金属制品的防护
4、金属制品的防护-鲁科版选修一教案
4、金属制品的防护-鲁科版选修一教案教学目标1.了解五金制品的种类以及防护的必要性；2.熟悉五金制品的防护方法和注意事项；3.能够根据五金制品不同特点选择适当的防护措施；4.提高学生对安全和卫生的意识和素质。
教学重点1.五金制品的种类和特点；2.针对五金制品不同特点选择适合的防护措施；3.学生的安全和卫生意识和素质。
教学难点1.学生根据五金制品不同特点选择适当的防护措施；2.学生在实践中如何合理使用防护措施，防止因疏忽而造成的安全事故发生。
教学内容一、五金制品的防护介绍1.五金制品的种类和材质；2.五金制品防护的必要性和意义；3.五金制品防护的一般原则。
二、针对不同五金制品的防护措施1.防护手套、口罩、护目镜、防护鞋；2.合理使用安全钳等工具避免伤害；3.过程中加强安全意识，保持安全距离。
三、金属表面的防护方式1.金属表面的常见问题和对策；2.防锈涂料的种类和应用方法；3.电镀、喷漆等处理方法的介绍。
教学方法1.讲授法：结合PPT介绍五金制品的种类、材质以及防护的必要性和意义，以及五金制品防护的一般原则；2.示范法：通过示范合理使用钳子等工具，以及如何正确佩戴防护用品；3.实践法：让学生在实际操作中学习如何根据五金制品不同特点选择适当的防护措施，以及合理使用这些防护用品。
教学评价通过本节课的学习和实践，学生应该可以熟悉五金制品的种类和特点，了解防护的必要性和一般原则，并能够根据五金制品不同特点选择适当的防护措施。
另外，学生在实践中应该能够合理使用防护措施，防止因疏忽而造成的安全事故发生。
金属的防护分类及应用实例
金属的防护分类及应用实例金属的防护分类及应用实例可以根据不同的目的和方法进行划分。
以下将根据防止金属腐蚀、提高金属耐磨性和防止金属热损坏三个方面进行分类，并举一些应用实例来说明。
1. 防止金属腐蚀：针对金属腐蚀的防护方法主要包括物理防护、化学防护和电化学防护。
1.1 物理防护：物理防护主要是通过对金属表面施加一层隔离膜或涂层来防止与外界环境接触，阻挡腐蚀介质的进入。
常见的物理防护方法包括涂层、包覆和层叠等。
应用示例：（1）在汽车制造中，使用热镀锌工艺对汽车钢板进行涂层，以防止腐蚀。
（2）航空航天领域使用陶瓷喷涂技术来保护航空器零件。
（3）在海洋工程中，为了防止金属结构受海水的侵蚀，会将结构表面进行涂层保护。
1.2 化学防护：化学防护通过对金属表面进行化学处理来形成一种耐蚀性较高的层，防止金属与腐蚀介质发生直接接触。
常见的化学防护方法包括酸洗、酸化、化学合金等。
（1）在电子器件制造过程中，对金属表面进行酸洗处理，去除氧化层，提高电子器件的导电性能和稳定性。
（2）在石油化工行业，采用化学阻垢剂来防止管道内壁产生腐蚀。
（3）在食品加工业，经常使用食品级不锈钢来防止食品与金属接触引起腐蚀。
1.3 电化学防护：电化学防护通过在金属表面施加电流或电势来改变金属与腐蚀介质间的电位差，从而减缓腐蚀速度。
常用的电化学防护方法有电镀、阳极保护等。
应用示例：（1）在汽车制造中，通过镀层来提高车身的耐腐蚀性能。
（2）在海洋工程中，使用阴极保护系统来减缓金属结构在海水中的腐蚀速度。
（3）在建筑物的防腐蚀中，采用电流阴极保护来延长金属的使用寿命。
2. 提高金属耐磨性：金属在使用过程中可能会因受力而产生磨损，为了延长金属的使用寿命，可以采取以下几种方式进行保护。
2.1 表面硬化：通过表面处理方法，如表面淬火、喷涂硬化等，可以提高金属的硬度和耐磨性。
（1）针对机械零件，可以通过高频淬火、氮化等表面硬化方法来提高零件的耐磨性。
（2）对于汽车发动机的活塞环、凸轮轴等关键零部件，采用高温涂层技术以提高磨损抗力。
邳州市第二中学2013年高中化学选修四课件课题4 金属制品的防护
要点归纳 1．金属防护方法
2．金属电化学防护方法比较 电化学 牺牲阳极保护法 防护 依据 原电池原理 形成原电池时，被 保护金属作正极(阴 极)，不反应受到保 护；活泼金属作负 极(阳极)，发生反 应受到腐蚀。阳极 要定期予以更换 阴极电保护法 电解池原理 将被保护金属与另 一附加电极作为电 解池的两个极，使 被保护金属作阴极， 在外加直流电的作 用下使阴极得到保 护
