化學第6章 化學反應與能量 電化學 第3課時 電解池 金屬的腐蝕與防護 新人教版
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1、化學人人 教教 版版第六章化學反應與能量電化學第六章化學反應與能量電化學必考內容第三課時電解池金屬的腐蝕與防護第三課時電解池金屬的腐蝕與防護考考 綱綱 解解 讀讀考綱要求考綱要求命題趨勢命題趨勢1.了解電解池的工作原了解電解池的工作原理,能寫出電極反應理,能寫出電極反應和電池反應方程式。和電池反應方程式。2.理解金屬發(fā)生電化學理解金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因、金屬腐腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害,防止金屬蝕的危害,防止金屬腐蝕的措施。腐蝕的措施。預計預計2018年高考中,本部分主要考查內容有:年高考中,本部分主要考查內容有:(1)電解池的工作原理,如電解池陽、陰極的判斷,電解池的工作原理,如電解池陽、
2、陰極的判斷,電極反應式的書寫及溶液電極反應式的書寫及溶液pH的變化等;的變化等;(2)電解規(guī)律電解規(guī)律及其應用,如氯堿工業(yè)、粗銅的精煉、電鍍等;及其應用,如氯堿工業(yè)、粗銅的精煉、電鍍等;(3)金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因和防止金屬腐蝕的措金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因和防止金屬腐蝕的措施。題型有選擇題、填空題。復習備考時,應注重施。題型有選擇題、填空題。復習備考時,應注重電解原理的實質,從氧化還原反應的角度認識電化電解原理的實質,從氧化還原反應的角度認識電化學;注重與元素及其化合物、有機化學、電解質溶學;注重與元素及其化合物、有機化學、電解質溶液、化學實驗設計、新能源等知識的聯(lián)系。液、化學實驗設計、新能
3、源等知識的聯(lián)系。1 1考點一考點一2 2考點二考點二3 3考點三考點三5 5復 習 練 案復 習 練 案4 4考點四考點四1電解電解(1)定義:使電流通過電解質溶液定義:使電流通過電解質溶液(或熔融的電解質或熔融的電解質)而在陰、陽兩極引起而在陰、陽兩極引起_的過程。在此過程中,的過程。在此過程中,_能轉化為能轉化為_能。能。(2)特點:特點:電解是不可逆的;電解是不可逆的;電解質導電一定發(fā)生電解質導電一定發(fā)生_變化。變化??键c一電解原理考點一電解原理氧化還原反應氧化還原反應 電電 化學化學 化學化學 2. 電解池電解池(1)概念:電解池是概念:電解池是_的裝置。的裝置。(2)電解池的構成條件
4、電解池的構成條件有與有與_相連的兩個電極。相連的兩個電極。兩個電極插入兩個電極插入_(或或_)中。中。形成形成_。把電能轉化為化學能把電能轉化為化學能 電源電源 電解質溶液電解質溶液 熔融電解質熔融電解質 閉合回路閉合回路 (3)電極名稱及電極反應式電極名稱及電極反應式以用惰性電極電解以用惰性電極電解CuCl2溶液為例:溶液為例:總反應方程式:總反應方程式:_。(4)電解池中電子和離子的移動方向電解池中電子和離子的移動方向電子:從電源電子:從電源_流出后,流向電解池流出后,流向電解池_;從電解池的;從電解池的_流流向電源的向電源的_。離子:陽離子移向電解池的離子:陽離子移向電解池的_,陰離子移
