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1、第三节第三节 化学能转化为电能化学能转化为电能第第1页页科学探究科学探究 现有洁净无锈铁钉，试管、植物油、现有洁净无锈铁钉，试管、植物油、NaCl溶液、溶液、CH3COOH溶液和煮沸后快速溶液和煮沸后快速冷却蒸馏水，你也能够选取其它物品，设冷却蒸馏水，你也能够选取其它物品，设计试验探究铁钉锈蚀需要哪些条件，以及计试验探究铁钉锈蚀需要哪些条件，以及在什么条件下锈蚀速率快。在什么条件下锈蚀速率快。不一样条件下铁钉腐蚀不一样条件下铁钉腐蚀第第2页页试试验验方方案案CH3COOH溶溶液液煮沸后煮沸后快速冷快速冷却蒸馏却蒸馏水水NaCl溶液溶液煮沸后煮沸后快速冷快速冷却蒸馏却蒸馏水水植物油植物油统统计计
2、结结论论有气泡产有气泡产生，反应生，反应速率快速率快相当长时相当长时间铁钉未间铁钉未被腐蚀被腐蚀铁钉被腐铁钉被腐蚀最快蚀最快因为无因为无O2，较长时，较长时间铁钉未间铁钉未被腐蚀被腐蚀铁钉渐铁钉渐渐生锈渐生锈铁钉被铁钉被腐蚀腐蚀无现象无现象因为无因为无O2，铁，铁钉未被钉未被腐蚀腐蚀无现象无现象因为无因为无O2、H2O铁钉铁钉不能被腐不能被腐蚀蚀植植物物油油第第3页页 是指金属或合金与周围接触到气体或是指金属或合金与周围接触到气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗过程。液体进行化学反应而腐蚀损耗过程。因为与金属接触介质不一样，发生腐因为与金属接触介质不一样，发生腐蚀化学原理也不一样，普通可分为蚀化学
3、原理也不一样，普通可分为化学腐化学腐蚀蚀和和电化学腐蚀电化学腐蚀。一、金属腐蚀一、金属腐蚀第第4页页1 1、化学腐蚀、化学腐蚀 金属跟接触到物质（如金属跟接触到物质（如O2、Cl2、SO2等）等）直接发生化学反应直接发生化学反应而引发腐蚀而引发腐蚀叫做叫做化学腐蚀化学腐蚀。普通情况下，温度升高会加紧化学反应速率。普通情况下，温度升高会加紧化学反应速率。所以，温度对化学腐蚀影响较显著。所以，温度对化学腐蚀影响较显著。第第5页页家用燃气灶家用燃气灶放在南极已差不多放在南极已差不多9090年食品罐头年食品罐头第第6页页2 2、电化学腐蚀、电化学腐蚀 不纯金属（或合金）跟电解质不纯金属（或合金）跟电解
4、质溶液接触时，会溶液接触时，会发生原电池反应发生原电池反应，比较活泼金属失去电子而被氧化，比较活泼金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做这种腐蚀叫做电化学腐蚀电化学腐蚀。第第7页页 在新疆吐鲁番和海南省两地，哪个地在新疆吐鲁番和海南省两地，哪个地域铁生锈相对慢一些？为何？域铁生锈相对慢一些？为何？新疆吐鲁番，因为该地域相对干燥，新疆吐鲁番，因为该地域相对干燥，水分稀少，而海南地域潮湿多雨，温度水分稀少，而海南地域潮湿多雨，温度高，易发生电化学腐蚀。高，易发生电化学腐蚀。第第8页页不会，因为月球上缺乏水分和氧气。不会，因为月球上缺乏水分和氧气。请你预测一下，铁在月球上会不会请你预测一下，铁在月球上会
5、不会生锈？为何？生锈？为何？第第9页页钢铁在干燥空气里长时间不易被腐蚀钢铁在干燥空气里长时间不易被腐蚀,但在潮湿空气里却很快被腐蚀但在潮湿空气里却很快被腐蚀,这是这是什么原因呢什么原因呢?在潮湿空气里在潮湿空气里,钢铁表面吸附了一层薄薄水钢铁表面吸附了一层薄薄水膜。水能电离出少许膜。水能电离出少许H+和和OH-,同时因为空气同时因为空气中中CO2溶解溶解,使水里使水里H+增多：增多：H2O+CO2 H2CO3 H+HCO3 -这么在钢铁表面形成了一层电解质溶液薄膜这么在钢铁表面形成了一层电解质溶液薄膜,它跟钢铁里铁和少许碳组成无数微小原电池。它跟钢铁里铁和少许碳组成无数微小原电池。在潮湿空气里
