国钢铁年产量的十分之一，因金属腐蚀而造成的损失占到国内生产总值的2%~4%；（中国统计局： 2016年我国国内生产总值达158526亿元） 。另据国外统计，金属腐蚀的年损失远远超过水灾、火灾、风灾和地震（平均值）损失的总和，在这里还不包括由于腐蚀导致的停工、减产和爆炸等造成的间接损失。
导入思考
金属腐蚀的主要害处，不仅在于金属本身的损失，更严重的是金属制品结构损坏所造成的损失比金属本身要大到无法估量。腐蚀不仅造成经济损失，也经常对安全构成威胁。国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因某一零部件破裂而坠毁；桥梁因钢梁产生裂缝而塌陷；油管因穿孔或裂缝而漏油，引起着火爆炸；化工厂中储酸槽穿孔泄漏，造成重大环境污染；管道和设备跑、冒、滴、漏，破坏生产环境，有毒气体如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更会危及工作人员和附近居民的生命安全。
观后：你有何感想？
面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害事实，同学们有没有想过，金属怎样被腐蚀？怎样防止金属被腐蚀？
头脑风暴
尽管铁链曾经承载着巨大的力量，但是经不住时间的考验和风雨的洗礼，如今面目全非不堪重负。今天我们从化学角度认识它腐蚀的原因。
是指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象。
金属阳离子
失e-
(氧化反应)
3. 金属腐蚀的类型
化学腐蚀
金属原子
2. 金属腐蚀的本质：
1. 概念:
M – ne- →Mn+
一、金属腐蚀
电化学腐蚀
— 直接反应
—原电池反应
(1)化学腐蚀金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀叫做化学腐蚀。(2)电化学腐蚀不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子而被氧化的腐蚀叫做电化学腐蚀。
金属腐蚀的类型
金属跟干燥气体或非电解质液体直接接触
不纯金属或合金跟电解质溶液接触
无电流产生
有微弱电流产生
金属被氧化
较活泼金属被氧化
与接触物质的氧化性及温度有关
与电解质溶液的酸碱性及金属活性有关
两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍
化学腐蚀和电化学腐蚀的对比
下列关于金属腐蚀的说法正确的是A.金属在潮湿空气中腐蚀的实质是M＋nH2O=M(OH)n＋n/2H2B.金属的化学腐蚀的实质是M－ne－=Mn＋，电子直接转移给氧化剂C.金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行D.在潮湿的环境中，金属的电化学腐蚀一定是析氢腐蚀
B
随堂小练
问题讨论：钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，若在潮湿的环境里或湿度较大的环境里长期放置，常易生锈变红，原因是什么?
联系：自然条件下金属吸附水蒸气形成水膜易构成原电池，电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，腐蚀更快。
装置中导管内水柱为什么会上升？
说明装置中有气体参加反应。
负极： Fe - 2e- = Fe2+
正极： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
电池反应： 2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2
总结：金属表面吸附的水膜呈中性或酸性很弱条件下，溶有一定量氧气发生的电化腐蚀叫吸氧腐蚀。
装置中进一步反应：
4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x) H2O
正极： 2H++ 2e- =H2↑
负极： Fe - 2e- = Fe2+
电池反应： Fe + 2H+ =Fe2+ + H2↑
总结：金属表面水膜溶解大气中的酸性气体，使水膜中含有一定量的H+，使溶液呈一定酸性发生的电化腐蚀叫析氢腐蚀
问题思考：如果将铁钉浸没在一定酸性的电解质溶液中电极反应有变化吗？
析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀
钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
Fe2O3 · nH2O
（铁锈）
通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条件
水膜呈酸性。
水膜呈中性或酸性很弱或碱性。
电极反应
负极Fe(-)
Fe-2e-=Fe2+
2Fe-4e-=2Fe2+
正极C(+)
2H++2e-=H2↑
O2+2H2O+4e-=4OH-
总反应:
Fe+2H+=Fe2++H2↑
2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
联系
钢铁锈蚀过程中可能发生的变化是( ) ① Fe由单质转化为+2价；② Fe由+2价转化为+3价；③ 产生氢气；④产生氧气；⑤ 杂质C被氧化除去；⑥ Fe（OH）3失水变成Fe2O3·3H2O. A. ① ② ③ ⑥ B. ① ③ ④ C. 只有① ③ D. 全部
A
随堂小练
请解释下列有关铁腐蚀现象的原因。
1.灶台上炒菜的铁锅放置后什么位置容易生锈，为什么？
炒菜的铁锅有残存的氯化钠，放置后水滴容易聚集到锅底，与水接触的界面构成吸氧腐蚀，形成铁锈。
2.用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。
是由于铁与铜吸收空气中的水蒸汽形成水膜构成了原电池， 较活泼的铁作原电池的负极，因此铁易被腐蚀而生锈。
右图装置中, u 型管内为红墨水，a, b 试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间，下列有关描述错误的是 ( ) 生铁块中的碳是原电池的正极B. 红墨水柱两边的液面变为左低右高C. 两试管中相同的电极反应式是：Fe-2e → Fe2+D. a 试管中发生了吸氧腐蚀，b 试管中发生了析氢腐蚀
