金属的腐蚀与防护第一课时

选修1第三章第二节金属的腐蚀与防护(第1课时）学生实践活动有关“金属腐蚀的现象及危害”交流展示金属腐蚀现象的图片学生实践活动有关“金属腐蚀的现象及危害”交流展示金属腐蚀危害的图片2007年8月1日，美国明尼苏达州一座跨越密西西比河的大桥发生坍塌。事故造成6人死亡。早在２００１年由明尼苏达州交通部门作出的一份研究报告显示，大桥连接路堤和主桥的引桥“存在老化问题”。同时，支撑桥梁的主结构桁架也存在“老化问题”。2001年11月07日，四川宜宾市南门大桥于七日凌晨四时三十分左右发生悬索及桥面局部断裂事故，导致两辆汽车坠入江中，一艘小船被毁，有二人死亡，二人受伤，交通和市外通讯中断。四川省一些桥梁专家和工程设计人员在桥梁的断裂处进行了现场勘查，发现坍塌断裂之处露出一层薄薄的钢筋网，悬吊的承重钢管中露出了锈迹斑斑的钢缆。金属腐蚀•1．造成巨大的经济损失和金属材料的消耗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。•根据各国调查结果，一般说来，金属腐蚀所造成的经济损失大致为该国国民生产总值的4%左右。而我国截至2005年每年因钢铁锈蚀经济损失达3000亿人民币。•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。学生实践活动有关“金属腐蚀的现象及危害”交流展示金属腐蚀危害的资料你知道吗•2．造成重大事故和严重的环境污染•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。•3．阻碍新技术、尖端科学技术的发展•国防工业高新武器研制、原子能工业、航天技术、火箭制造、化工生产等领域都不断地提出腐蚀与防护的新课题，期待人们找出解决问题的新途径•面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害事实，大家有没有想过：•铁怎么会被腐蚀呢？•你能否从金属元素的原子结构角度分析，金属为什么会被腐蚀？•我们又该怎样防腐呢?实验方案记录结论植物油，铁钉完全浸没CaCl2固体NaCl溶液，铁钉浸没一半CH3COOH溶液，铁钉浸没一半煮沸后迅速冷却的蒸溜水铁钉完全浸没相当长时间，铁钉未被腐蚀有气体产生，反应速度快铁钉渐渐生锈无现象由于无氧和水，铁钉不被腐蚀上层植物油，下层NaCl溶液，铁钉完全浸没无现象相当长时间，铁钉未被腐蚀由于无水，铁钉不被腐蚀铁钉被腐蚀铁钉被腐蚀最快由于无氧，较长时间铁钉不被腐蚀由于无氧，铁钉较长时间不被腐蚀探究实验：“不同条件下铁钉的锈蚀”煮沸后迅速冷却的蒸溜水铁钉浸没一半铁钉渐渐生锈由于有氧铁钉被腐蚀金属在什么条件下易被腐蚀呢?铁钉遇到酸或在O2、H2O存在的条件下，均可被腐蚀。遇到电解质时，一般腐蚀速度更快。什么是金属腐蚀，其本质是什么？1、定义：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.3、分类:化学腐蚀和电化学腐蚀2、本质：金属原子失去电子被氧化而消耗的过程：M-ne-=Mn+。金属腐蚀的实质金属的腐蚀种类原理区别联系金属的腐蚀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被腐蚀较活泼金属被腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍，速率更快。若将Fe棒C棒粉碎掺在一起制成一光亮的Fe－C合金棒，插在HCl里，则是否构成了原电池？若是，长期放置，铁棒表面会有什么变化？电化学腐蚀1、在潮湿的空气中：水膜呈酸性的介质负极：Fe－2e－=Fe2+总反应：Fe+2H+=Fe2++H2↑正极：2H++2e－=H2↑一、钢铁的腐蚀析氢腐蚀2、在潮湿的空气中：水膜呈中性或弱酸性的介质负极：2Fe-4e=2Fe2+正极：O2+2H2O+4e=4OH－总反应：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2后续反应：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3Fe2O3·nH2O吸氧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=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联系知识总结金属阳离子失e-氧化反应3、金属腐蚀的类型化学腐蚀电化腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀（常见普遍）一、金属腐蚀金属原子2、金属腐蚀的本质：1、金属腐蚀：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腐蚀损耗的过程。M–ne-→Mn+（学生交流）（常见普遍）•1、（2003全国春季理综）家用炒菜铁锅用水清洗放置后，出现红棕色的锈斑，在此变化过程中不发生的化学反应是()•Ａ、4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3↓•Ｂ、2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2↓•Ｃ、2H2O+O2+4e-=4OH－•Ｄ、Fe-3e-=Fe3+D跟踪练习•2、（2007广东理基，25）钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为：Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2。以下说法正确的是（）•A、负极发身的反应为：Fe-2e-==Fe2+•B、正极发生的反应为：O2+2H2O+2e-==4OH-•C、原电池是将电能转化为化学能的装置•D、钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀A跟踪练习中性或碱性吸氧Fe–2e-＝Fe2+O2+2H2O+4e-＝4OH－酸性析氢Fe–2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑3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：；若液面下降，则溶液呈性，发生腐蚀，电极反应式为：负极：正极：。（2）跟踪练习思考:•为什么马口铁(镀锡铁皮)和白铁皮(镀锌铁皮)一旦有划痕后,在潮湿的空气中，谁被腐蚀的速率快？我们如何利用这些原理来防止金属腐蚀呢？马口铁FeSnFeZn白铁皮