6、在潮湿空气里,钢铁表面吸附了一层薄薄水钢铁表面吸附了一层薄薄水膜。水能电离出少许膜。水能电离出少许H+和和OH-,同时因为空气同时因为空气中中CO2溶解溶解,使水里使水里H+增多：增多：H2O+CO2 H2CO3 H+HCO3 -这么在钢铁表面形成了一层电解质溶液薄膜这么在钢铁表面形成了一层电解质溶液薄膜,它跟钢铁里铁和少许碳组成无数微小原电池。它跟钢铁里铁和少许碳组成无数微小原电池。第第10页页1、析氢腐蚀（酸性水溶液）、析氢腐蚀（酸性水溶液）负极：负极：Fe 2e =Fe2+总反应：总反应：Fe+2H+=Fe2+H2正极：正极：2H+2e=H2钢铁腐蚀钢铁腐蚀第第11页页2、吸氧腐蚀（中性
7、、弱酸性水溶液）、吸氧腐蚀（中性、弱酸性水溶液）负极：负极：2Fe-4e=2Fe2+正极：正极：O2+2H2O+4e=4OH总反应：总反应：2Fe+2H2O+O2=2 Fe(OH)2后续反应：后续反应：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3Fe2O3第第12页页l钢铁析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较析氢腐蚀吸氧腐蚀条件正极反应负极反应总反应方程式水膜酸性较强水膜酸性很弱或者展现中性2H+2e=H22 H2O+O2+4e=4OH-Fe-2e=Fe2+Fe+2H+=Fe2+H22 Fe+2 H2O+O2=2Fe(OH)2第第13页页化学腐蚀和电化腐蚀比化学腐蚀和电化腐蚀比较化学腐蚀电化腐蚀条件金
8、属与非电解质直接接触（不与电解质溶液接触）不纯金属或合金跟电解质溶液接触现象无电流产生（不发生原电池反应）有电流产生（发生原电池反应）本质发生氧化-还原反应金属被腐蚀氧化反应和还原反氧化反应和还原反应分两极进行，较应分两极进行，较活泼金属被腐蚀活泼金属被腐蚀相互关系两种腐蚀往往同时发生，但电化腐蚀更普遍第第14页页 烧过菜铁锅假如未及时洗净烧过菜铁锅假如未及时洗净（残液中含（残液中含 NaCl），第二天便），第二天便出现红棕色锈斑（主要成份为出现红棕色锈斑（主要成份为Fe 2 O 3nH2O）。请问这种腐蚀是化）。请问这种腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀学腐蚀还是电化学腐蚀?为何为何?解析：属于电
9、化学腐蚀。解析：属于电化学腐蚀。因为铁锅是由生铁做成因为铁锅是由生铁做成,铁锅生锈铁锅生锈是因为是因为Fe-C-NaCl形成原电池。铁作形成原电池。铁作负极，失去电子变成亚铁离子，从而负极，失去电子变成亚铁离子，从而被腐蚀。被腐蚀。第第15页页 化学腐蚀和电化学腐蚀都是化学腐蚀和电化学腐蚀都是铁铁等金属原子失去电子变成阳离子等金属原子失去电子变成阳离子过程过程。也就是说。也就是说,金属在腐蚀过程中金属在腐蚀过程中,发生了发生了氧化还原反应氧化还原反应。3、金属腐蚀本质、金属腐蚀本质第第16页页思索与交流思索与交流 讨论自行车不一样构件如链条、钢圈、支讨论自行车不一样构件如链条、钢圈、支架和齿轮
10、等分别采取了什么防锈办法？架和齿轮等分别采取了什么防锈办法？给链条涂上机油给链条涂上机油,将将钢圈表面镀上一层钢圈表面镀上一层铬铬,给支架烤上一层给支架烤上一层漆漆,将齿轮镀上一层将齿轮镀上一层铬并涂上机油。铬并涂上机油。第第17页页1、影响金属腐蚀原因：、影响金属腐蚀原因：（1）金属本性金属本性：金属越活泼，就越轻易：金属越活泼，就越轻易失去电子而被腐蚀。失去电子而被腐蚀。假如金属中能导电杂假如金属中能导电杂质不如该金属活泼，则轻易形成原电池而质不如该金属活泼，则轻易形成原电池而使金属发生电化学腐蚀。使金属发生电化学腐蚀。（2）介质介质：遇潮湿空气、腐蚀性气体、：遇潮湿空气、腐蚀性气体、电解
11、质溶液电解质溶液第第18页页思索与交流思索与交流 请依据生活常识以及下列图总结金请依据生活常识以及下列图总结金属防护惯用方法，并解释这些方法属防护惯用方法，并解释这些方法为何能够到达预防金属腐蚀目标。为何能够到达预防金属腐蚀目标。第第19页页健身器材刷油漆以防锈健身器材刷油漆以防锈衣架和电线外面包衣架和电线外面包上一层塑料层上一层塑料层第第20页页一些工具一些工具“机械转动部机械转动部位位”选取油脂来防锈，选取油脂来防锈，为何不能用油漆为何不能用油漆自行车钢圈和车铃是自行车钢圈和车铃是在钢上镀上一层既耐在钢上镀上一层既耐腐蚀又耐磨腐蚀又耐磨Cr第第21页页你还知道哪些预防金属腐蚀方法？你还知道