5、向電解池的,陰離子移向電解池的_。負極負極 陰極陰極 陽極陽極 正極正極 陰極陰極 陽極陽極 3電解產物的判斷及有關反應式的書寫電解產物的判斷及有關反應式的書寫(1)判斷電解池的陰、陽極判斷電解池的陰、陽極(2)分析電解質水溶液的組成分析電解質水溶液的組成找全離子并分陰、陽兩組找全離子并分陰、陽兩組(不要忘記水溶液中的不要忘記水溶液中的_)。H和和OH (3)排出陰、陽兩極的放電順序排出陰、陽兩極的放電順序(4)分析電極反應,判斷電極產物,寫出電極反應式,要注意遵循原子守分析電極反應,判斷電極產物,寫出電極反應式,要注意遵循原子守恒、電荷守恒和電子轉移守恒。恒、電荷守恒和電子轉移守恒。(5)寫
6、出電解總反應式寫出電解總反應式在兩極轉移電子數目相同的前提下,兩極反應相加即可得總反應的化學方在兩極轉移電子數目相同的前提下,兩極反應相加即可得總反應的化學方程式或離子方程式。程式或離子方程式。 4. 電解規(guī)律電解規(guī)律(1)電解水型電解水型電解質電解質(水水溶液溶液)電極方程式電極方程式被電被電解的解的物質物質總化學方總化學方程式程式電解質電解質濃度濃度溶液溶液pH復原復原含氧酸含氧酸(如如H2SO4)陽極:陽極:_ _陰極:陰極:_強堿強堿(如如NaOH)陽極:陽極:_ _陰極:陰極:_ _ 4OH4e=2H2OO2 4H4e=2H2 H2O 增大增大 減小減小 加加H2O 4OH4e=2H
7、2OO2 4H4e=2H2 H2O 增大增大 增大增大 加加H2O 電解質電解質(水溶液水溶液)電極方程式電極方程式被電被電解的解的物質物質總化學總化學方程式方程式電解質電解質濃度濃度溶液溶液pH復原復原活潑金屬的活潑金屬的含氧酸鹽含氧酸鹽(如如KNO3,Na2CO3)陽極:陽極:_ _陰極:陰極:_H2O 4OH4e=2H2OO2 4H4e =2H2 H2O 增大增大 不變不變 (2)電解電解質型電解電解質型電解質電解質(水溶液水溶液)電極方程式電極方程式被電解被電解的物質的物質總反應式總反應式電解質電解質濃度濃度溶液溶液pH復原復原無氧酸無氧酸(如如HCl)除除HF外外陽極:陽極:_ _陰
8、極:陰極:_ _不活潑金屬不活潑金屬的無氧酸鹽的無氧酸鹽(如如CuCl2)除氟化物外除氟化物外陽極:陽極:_ _陰極:陰極:_ _ 2Cl2e=Cl2 2H2e=H2 HCl 減小減小 增大增大 通入通入HCl氣體氣體 2Cl2e=Cl2 Cu22e=Cu CuCl2 減小減小 加加CuCl2 (3)放放H2生堿型生堿型電解質電解質(水溶液水溶液)電極方程式電極方程式被電解被電解的物質的物質總反應式總反應式電解電解質濃質濃度度溶液溶液pH復原復原活潑金屬的活潑金屬的無氧酸鹽無氧酸鹽(如如NaCl)陽極:陽極:_ _陰極:陰極:_生成生成新電新電解質解質_ 2Cl2e =Cl2 2H2e=H2
9、NaCl和和H2O 增大增大 通入通入HCl氣體氣體 (4)放放O2生酸型生酸型電解質電解質(水溶液水溶液)電極方程式電極方程式被電被電解的解的物質物質總反應式總反應式電解質電解質濃度濃度溶液溶液pH復原復原不活不活潑金潑金屬的屬的含氧含氧酸鹽酸鹽CuSO4陽極:陽極:_ _陰極:陰極:_生成新生成新電解質電解質_AgNO3陽極:陽極:_陰極:陰極:_ _生成新生成新電解質電解質_ 4OH4e=2H2OO2 2Cu24e=2Cu CuSO4和和H2O 減小減小 加加CuO或或 加加CuCO3 4OH4e=2H2OO2 4Ag4e=4Ag AgNO3和和H2O 加加Ag2O或或加加Ag2CO3
10、減小減小 用石墨電極完成下列電解實驗。用石墨電極完成下列電解實驗。B Cl2、O2 2Cl2e=Cl2、4OH4e=2H2OO2 Cu、H2 Cu22e=Cu、2H2e=H2 分析電解過程的思維程序分析電解過程的思維程序(1)首先判斷陰、陽極,分析陽極材料是惰性電極還是活潑電極。首先判斷陰、陽極,分析陽極材料是惰性電極還是活潑電極。(2)再分析電解質水溶液的組成,找全離子并分陰、陽兩組再分析電解質水溶液的組成,找全離子并分陰、陽兩組(不要忘記水溶液不要忘記水溶液中的中的H和和OH)。(3)然后排出陰、陽兩極的放電順序。然后排出陰、陽兩極的放電順序。方法技巧方法技巧 注意:注意:陰極不管是什么材
