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专题1化学反应与能量变化第三单元金属的腐蚀与防护中国世界上钢铁年产量最大的是哪个国家?据报道，我国钢铁的年产量达到了4．2亿吨，占全世界年产量的1/3，已经连续十年居世界首位。到2020年实现工业化时年产量可能达到6亿吨左右。钢铁工业素有“工业粮食”之称，它的发展一度被认为是国家经济发展的晴雨表。铁锈的主要成分：Fe2O3·XH2O铜器表面生成铜绿,主要成分：Cu2(OH)2CO3据报道：全世界每年因金属腐蚀造成的直接经济损失约达7000亿美元，是地震、水灾、台风等自然灾害造成损失的总和的6倍。这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。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。钢铁因腐蚀而报废的数量约占钢铁当年产量的25%—30%。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。一、金属的电化学腐蚀•自主探究：[阅读教材P23，回答]1、什么是金属的腐蚀？2、金属的腐蚀可分为哪几类？3、金属的电化学腐蚀和化学腐蚀的本质是什么？1、金属的腐蚀指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程2、金属的化学腐蚀金属跟接触到的物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀3、金属的电化学腐蚀不纯的金属(或合金)跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化的反应一、金属的腐蚀铁与酸反应，铁被腐蚀。腐蚀速率较慢。铁作负极（阳极）被腐蚀腐蚀速率较快。（按下图进行实验）请比较下列现象的差异？图一联系旧知归纳小结1金属腐蚀的实质金属的腐蚀种类原理区别腐蚀速度联系金属的化学腐蚀与电化学腐蚀比较金属原子失去电子被氧化而消耗的过程：M-ne-=Mn+化学腐蚀电化学腐蚀金属和其它物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀不纯金属或合金发生原电池反应，使较活泼的金属失电子被氧化而引起的腐蚀直接发生氧化还原反应发生原电池反应腐蚀过程无电流产生有电流产生金属直接被腐蚀较活泼金属被腐蚀电化学腐蚀化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍，危害更大1、铁粉中加入炭粉有何作用？两装置中均能形成原电池吗？进行P23[活动与探究]，观察实验现象，回答有关问题：2、两装置中的实验现象有何不同？产生的现象说明什么问题？继续探究实验：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2实验编号ab所用电解质NaClCH3COOH主要实验现象原因分析腐蚀类型形成条件电极反应式正极负极电池总反应溶液中反应(铁锈的生成)出现的频率4、钢铁的电化学腐蚀右侧导管内液面上升右侧导管内液面下降有气体参与反应(O2)有气体生成(H2)发生吸氧腐蚀发生析氢腐蚀水膜酸性很弱或呈中性水膜酸性较强O2+2H2O+4e-=4OH-2H++2e-=H2↑Fe-2e-=Fe2+较低较高Fe+2H+=Fe2++H2↑Fe2++2OH-=Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3==Fe2O3·nH2O+(3-n)H2O较高较低归纳小结21、相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀。2、1910年遗留在南极的食品罐头盒，其表面至今很少有铁锈出现。3、用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。4、当化工厂排出的废气为酸性时，工厂附近的铁制品容易生锈。交流与讨论哪些因素影响了金属腐蚀的快慢呢?５、金属腐蚀快慢的判断(一)对于不同的金属而言：与金属的活泼性有关，一般地，活泼性越强的金属，越_________被腐蚀。(二)对于同种金属而言：(1)与引起腐蚀的原因有关：一般说来，电解原理引起的腐蚀____原电池原理引起的腐蚀_____化学腐蚀____有防腐措施的腐蚀(2)与介质条件有关：一般说来同种金属的腐蚀在强电解质中_____弱电解质中____非电解质中(3)与构成微电池两极的材料有关：两极材料的活动性差别越大，较活泼金属被腐蚀的速度越。(4)与环境温度有关，温度越高，金属腐蚀速度越。注意：在钢铁的腐蚀过程中，其电化学腐蚀更严重，在电化学腐蚀中，吸氧腐蚀更普遍。容易快快防止作为原电池负极防止金属腐蚀的措施能防止金属腐蚀的原理二、金属的电化学防护阅读并思考:金属被腐蚀与什么物质有关？发生的主要原理是什么？怎样才能防止金属生锈？主要是空气中O2与H2O共同作用的结果牺牲阳极（负极）的阴极(正极)保护法外加电流的阴极保护法改变金属组成和结构与活动性更强的金属形成原电池,被保护金属作正极利用电解池原理，被保护金属作阴极通过改变结构而改变性质，如钢中加入镍、铬等耐蚀金属形成不锈钢隔绝空气和水在金属制品表面覆盖保护层或镀耐腐蚀金属大家讨论1965年冬天，在湖北省荆州市附近的望山楚墓群中，出土了一把锋利无比的宝剑。专家通过对剑身八个鸟篆铭文的解读，证明此剑就是传说中的越王勾践剑。让人惊奇的是，这把青铜宝剑穿越了两千多年的历史长河，但剑身丝毫不见锈斑。它千年不锈的原因是什么呢？课后探究活动溶液如何影响有凹陷的食品罐?取一罐蔬菜罐头和一罐水果罐头,前者含盐溶液,后者含糖溶液。(a)设计一个实验,以研究凹陷食品罐在这些溶液中会否生锈?如果有腐蚀发生,比较食品罐在两种溶液中的腐蚀速度。(b)记录你的结果,并向班上同学介绍你的实验。(c)根据实验结果,你认为吃凹陷罐头的食品安全吗?通过本节课的学习,我们认识到金属腐蚀的危害极大,运用化学反应原理能对金属进行有效防护。然而，在复杂多变的自然环境中并非如此简单，“金属的腐蚀与防护”始终是一个世界性的异常棘手的科技难题。防止金属腐蚀，任重道远！及时反馈下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是(5)(2)(1)(3)(4)烤蓝涂机油烤漆涂凡士林镀锌镀铬[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?二、金属的电化学防护外加电源的阴极保护法：辅助阳极（不溶性）