B
随堂小练
下列各情况下，其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是 。
(5)
(2)
(1)
(3)
(4)
注意：原电池正极、电解池阴极受到保护。
结论 ：在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞防腐措施的腐蚀
随堂小练
下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是
(4)
(2)
(1)
(3)
随堂小练
铜制品上的铝质铆钉，在潮湿空气中易腐蚀的原因可描述为 ( )A. 形成原电池铝作负极 B. 形成原电池时铜作负极C. 形成原电池时，电流由铝经导线流向铜D. 铝质铆钉发生了化学腐蚀以下现象与电化腐蚀无关的是 ( )A. 黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜锈B. 生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈C. 铁质器件附有铜质配件，在接触处易生锈D. 银质奖牌久置后表面变暗
A
D
随堂小练
下列叙述正确的是（ ）A、原电池中阳离子向负极移动B、原电池的负极发生氧化反应C、马口铁（镀锡）的表面一旦破损，铁腐蚀加快D、白铁（镀锌）的表面一旦破损，铁腐蚀加快自来水管与下列材料做成的水龙头连接，锈蚀最快的铁水管连接的是（ ）A、铜水龙头 B、铁水龙头 C、塑料水龙头 D、陶瓷水龙头
BC
A
随堂小练
如图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH＝4的雨水和生铁片。观察到：开始导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管液面。以下有关解释合理的是A.生铁片中的碳是原电池的负极，发生还原反应B.雨水酸性较强，生铁片仅发生析氢腐蚀C.墨水回升时，碳极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－D.具支试管中溶液pH逐渐减小
C
随堂小练
如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：
（1）若液面上升，则溶液呈 性，发生 腐蚀,电极反应式为：负极： ,正极：
（2）若液面下降，则溶液呈 性，发生 腐蚀，电极反应式为：负极：正极： 。
中性或碱性
吸氧
Fe–2e-＝Fe2+
O2+2H2O+4e-＝4OH－
酸
析氢
Fe–2e-＝Fe2+
2H++2e-＝H2↑
随堂小练
课堂小结
课程结束
人教版高中化学选择性必修一
第四章 化学反应与电能第三节 金属的腐蚀与防护第1课时 金属的腐蚀
目录
——《青花瓷》方文山
金属腐蚀现象普遍
金属腐蚀危害严重
金属腐蚀我国作为世界上钢铁产量最多的国家（2005年全国生产钢材37117.02万吨） ，每年被腐蚀的铁占到我国钢铁年产量的十分之一，因金属腐蚀而造成的损失占到国内生产总值的2%~4%；（中国统计局： 2016年我国国内生产总值达158526亿元） 。另据国外统计，金属腐蚀的年损失远远超过水灾、火灾、风灾和地震（平均值）损失的总和，在这里还不包括由于腐蚀导致的停工、减产和爆炸等造成的间接损失。
导入思考
金属腐蚀的主要害处，不仅在于金属本身的损失，更严重的是金属制品结构损坏所造成的损失比金属本身要大到无法估量。腐蚀不仅造成经济损失，也经常对安全构成威胁。国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因某一零部件破裂而坠毁；桥梁因钢梁产生裂缝而塌陷；油管因穿孔或裂缝而漏油，引起着火爆炸；化工厂中储酸槽穿孔泄漏，造成重大环境污染；管道和设备跑、冒、滴、漏，破坏生产环境，有毒气体如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更会危及工作人员和附近居民的生命安全。
观后：你有何感想？
面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害事实，同学们有没有想过，金属怎样被腐蚀？怎样防止金属被腐蚀？
头脑风暴
尽管铁链曾经承载着巨大的力量，但是经不住时间的考验和风雨的洗礼，如今面目全非不堪重负。今天我们从化学角度认识它腐蚀的原因。
是指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象。
金属阳离子
失e-
(氧化反应)
3. 金属腐蚀的类型
化学腐蚀
金属原子
2. 金属腐蚀的本质：
1. 概念:
M – ne- →Mn+
一、金属腐蚀
电化学腐蚀
— 直接反应
—原电池反应
(1)化学腐蚀金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀叫做化学腐蚀。(2)电化学腐蚀不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子而被氧化的腐蚀叫做电化学腐蚀。
金属腐蚀的类型
金属跟干燥气体或非电解质液体直接接触
不纯金属或合金跟电解质溶液接触
无电流产生
有微弱电流产生
金属被氧化
较活泼金属被氧化
与接触物质的氧化性及温度有关
与电解质溶液的酸碱性及金属活性有关
两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍
化学腐蚀和电化学腐蚀的对比
下列关于金属腐蚀的说法正确的是A.金属在潮湿空气中腐蚀的实质是M＋nH2O=M(OH)n＋n/2H2B.金属的化学腐蚀的实质是M－ne－=Mn＋，电子直接转移给氧化剂C.金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行D.在潮湿的环境中，金属的电化学腐蚀一定是析氢腐蚀
B
随堂小练
问题讨论：钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，若在潮湿的环境里或湿度较大的环境里长期放置，常易生锈变红，原因是什么?