锌块法保护，效果良好；水闸位置固定宜采
用外加电流的阴极保护法；吊车塔架只求坚
固防锈且经济，故涂漆保护就可以了；门窗框从 轻便美观考虑，可选用铝合金材料。 【答案】 ① ④ ② ⑥ ⑦ ⑤ ③ 【名师点睛】 在解决关于金属腐蚀的题目时，
要注意总结物质的特殊性与一般性的关系，如合
金中的两种金属活泼性不同，按原电池的形成条
负极材料 负极反应
2H＋＋2e－ 正极反应 ===H2↑
Fe Fe－2e－===Fe2＋
O2＋2H2O＋4e－ ===4OH－
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
总反应
2Fe＋2H2O＋ O2===2Fe(OH)2 ＋ Fe＋2H 4Fe(OH)2＋2H2O＋ ===Fe2＋＋ O2===4Fe(OH)3 H2↑ 2Fe(OH)3===Fe2O3 ＋3H2O 铁锈(Fe2O3的复杂水合物) 吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍
所以铁腐蚀由快到慢的顺序为⑤>④>①>②>
③>⑥。
答案：⑤>④>①>②>③>⑥
5．我们炒过菜的铁锅几天后“锈迹斑斑”， 试问发生了什么变化？ 解析：主要发生了吸氧腐蚀。 答案：铁锅中发生了原电池反应，铁做负极， 铁锅中的碳做正极，菜汁盐水做电解质溶液： 2Fe－4e－===2Fe2＋，O2＋2H2O＋4e－ ===4OH－，因此，2Fe＋O2＋ 2H2O===2Fe(OH)2，4Fe(OH)2＋O2＋ 2H2O===4Fe(OH)3，Fe(OH)3分解生成铁锈。
金属制品的防护课件
用途
菜刀 楼梯扶手或
选用材料或保护 方法
阳台护栏
水桶
航海轮船
提示
水闸 ① ④
②
⑥
⑦
⑤
③
吊车塔架
要点一 |金属腐蚀的本质及类型是什么？有何区别？ 1．金属腐蚀的本质
金属原子（M）失去电子生成金属阳离子。 M－ne－===Mn＋。
2．化学腐蚀和电化学腐蚀的比较
纯金属或合金 条件 触的物质 跟电解质溶液接 反应 触 现 不产生电 有微弱的电流产 象 流 生 反 应 金属被氧 化 较活泼的金属被 氧化
5．金属腐蚀快慢比较
电解原理引起腐蚀（金属作阳极）>原电池 原理引起的腐蚀（金属作负极）>化学腐蚀 >一般有防腐措施的腐蚀>形成原电池原理 防腐（金属作正极）的腐蚀>形成电解池原 理的防腐（作阴极）的腐蚀。
【例1】下列说法正确的是 （ ）。 A．钢铁因含杂质而容易发生电化学腐蚀， 所以合金都不 耐腐蚀 B．原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因 ，故不能用来 减缓金属的腐蚀 C．钢铁电化学腐蚀的两种类型主要区别在 于水膜的pH不 同，引起的正极反应不相同
笃学三
自行车中的合金材料
1.合金及其特点：合金是由金属与其他金属 或非金属熔合制成的。它克服了单一金属 强度小的缺点，具有较好的 化学 物理 机械 、 、 性能。 耐腐蚀 重量轻 2．自行车选材主要指标为 、 强度高 减震性能好 、 和 。
3．几种常见合金 使车架变轻 （1）铁合金：优点： ，缺点： 笨重，易腐蚀 。 易加工 成本低 质轻 （2）铝合金：优点： 、 、 机械 、 重量轻 强度高 性高。 韧性好 耐腐蚀 （ 3）钛合金：优点： 、 、 、 。 质轻 （4）镁合金：优点： 。
金属防护的类型和原理
金属防护的类型和原理金属防护是指通过涂覆一层金属材料或电化学方式使金属制品表面形成一层保护层，以防止金属的氧化腐蚀或其它的物理、化学性质的变化。
金属防护的类型和原理主要包括物理防护和化学防护两种形式，下面将详细介绍这两种类型的金属防护及其原理。
一、物理防护物理防护是通过物理手段来保护金属制品不受到氧化腐蚀等损害的防护方式。
常用的物理防护方法有镀层防护、电镀防护和气体保护。
1.镀层防护镀层防护是通过在金属表面涂覆一层金属或合金的方法，形成一层保护层来防止氧化腐蚀的发生。
镀层防护可采用电镀、电解沉积、喷涂等方式进行。