11、料,電極本身都不反應,一定是溶液陰極不管是什么材料,電極本身都不反應,一定是溶液(或熔融電或熔融電解質解質)中的陽離子放電。中的陽離子放電。最常用、最重要的放電順序是陽極:最常用、最重要的放電順序是陽極:ClOH;陰;陰極:極:AgCu2H。電解水溶液時,電解水溶液時,K、Ca2、Na、Mg2、Al3不可能不可能在陰極放電,即不可能用電解水溶液的方法得到在陰極放電,即不可能用電解水溶液的方法得到KAl等金屬。等金屬。(4)分析電極反應,判斷電極產物,寫出電極反應式,要注意遵循原子守恒分析電極反應,判斷電極產物,寫出電極反應式,要注意遵循原子守恒和電荷守恒。和電荷守恒。(5)最后寫出電解反應的總
12、化學方程式或離子方程式。最后寫出電解反應的總化學方程式或離子方程式。 解析解析 將氯化鋁溶液蒸干灼燒得到將氯化鋁溶液蒸干灼燒得到Al2O3,電解熔融的,電解熔融的Al2O3,陽極為,陽極為O2放電,陽極產物為氧氣;陰極為放電,陽極產物為氧氣;陰極為Al3放電,陰極產物為鋁。放電,陰極產物為鋁。B D A (1)若陰極為若陰極為H放電,則陰極區(qū)放電,則陰極區(qū)c(OH)增大,增大,pH增大;若陽極為增大;若陽極為OH放放電,則陽極區(qū)電,則陽極區(qū)c(H)增大,增大,pH減小;若陰極、陽極同時有減?。蝗絷帢O、陽極同時有H、OH放電,相當放電,相當于電解水,電解質溶液濃度增大。于電解水,電解質溶液濃度增
13、大。(2)用惰性電極電解電解質溶液時,若要使電解后的溶液恢復到原狀態(tài),應用惰性電極電解電解質溶液時,若要使電解后的溶液恢復到原狀態(tài),應遵循遵循“缺什么加什么,缺多少加多少缺什么加什么,缺多少加多少”的原則,一般加入陰極產物與陽極產物的原則,一般加入陰極產物與陽極產物的化合物。的化合物。(3)電解過程中產生的電解過程中產生的H或或OH,其物質的量等于轉移電子的物質的量。,其物質的量等于轉移電子的物質的量。總結提升總結提升C Fe2e=Fe3 2H2e=H2 2Al6e3H2O=Al2O36H 6H6e=3H2 1電極反應式的書寫電極反應式的書寫(1)書寫電解池中電極反應式時,要以實際放電的離子表
14、示,但書寫總電解書寫電解池中電極反應式時,要以實際放電的離子表示,但書寫總電解反應方程式時,弱電解質要寫成分子式。反應方程式時,弱電解質要寫成分子式。(2)陰極不管是什么材料,電極本身都不反應,一定是溶液陰極不管是什么材料,電極本身都不反應,一定是溶液(或熔融電解質或熔融電解質)中的陽離子放電。中的陽離子放電。(3)要確保兩極電子轉移數目相同,且注明條件要確保兩極電子轉移數目相同,且注明條件“通電通電”。(4)電解水溶液時,應注意放電順序中電解水溶液時,應注意放電順序中H、OH之后的離子一般不參與放之后的離子一般不參與放電。即不可能用電解水溶液的方法得到電。即不可能用電解水溶液的方法得到K、C
15、a、Na、Mg、Al等金屬。等金屬??偨Y提升總結提升1氯堿工業(yè)氯堿工業(yè)電解飽和食鹽水電解飽和食鹽水(1)概念:用電解飽和概念:用電解飽和NaCl溶液的方法來溶液的方法來制取制取_、_和和_,并以它們?yōu)樵?,并以它們?yōu)樵仙?產 一 系 列 化 工 產 品 的 工 業(yè) , 稱 為生 產 一 系 列 化 工 產 品 的 工 業(yè) , 稱 為_??键c二電解原理的應用考點二電解原理的應用NaOH H2 Cl2 氯堿工業(yè)氯堿工業(yè) (2)電極反應電極反應陽極:陽極:_(反應類型:反應類型:_)陰極:陰極:_(反應類型:反應類型:_)總反應方程式:總反應方程式:_離子方程式:離子方程式:_(3)陽離子交換膜的