联系：自然条件下金属吸附水蒸气形成水膜易构成原电池，电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，腐蚀更快。
装置中导管内水柱为什么会上升？
说明装置中有气体参加反应。
负极： Fe - 2e- = Fe2+
正极： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
电池反应： 2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2
总结：金属表面吸附的水膜呈中性或酸性很弱条件下，溶有一定量氧气发生的电化腐蚀叫吸氧腐蚀。
装置中进一步反应：
4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x) H2O
正极： 2H++ 2e- =H2↑
负极： Fe - 2e- = Fe2+
电池反应： Fe + 2H+ =Fe2+ + H2↑
总结：金属表面水膜溶解大气中的酸性气体，使水膜中含有一定量的H+，使溶液呈一定酸性发生的电化腐蚀叫析氢腐蚀
问题思考：如果将铁钉浸没在一定酸性的电解质溶液中电极反应有变化吗？
析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀
钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
Fe2O3 · nH2O
（铁锈）
通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条件
水膜呈酸性。
水膜呈中性或酸性很弱或碱性。
电极反应
负极Fe(-)
Fe-2e-=Fe2+
2Fe-4e-=2Fe2+
正极C(+)
2H++2e-=H2↑
O2+2H2O+4e-=4OH-
总反应:
Fe+2H+=Fe2++H2↑
2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
联系
钢铁锈蚀过程中可能发生的变化是( ) ① Fe由单质转化为+2价；② Fe由+2价转化为+3价；③ 产生氢气；④产生氧气；⑤ 杂质C被氧化除去；⑥ Fe（OH）3失水变成Fe2O3·3H2O. A. ① ② ③ ⑥ B. ① ③ ④ C. 只有① ③ D. 全部
A
随堂小练
请解释下列有关铁腐蚀现象的原因。
1.灶台上炒菜的铁锅放置后什么位置容易生锈，为什么？
炒菜的铁锅有残存的氯化钠，放置后水滴容易聚集到锅底，与水接触的界面构成吸氧腐蚀，形成铁锈。
2.用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。
是由于铁与铜吸收空气中的水蒸汽形成水膜构成了原电池， 较活泼的铁作原电池的负极，因此铁易被腐蚀而生锈。
右图装置中, u 型管内为红墨水，a, b 试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间，下列有关描述错误的是 ( ) 生铁块中的碳是原电池的正极B. 红墨水柱两边的液面变为左低右高C. 两试管中相同的电极反应式是：Fe-2e → Fe2+D. a 试管中发生了吸氧腐蚀，b 试管中发生了析氢腐蚀
B
随堂小练
下列各情况下，其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是 。
(5)
(2)
(1)
(3)
(4)
注意：原电池正极、电解池阴极受到保护。
结论 ：在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞防腐措施的腐蚀
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下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是
(4)
(2)
(1)
(3)
随堂小练
铜制品上的铝质铆钉，在潮湿空气中易腐蚀的原因可描述为 ( )A. 形成原电池铝作负极 B. 形成原电池时铜作负极C. 形成原电池时，电流由铝经导线流向铜D. 铝质铆钉发生了化学腐蚀以下现象与电化腐蚀无关的是 ( )A. 黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜锈B. 生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈C. 铁质器件附有铜质配件，在接触处易生锈D. 银质奖牌久置后表面变暗
A
D
随堂小练
下列叙述正确的是（ ）A、原电池中阳离子向负极移动B、原电池的负极发生氧化反应C、马口铁（镀锡）的表面一旦破损，铁腐蚀加快D、白铁（镀锌）的表面一旦破损，铁腐蚀加快自来水管与下列材料做成的水龙头连接，锈蚀最快的铁水管连接的是（ ）A、铜水龙头 B、铁水龙头 C、塑料水龙头 D、陶瓷水龙头
BC
A
随堂小练
如图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH＝4的雨水和生铁片。观察到：开始导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管液面。以下有关解释合理的是A.生铁片中的碳是原电池的负极，发生还原反应B.雨水酸性较强，生铁片仅发生析氢腐蚀C.墨水回升时，碳极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－D.具支试管中溶液pH逐渐减小
C
随堂小练
如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：
（1）若液面上升，则溶液呈 性，发生 腐蚀,电极反应式为：负极： ,正极：
（2）若液面下降，则溶液呈 性，发生 腐蚀，电极反应式为：负极：正极： 。
中性或碱性
吸氧
Fe–2e-＝Fe2+
O2+2H2O+4e-＝4OH－
酸
析氢
Fe–2e-＝Fe2+
2H++2e-＝H2↑
随堂小练
课堂小结
课程结束
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