常见的镀层材料有锌、镍、铬等。
以镀锌为例，镀锌是将锌涂覆在铁制品表面，形成一层锌的保护层，从而达到防止铁的氧化腐蚀的目的。
这是因为锌具有良好的电化学性质，当锌涂层破损时，就会优先发生氧化反应，从而保护铁制品和其它金属不受到腐蚀的损害。
2.电镀防护电镀防护是利用电化学原理，在金属表面镀覆一层防护层，以防止金属的氧化腐蚀。
电镀防护常用的方法有阳极氧化、阳极电泳、阳极保护等。
常见的电镀材料有铬、镍、锌等。
以阳极氧化为例，阳极氧化是利用阳极溶液和金属材料的接触反应，使金属表面形成一层氧化膜。
氧化膜具有一定的抗腐蚀和耐磨性能，可以保护金属不受到环境中的腐蚀物质侵蚀。
3.气体保护气体保护是指利用气体环境来保护金属制品不受到氧化腐蚀等损害的防护方式。
通常是在气体环境中加入一定的防护气体，形成一层气体保护层。
常见的气体保护方法有氨气气体保护、惰性气体保护等。
以氨气气体保护为例，氨气气体保护是在金属制品表面形成一层氨气气体保护层，防止金属受到氧化腐蚀。
氨气具有一定的氧化性，可以与金属表面的氧化物反应生成金属的氮化物，从而形成一层保护膜。
二、化学防护化学防护是通过添加一种或多种化学物质来保护金属制品不受到氧化腐蚀等损害的防护方式。
常见的化学防护方法有涂层防护、溶液防护和涂漆防护。
1.涂层防护涂层防护是在金属表面涂覆一层具有良好防腐性能的涂层，以防止金属的氧化腐蚀。
高中化学主题4认识生活中的材料4.4金属制品的防护课件鲁科版选修1
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预习交流3 合金有什么特点? 答案:特点是:合金比它的成分金属具有更多良好的物理、化学
或机械等方面的性能。一般地说,合金的熔点比它的各成分金属的 熔点都低。
问题导学 即时检测 一 二 三
一、金属的腐蚀 活动与探究 市场上出售的“热敷袋”其主要成分为铁屑、炭粉、木屑和少量
氯化钠、水等。“热敷袋”启用之前用塑料袋使其与空气隔绝,启用 时打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量,使用完后,会发现有大量铁 锈存在,请回答下列问题:
迁移与应用 如图,烧杯中试管内有一枚铁钉,放置数天观察:
(1)铁钉在逐渐生锈,则铁钉的腐蚀属于
(2)若试管内液面上升,则原溶液呈
电极反应:负极
;正极
(3)若试管内液面下降,则原溶液呈
极
,正极
腐蚀。
,发生
腐蚀,
。
性,电极反应:负
。
问题导学 即时检测 一 二 三
解析:根据原电池的构成条件可知铁钉的腐蚀属于电化学腐蚀, 试管内液面上升,说明试管内压强减小,试管内气体被吸收所致,是 铁钉吸氧腐蚀的结果,据此写出电极反应;试管内液面下降,说明试 管内气体压强变大,试管内产生了新气体所致,是铁钉析氢腐蚀的 结果,据此写出电极反应。
问题导学 即时检测 一 二 三
4.电镀 (1)定义:应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合 金的过程。 (2)电镀的目的:使金属增强抗腐蚀能力,增加美观和表面硬度。 (3)电镀的条件:待镀的金属制品作阴极,镀层金属作阳极,用含有 镀层金属离子的溶液作电镀液。即阳极材料、电解质溶液中的放 电阳离子、镀层金属都必须是同一种金属元素。 注意:(1)电镀池中,电解质溶液浓度不发生变化; (2)经过特殊处理,可以在有机材料表面镀上一层金属。 5.烤蓝 “烤蓝”,又称“发蓝”,是一种常用的铁器表面处理方法。它可以使 铁器表面生成一层致密的Fe3O4薄膜,增强铁器件的抗腐蚀能力。
金属防护的四种方法
金属防护的四种方法金属防护是指对金属材料进行保护，以延长其使用寿命、防止腐蚀和损坏的一系列方法。
下面将介绍四种常见的金属防护方法。
一、涂层防护涂层防护是一种常见的金属防护方法，通过在金属表面涂覆一层具有防腐蚀性能的涂料或油漆，形成一个保护层，起到防止金属与外界氧气、水分等物质接触的作用。
涂层材料可以选择根据具体需求，如防腐蚀涂料、耐高温涂料等。
涂层防护方法简单易行，成本较低，但需要定期检查和维护。