16、作用:陽離子交換膜的作用:_ _。2Cl2e=Cl2 氧化反應氧化反應 2H2e=H2 還原反應還原反應 陽離子交換膜只允許陽離子交換膜只允許Na通過,阻止通過,阻止Cl2、H2、OH通過,這樣既能防止陰極產生的通過,這樣既能防止陰極產生的H2和陽極產生的和陽極產生的Cl2相混合而引起爆相混合而引起爆炸,又能避免炸,又能避免Cl2和和NaOH溶液作用生成溶液作用生成NaClO而影響燒堿的質量而影響燒堿的質量 2. 電鍍和電解精煉銅電鍍和電解精煉銅電鍍電鍍電解精煉銅電解精煉銅概念概念電鍍是應用電解原理在某些金屬表面電鍍是應用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的方法鍍上一薄層其他金屬或
17、合金的方法運用電解的方法將粗運用電解的方法將粗銅提煉為純銅銅提煉為純銅主要主要目的目的使金屬增強抗腐蝕能力、增大表面硬使金屬增強抗腐蝕能力、增大表面硬度等度等將粗銅提煉為純銅將粗銅提煉為純銅鍍層鍍層 粗銅粗銅 待鍍待鍍 純銅純銅 鍍層鍍層 電鍍電鍍電解精煉銅電解精煉銅電極反電極反應應(以鐵以鐵上鍍銅上鍍銅為例為例)陽極陽極 _Zn2e=Zn2比銅活潑的金屬雜質以比銅活潑的金屬雜質以_形式殘形式殘留在溶液中留在溶液中Cu2e=Cu2比銅不活比銅不活潑的金屬雜質形成潑的金屬雜質形成_陰極陰極 _電解質溶液的電解質溶液的濃度變化濃度變化CuSO4溶液的濃度溶液的濃度_CuSO4溶液的濃度溶液的濃度_
18、 Cu2e=Cu2 陽離子陽離子 陽極泥陽極泥 Cu22e=Cu Cu22e=Cu 基本不變基本不變 減小減小 3. 冶煉金屬冶煉金屬(1)原理:利用電解原理使礦石中的金屬離子獲得電子,從它們的化合物中原理:利用電解原理使礦石中的金屬離子獲得電子,從它們的化合物中還原出來。還原出來。(2)適用范圍:制取活潑金屬單質,如電解適用范圍:制取活潑金屬單質,如電解NaCl、MgCl2、Al2O3制取制取Na、Mg、Al,化學方程式分別為:,化學方程式分別為:_,_,_。 A 答案答案 陽極產物陽極產物Cl2可以用淀粉可以用淀粉KI試紙檢驗,陰極產物試紙檢驗,陰極產物H2可以通過點燃可以通過點燃檢驗,檢
19、驗,NaOH可以用酚酞試劑檢驗??梢杂梅犹噭z驗。 答案答案 粗銅中往往含有鋅、鐵、鎳、銀、金等多種金屬雜質,當含雜質粗銅中往往含有鋅、鐵、鎳、銀、金等多種金屬雜質,當含雜質的銅在陽極不斷溶解時,金屬活動性位于銅之前的金屬雜質,如的銅在陽極不斷溶解時,金屬活動性位于銅之前的金屬雜質,如Zn、Fe、Ni等等也會同時失去電子,但是它們的陽離子比銅離子難以還原,所以它們并不能在也會同時失去電子,但是它們的陽離子比銅離子難以還原,所以它們并不能在陰極析出,而只能以離子的形式留在電解液里。金屬活動性位于銅之后的銀、陰極析出,而只能以離子的形式留在電解液里。金屬活動性位于銅之后的銀、金等雜質,因為失去電
20、子的能力比銅弱,難以在陽極失去電子變成陽離子而溶金等雜質,因為失去電子的能力比銅弱,難以在陽極失去電子變成陽離子而溶解,所以當陽極的銅等失去電子變成陽離子溶解之后,它們以金屬單質的形式解,所以當陽極的銅等失去電子變成陽離子溶解之后,它們以金屬單質的形式沉積在電解槽底部,形成陽極泥。沉積在電解槽底部,形成陽極泥。(1)電解或電鍍時,電極質量減少的電極必為金屬電極電解或電鍍時,電極質量減少的電極必為金屬電極陽極;電極質量增陽極;電極質量增加的電極必為陰極,即溶液中的金屬陽離子得電子變成金屬吸附在陰極上。加的電極必為陰極,即溶液中的金屬陽離子得電子變成金屬吸附在陰極上。(2)電解精煉銅,粗銅中含有的
