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课时1 金属腐蚀的原理
金属的腐蚀与防护
化学 高二上学期
输入标题
金属腐蚀的危害
1.造成巨大的经济损失
据统计，工业发达国家每年由于金属腐蚀的直接经济损失占其国民经济总产值的2%～4%，远远超过水灾、火灾、风灾和地震（平均值）损失的总和，这还不包括间接损失。
2.严重影响安全
腐蚀不仅造成经济上的损失，也经常构成对安全的威胁。均匀腐蚀，如铁生锈，一般进展缓慢，危害性不大；但一些局部腐蚀如孔蚀或应力腐蚀开裂，常常是突发性的，极易引起安全事故。
山东胜利油田钻井平台倾斜倒塌
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金属腐蚀
金属表面因与周围的物质发生氧化还原反应而遭到破坏的现象
从电子角度看，其本质是什么？
任务一：探究钢铁在海水中的腐蚀原理
为什么在浪花飞溅区腐蚀速度最快，腐蚀最严重？
在浪花飞溅区金属腐蚀发生了什么氧化还原反应？
任务一：探究钢铁在海水中的腐蚀原理
思考：
1、钻井平台的金属支架是由钢铁制成的，钢铁的主要成分是什么？
铁、碳
空气
Cl-、Na+等离子
弱碱性环境
2、钻井平台“浪溅区”的腐蚀环境有何特殊之处？
钢铁是怎么被腐蚀的呢？
构成原电池？
任务一：探究钢铁在海水中的腐蚀原理
空气中可能会有什么成分参与金属的腐蚀？
1.负极 正极
2.电解质（离子导体）
3.电子导体
4.闭合回路
5.自发的氧化还原反应
：铁
：碳
：海水（NaCl溶液）
原电池的构成条件有哪些？
能构成原电池！
任务一：探究钢铁在海水中的腐蚀原理
如何分析新环境中的原电池反应呢？
反应物
现象
产物
过程
Fe
O2？
Fe2+
失e-
装置维度
原理维度
电子导体
离子导体
负极
铁
正极
碳
原电池的二维模型
以小组为单位设计实验方案，证明正极反应物是氧气。
通过测量气体压强的变化，验证氧气参与反应
红磷在氧气中的燃烧
负极反应：Fe - 2e- == Fe2+ 正极反应：O2 + 4e- + 2H2O == 4OH-
总反应：2Fe + O2 + 2H2O == 2Fe(OH)2
4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 == 4Fe(OH)3
反应物
现象
产物
过程
Fe
O2
Fe2+
OH-
失e-
得e-
原理维度
电子导体
离子导体
负极
铁
正极
碳
Fe2O3 · nH2O
【书写电极方程式和总反应方程式】
吸氧腐蚀
任务一：探究钢铁在海水中的腐蚀原理
为什么在浪花飞溅区腐蚀速度最快，腐蚀最严重？
任务一：探究钢铁在海水中的腐蚀原理
由于形成原电池而使金属发生了腐蚀，这种腐蚀就是金属的电化学腐蚀。
电化学腐蚀
海洋大气区存在金属腐蚀吗？
化学腐蚀
金属其表面接触的一些物质（如O2、Cl2、SO2等）直接反应而引起的腐蚀。
【评价1】
在一块抛光、干净的钢片上滴上一滴含有少量酚酞和铁氰化钾{K3[Fe(CN)6]}的饱和食盐水，几分钟后，液滴中心部分主要呈现蓝色，液滴边缘为一红色圆环，而在两者之间有一棕褐色环。已知：Fe2＋与K3[Fe(CN)6]溶液(黄色)反应生成KFe[Fe(CN)6]沉淀(带有特征蓝色)。这是一种检验溶液中Fe2＋的常用方法。如图所示：
思考下列问题：
(1)液滴中心出现蓝色的原因：______________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)液滴边缘为一红色圆环的原因：____________________________。
(3)棕褐色环的主要成分为铁锈，用化学用语表示产生铁锈的过程：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
液滴中心氧气的浓度小，为负极，发生反应：Fe－2e－===Fe2＋，Fe2＋与K3[Fe(CN)6]溶液反应生成KFe[Fe(CN)6]蓝色沉淀
液滴边缘氧气的浓度较大，为正极，O2＋2H2O＋4e－===4OH－，使酚酞变红
中心区(负极)产生的Fe2＋向边缘(正极)移动，发生如下一系列变化：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 2Fe(OH)3===Fe2O3·nH2O(铁锈)＋(3－n)H2O
如果海洋环境发生改变，比如海水显酸性，钢铁还会发生腐蚀吗？
反应物
现象
产物
过程
Fe
H+ ？
Fe2+
失e-
装置维度
原理维度
电子导体
离子导体
负极
铁
正极
碳
任务二：探究钢铁在酸性环境的腐蚀原理
O2？
如何证明？
pH＝4.5～6.0时体系压强随时间变化
pH＝2.0～4.0时体系压强随时间变化
水膜酸性较强：
水膜酸性较弱或中性：
H+参与反应
O2参与反应，发生吸氧腐蚀
如果海洋环境发生改变，钢铁腐蚀的原理会变吗？
反应物
现象
产物
过程
Fe
H+
Fe2+
H2
失e-
得e-
装置维度
原理维度
电子导体
离子导体
负极
铁
正极
碳
任务二：探究钢铁在酸性环境的腐蚀原理
【书写电极方程式和总反应方程式】
负极反应：Fe - 2e- == Fe2+
正极反应：2H+ + 2e- == H2↑
总反应：Fe + 2H+ == Fe2+ + H2↑
析氢腐蚀
通常两种电化学腐蚀同时存在,但吸氧腐蚀更普遍。
【评价2】
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。
(1)导管内液面下降时，发生____________(填“析氢腐蚀”或“吸氧腐蚀”，下同)。
(2)红墨水回升时，发生____________，此时正极反应式为________________________。
(3)析氢腐蚀时消耗________(填“H＋”或“OH－”，下同)，吸氧腐蚀时产生________，具支试管中溶液pH逐渐________(填“增大”或“减小”)。
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
H＋
OH－
增大
【评价3】
生活中处处有化学,下列有关说法正确的是( ) 。
Ⅰ Ⅱ
现象 切过咸菜的刀不及时清洗,不久便会 因被腐蚀而出现锈斑 深埋在潮湿土壤中的供水铁管道,在硫酸
盐还原菌作用下出现漏水
原理图 ________________________________________________ ___________________________________________________________________
D
A.Ⅰ和Ⅱ发生的都是吸氧腐蚀
B.Ⅰ和Ⅱ中都为负极,电极反应是
C.输送暖气的铁管道极易发生Ⅱ中的腐蚀
D.Ⅰ中锈斑的主要成分是
谢谢观看！

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