二、电镀防护电镀防护是一种通过电解沉积金属离子形成金属层的方法，常用的电镀金属包括镀锌、镀铬、镀镍等。
电镀层能够有效防止金属材料与空气、水分等物质接触，起到防腐蚀的作用。
电镀防护方法具有良好的装饰效果和防腐蚀性能，但是需要注意电镀层的厚度和均匀性，以及电镀过程中的环境保护问题。
三、热浸镀防护热浸镀防护是一种将金属材料浸入熔融的金属溶液中，使金属表面形成一层均匀、致密的金属涂层的方法。
常见的热浸镀金属包括热浸锌、热浸铝等。
热浸镀层能够有效防止金属材料与外界氧气、水分等物质接触，起到防腐蚀的作用。
热浸镀防护方法具有较好的耐腐蚀性能和附着力，但需要注意熔融金属溶液的温度和浸泡时间，以及热浸镀层的均匀性。
四、阳极保护阳极保护是一种通过在金属表面形成一层保护膜，使金属表面成为阳极，从而防止金属腐蚀的方法。
阳极保护常用的方法包括阴极保护、阴极保护涂层等。
阳极保护方法适用于金属结构较大、无法进行其他防护方法的场合，如船舶、桥梁等。
阳极保护方法具有较好的防腐蚀性能，但需要注意阳极保护系统的设计和维护。
涂层防护、电镀防护、热浸镀防护和阳极保护是常见的金属防护方法。
不同的防护方法适用于不同的场合和需求，可以根据具体情况选择合适的金属防护方法，以保护金属材料，延长其使用寿命。
同时，进行金属防护时需要注意防护层的质量和维护工作，以确保防护效果的持久性和可靠性。
金属防护_模板参考
2.在金属表 面覆盖保护 层
在金属表面覆盖保护 层：喷油漆，涂油纸 ，表面钝化、电镀等
给金属穿-防弹衣
• 金属防护
• 金属防护
通过化学反应在铁制 品表面生成一层致密 的氧化物薄膜，如， 烤蓝
所谓烤蓝是钢铁零件 表面处理的一种防腐 蚀工艺，其原理就是 在钢铁表面生成一定 厚度或强度的致密的 氧化层，成分主要是 ，四氧化三铁
通电后强制电子流向被保护的钢 铁设施，使钢铁表面的腐蚀电流 降至零或接近等于零。在这个系 统中，钢铁设备被迫成为阴极而 受到保护
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1 金属防护 2 1.改变金属材料的组成 3 2.在金属表面覆盖保护层 4 3.电化学保护法
• 金属防护
金属防护
1.目的：防止金属被氧化 2.依据：依据金属腐蚀的化学反应原理和腐蚀类型来确定金属防护的方法
• 金属防护
引入
• 金属防护
1.改变金属材料的组成
在金属中添加其他金属或非金属制成性能优 异的合金 例如：在钢铁中加入一定比例的铬和镍，改 变钢铁内部的组成和结构，可以极大程度的 提高钢铁抗腐蚀性能，这就是常见的"不锈 钢"合金
• 金属防护
3.电化学保护法
金属在发生电化学腐 蚀时，总是作为原电 池负极(阳极)的金属 被腐蚀。作为正极( 阴极)的金属不被腐 蚀。如果能使被保护 的金属成为阴极，那 么该金属就不易被腐 蚀
• 金属防护
• 金属防护
一，牺牲阳极的阴极保护法 形成原电池反应时， 让被保护的金属做正 极，不反应，起到保 护作用。而活泼金属 做负极，参加反应腐 蚀，这种保护方法牺 牲了阳极(原电池负 极)，保护了阴极(原 电池的正极)
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A、金属的电化学腐蚀比化学腐蚀普遍 B、钢铁在干燥空气里不易腐蚀 C、用铝质铆钉来接铁板，铁板反而易被腐蚀 D、金属被腐蚀的本质是M-ne- =Mn+而被损耗
二、金属的防护方法
交流.研讨 自行车在月球会不会生锈？深圳和 敦煌哪个地区的钢铁容易生锈些？谈谈自行车的 防护措施，哪 些方法可以防 止金属的腐蚀？ （从内因、外因 两个方面的因素 来考虑）
3、下列防腐措施中，属于电化学保护法的是（C ）
A、用氧化剂使金属表面生成一层致密稳定的氧化 物保护膜
B、在金属中加入一些铬或镍支撑金属或合金 C、在轮船的船壳水线以下部分装上一锌锭 D、金属表面喷漆
原电池反应原理
氧化反应 ZnБайду номын сангаасZn-2e=Zn2 +
Cu 还原反应 2H++2e=H2↑
Zn2+
e－ e－ SO42-
H+ H H H+