21、電解精煉銅,粗銅中含有的Zn、Fe、Ni等活潑金屬失去電子,變成金屬等活潑金屬失去電子,變成金屬陽離子進入溶液,其活潑性小于銅的雜質以陽極泥的形式沉積。電解過程中電陽離子進入溶液,其活潑性小于銅的雜質以陽極泥的形式沉積。電解過程中電解質溶液中的解質溶液中的Cu2濃度會逐漸減小。濃度會逐漸減小。(3)電鍍時,陽極電鍍時,陽極(鍍層金屬鍍層金屬)失去電子的數目跟陰極鍍層金屬離子得到電子失去電子的數目跟陰極鍍層金屬離子得到電子的數目相等,因此電鍍液的濃度保持不變。的數目相等,因此電鍍液的濃度保持不變。方法技巧方法技巧 解析解析 B項,應該用氯化銅或硫酸銅溶液作電鍍液,不正確;項,應該用氯化銅或硫酸銅
22、溶液作電鍍液,不正確;C項,電解項,電解氯化鈉溶液制備氫氣和氯氣時,應該用惰性電極作陽極,不能用鐵作陽極,不氯化鈉溶液制備氫氣和氯氣時,應該用惰性電極作陽極,不能用鐵作陽極,不正確;正確;D項,電解精煉銅時,在陰極只析出銅,不會析出鐵,不正確。項,電解精煉銅時,在陰極只析出銅,不會析出鐵,不正確。A C D 1計算類型計算類型原電池和電解池的計算主要包括以下幾個方面:原電池和電解池的計算主要包括以下幾個方面:(1)根據直流電源提供的電量求產物的量根據直流電源提供的電量求產物的量(析出固體的質量、產生氣體的體積析出固體的質量、產生氣體的體積等等);(2)溶液溶液pH的計算;的計算;(3)相對原子
23、質量和阿伏加德羅常數的計算;相對原子質量和阿伏加德羅常數的計算;(4)產物的量與電荷量關系的計算。產物的量與電荷量關系的計算。考點三電化學的有關計算考點三電化學的有關計算2. 解題方法解題方法(1)根據得失電子守恒法計算根據得失電子守恒法計算用于串聯(lián)電路中陰陽兩極產物、正負兩極產物、相同電量等類型的計算,用于串聯(lián)電路中陰陽兩極產物、正負兩極產物、相同電量等類型的計算,其依據是電路中轉移的電子數相等。其依據是電路中轉移的電子數相等。(2)根據總反應式計算根據總反應式計算先寫出電極反應式,再寫出總反應式,最后根據總反應式列出比例式計先寫出電極反應式,再寫出總反應式,最后根據總反應式列出比例式計算。
24、算。(3)根據關系式計算根據關系式計算借得失電子守恒關系建立已知量與未知量之間的橋梁,建立計算所需的關借得失電子守恒關系建立已知量與未知量之間的橋梁,建立計算所需的關系式。串聯(lián)電路中各電極得失電子數相等,即電路中通過的電量系式。串聯(lián)電路中各電極得失電子數相等,即電路中通過的電量(電子總數電子總數)相相等。等。如以通過如以通過4 mol e為橋梁可構建如下關系式:為橋梁可構建如下關系式:(1)a為電源的為電源的_(填填“正正”或或“負負”)極,極,C池是池是_池。池。A池陽極的電池陽極的電極反應為極反應為_,C池陰極的電極反應為池陰極的電極反應為_。(2)如果如果B池中共收集到池中共收集到224
25、 mL氣體氣體(標準狀況標準狀況)且溶液體積為且溶液體積為200 mL(設電解設電解過 程 中 溶 液 體 積 不 變過 程 中 溶 液 體 積 不 變 ) , 則 通 電 前 溶 液 中, 則 通 電 前 溶 液 中 C u2 的 物 質 的 量 濃 度 為的 物 質 的 量 濃 度 為_。(3)如果如果A池溶液是池溶液是200 mL足量的食鹽水足量的食鹽水(電解過程溶液體積不變電解過程溶液體積不變),則通電,則通電后,溶液的后,溶液的pH為為_。(常溫下常溫下)。負負 電解電解 2Cl2e=Cl2 Age=Ag 0.025 molL1 13 A 電解前后電解質溶液酸堿性變化可概括為電解前后