12、哪些预防金属腐蚀方法？请举例说明。请举例说明。制成不锈钢；或在金属表面镀一层比制成不锈钢；或在金属表面镀一层比要保护金属更活泼金属。要保护金属更活泼金属。用牺牲锌块方法来保护船用牺牲锌块方法来保护船身，锌块必须定时更换身，锌块必须定时更换锌块锌块用牺牲镁块方法来预防地下钢铁管用牺牲镁块方法来预防地下钢铁管道腐蚀，镁块必须定时更换道腐蚀，镁块必须定时更换镁镁第第22页页（2）改变金属内部组织结构：如将）改变金属内部组织结构：如将Cr、Ni等金属加等金属加 进钢里制成合金钢。进钢里制成合金钢。（1）金属表面覆盖保护层）金属表面覆盖保护层 如油漆、油脂等，电镀如油漆、油脂等，电镀Zn,Cr等易氧化形
13、成致密氧化等易氧化形成致密氧化物薄膜作保护层。物薄膜作保护层。原理：隔绝金属与外界空气、电解质溶液接触。原理：隔绝金属与外界空气、电解质溶液接触。（3）电化学保护法）电化学保护法牺牲阳极阴极保护法牺牲阳极阴极保护法 原理：形成原电池反应时，让被保护金属做正极，原理：形成原电池反应时，让被保护金属做正极，而活泼金属反应受到腐蚀。而活泼金属反应受到腐蚀。2、金属防护方法、金属防护方法第第23页页牺牲阳极阴极保护法示意图牺牲阳极阴极保护法示意图第第24页页 为何白铁皮(镀锌铁皮)制品不易生锈,即使表面被划破也是如此,而马口铁(镀锡铁皮)制品一旦划破,表面会更加快地生锈.第第25页页小结：小结：本课时
14、我们主要学习了金属本课时我们主要学习了金属 两两 种腐蚀方式：种腐蚀方式：化学化学腐蚀和腐蚀和电化学电化学 腐蚀，以及金属腐蚀，以及金属防护方法防护方法。第第26页页随堂检测随堂检测1、如图如图,水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：（1）（2）中性或碱性中性或碱性 吸氧吸氧Fe2e-Fe2+O2+2H2O+4e-4OH酸性酸性析氢析氢Fe2e-Fe2+2H+2e-H2 若液面上升，则溶液呈若液面上升，则溶液呈 性，发生性，发生 腐蚀腐蚀,电极反应式为：负极：电极反应式为：负极：,正极：正极：；若液面下降，则溶液呈若液面下降，则溶液呈 性，发生性，发生 腐
15、蚀，电极反应式为：负极：腐蚀，电极反应式为：负极：正极：正极：。第第27页页2、分析右图，按要求写出相关反应方程式：分析右图，按要求写出相关反应方程式：（1）、铁棒上电极反应式为：）、铁棒上电极反应式为：（2）、碳棒上电极反应式为：）、碳棒上电极反应式为：（3）、溶液中发生反应化学方程式：）、溶液中发生反应化学方程式：3、镍镍镉可充电电池可发生以下反应：镉可充电电池可发生以下反应：Cd+2NiO(OH)+2H2O由此可知，该电池负极材料是由此可知，该电池负极材料是Cd(OH)2+2Ni(OH)2放电放电充电充电_2Fe+2H2O+O2=2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe
16、(OH)3O2+2H2O+4e-4OH-2Fe4e-2Fe2+写出此电池负极上电极反应第第28页页4、以下装置中四块相同、以下装置中四块相同Zn片，放置一段时间后腐蚀片，放置一段时间后腐蚀速率由慢到快次序是速率由慢到快次序是(4)(2)(1)(3)第第29页页5.盐酸与锌片反应时，若加入可溶性醋酸铜盐酸与锌片反应时，若加入可溶性醋酸铜(CH3COO)2Cu，将产生两种影响生成速率原因，将产生两种影响生成速率原因，其一是：其一是：，其二是：其二是：。H+与与CH3COO结合生成结合生成CH3COOH，使，使H+浓度减浓度减小，从而小，从而减慢减慢了反应速率。了反应速率。Zn置换出置换出Cu形成了原电池，从而形成了原电池，从而加紧加紧了反应速率了反应速率第第30页页