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小 结 金属防护的方法 (1)改变金属的内部结构——不锈钢 (2)在金属表面覆盖保护层 如：喷漆、涂油、电镀 (3)电化学保护法
被保护金属应作原电池的正极
电化学保护法： 利用电化学原理来减少金属腐蚀的方法。
交流.研讨 在轮船水面以下的船体上常要焊上 锌块或铝块。结合金属腐蚀的条件和轮船本身 的材料及所处环境，分析这样做的原因。
② 电极反应 负极：Ｆｅ－２ｅ－ = Ｆｅ２＋ 正极：２Ｈ＋＋２ｅ－ =Ｈ２
③ 总反应式 Ｆｅ＋２Ｈ＋＝Ｆｅ２＋＋Ｈ２
析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
电解质 溶液 负极 反应 正极 反应 电池
总反应
较强的酸性
弱酸性、中性或碱性
Fe － 2e － = Fe2+
2Fe － 4e － = 2Fe2+
鲁科版《化学与生活》 课题4 金属制品的防护
金属材料—— 现代物质文明的基础
虎门大桥
国家大剧院
锈蚀的轮船
锈 蚀 的 楼 梯
链接
锈 蚀 的 大 桥 锈蚀的闸门
一、金属为什么易被腐蚀
金属腐蚀：游离态的金属单质被氧化成化合 态的金属氧化物或其他化合物的过程。 金属腐蚀的实质： M – n e- = M n+
金属腐蚀的分类：化学腐蚀 电化学腐蚀
问 题 阅读教材，举例说明什么是化学 腐蚀？什么是电化学腐蚀？
1、化学腐蚀
金属与氧化剂直接接触而被腐蚀 的过程。
2、电化学腐蚀
金属在有电解质溶液存在的情况 下通过原电池反应发生的腐蚀。
【基础回顾】铜-锌原电池实验原理
Zn（-）：Zn – 2e- = Zn2+ （氧化反应） Cu（+）：2H+ + 2e- = H2 （还原反应）
金属腐蚀的本质：金属原子 失e－
金属阳离子
氧化反应
金属腐蚀的类型
化学腐蚀
电化学腐蚀
（常见普遍）
析氢腐蚀 吸氧腐蚀
课堂练习
2．埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种情况下
被腐蚀速率最慢的是
(C )
A．在潮湿疏松的土壤中；
B．在含铁元素较多的酸性土壤中；
C．在干燥致密不透气的土壤中；
D．在含碳较多的潮湿透气的中性土壤中
用比铁活泼的金属与铁相连 构成原电池来保护铁
——①牺牲阳极的阴极保护 法
船底焊上锌块防 止铁船被腐蚀
② 外加电流的阴极保护法 阴极（接电源负极）：被保护金属 阳极（接电源正极） ：不溶性电极 接通直流电源
思考题 轮船在海水中航行比在河 水中行驶易腐蚀，为什么？
【概括整合】
金属腐蚀：是指金属表面与周围的物质发生化学反应或 因电化学作用而遭到破坏的过程。
2H+ + 2e－ = H2↑ O2 + 2H2O + 4e-= 4OH－
Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑
2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2
交流.研讨 铁锅用完后要刷洗干净并保持干 燥。如果炒完菜之后不刷锅，残留的菜汤会对 铁锅产生什么影响？
答案：形成原电池，发生电化学腐蚀，铁锅生锈 课堂练习
3、钢铁的腐蚀 吸氧腐蚀 析氢腐蚀
分析：运用原电池原理分析钢铁腐蚀
弱酸性、中性或碱性
（1）钢铁的吸氧腐蚀： Fe（-） 2Fe – 4e- = 2Fe2+ C（+） 2H2O + O2 + 4e- = 4OH电池反应： 进一步氧化
链接
（2）钢铁的析氢腐蚀
① 条件：在酸雨较严重的地区或酸性 较强的环境中。
思考 铜锌原电池可被看作锌被腐蚀的过 程，属于哪类腐蚀？
答案：电化学腐蚀
小结 化学腐蚀与电化学腐蚀的联系与区别
化学腐蚀
电化学腐蚀
金属接触到氧化性 不纯的金属或合金
条件
物质如O2、Cl2等 接触到电解质溶液
特征 无电流产生
有电流产生
本质
金属失去电子被氧化
较活泼的金属失去 电子被氧化
联系 两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