26、電解質溶液酸堿性變化可概括為“有氫無氧增堿性,有氧無氫增有氫無氧增堿性,有氧無氫增酸性;有氫有氧增原性,無氫無氧減原性酸性;有氫有氧增原性,無氫無氧減原性”。即。即(1)電極區(qū)域:電極區(qū)域:陰極陰極H放電產放電產生生H2,陰極區(qū),陰極區(qū)pH變大;變大;陽極陽極OH放電產生放電產生O2,陽極區(qū),陽極區(qū)pH變小。變小。(2)電解質溶電解質溶液:液:電解過程中,既產生電解過程中,既產生H2,又產生,又產生O2,實質是電解水,溶液濃度增大,因,實質是電解水,溶液濃度增大,因而原溶液呈酸性的而原溶液呈酸性的pH變小,原溶液呈堿性的變小,原溶液呈堿性的pH變大,原溶液呈中性的變大,原溶液呈中性的pH不不變
27、。變。電解過程中,無電解過程中,無H2和和O2產生,產生,pH幾乎不變。幾乎不變。電解過程中,只產生電解過程中,只產生H2,溶液中溶液中OH濃度增大,濃度增大,pH變大。變大。電解過程中,只產生電解過程中,只產生O2,溶液中,溶液中H濃度增濃度增大,大,pH變小。變小。方法技巧方法技巧 B (1)M為電源的為電源的_極極(填填“正正”或或“負負”),甲、乙兩個燒杯中的電解質分,甲、乙兩個燒杯中的電解質分別為別為_、_(填寫化學式填寫化學式)。(2)計算電極計算電極f上生成氣體的物質的量為上生成氣體的物質的量為_mol。(3)寫出乙燒杯中的電解反應方程式:寫出乙燒杯中的電解反應方程式:_ _。(
28、4)常溫下若電解后甲溶液的體積為常溫下若電解后甲溶液的體積為10 L,則該溶液的,則該溶液的pH為為_。負負 NaCl AgNO3 0.025 4AgO24HNO3 12 1金屬腐蝕的本質金屬腐蝕的本質金屬原子金屬原子_變?yōu)樽優(yōu)開,金屬發(fā)生氧化反應。,金屬發(fā)生氧化反應??键c四金屬的腐蝕與防護考點四金屬的腐蝕與防護失去電子失去電子 金屬陽離子金屬陽離子 2. 金屬腐蝕的類型金屬腐蝕的類型(1)化學腐蝕與電化學腐蝕化學腐蝕與電化學腐蝕類型類型化學腐蝕化學腐蝕電化學腐蝕電化學腐蝕條件條件金屬跟金屬跟_接接觸觸不純金屬或合金跟不純金屬或合金跟_接觸接觸現象現象 _電流產生電流產生_電流產生電流產生本質
29、本質 金屬被金屬被_較活潑金屬被較活潑金屬被_聯(lián)系聯(lián)系 兩者往往同時發(fā)生,兩者往往同時發(fā)生,_腐蝕更普遍腐蝕更普遍非金屬單質直接非金屬單質直接 電解質溶液電解質溶液 無無 有微弱有微弱 氧化氧化 氧化氧化 電化學電化學 (2)析氫腐蝕與吸氧腐蝕析氫腐蝕與吸氧腐蝕以鋼鐵的腐蝕為例進行分析:以鋼鐵的腐蝕為例進行分析:類型類型析氫腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕吸氧腐蝕條件條件_電極電極反應反應負極負極_正極正極_總反應式總反應式_ _聯(lián)系聯(lián)系_更普遍更普遍 水膜酸性較強水膜酸性較強(pH4.3) 水膜酸性很弱或呈中性水膜酸性很弱或呈中性 Fe2e=Fe2 2H2e=H2 O22H2O4e=4OH Fe2H=F
30、e2H2 2FeO22H2O=2Fe(OH)2 吸氧腐蝕吸氧腐蝕 3. 金屬的防護金屬的防護(1)電化學防護電化學防護犧牲陽極的陰極保護法犧牲陽極的陰極保護法_原理原理a_:比被保護金屬活潑的金屬;:比被保護金屬活潑的金屬;b_:被保護的金屬設備。:被保護的金屬設備。外加電流的陰極保護法外加電流的陰極保護法_原理原理a_:被保護的金屬設備;:被保護的金屬設備;b_:惰性金屬。:惰性金屬。(2)改變金屬的內部結構,如制成合金、不銹鋼等。改變金屬的內部結構,如制成合金、不銹鋼等。(3)加防護層,如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表面鈍化等方加防護層,如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表
31、面鈍化等方法。法。原電池原電池 負極負極 正極正極 電解電解 陰極陰極 陽極陽極 (6)生鐵浸泡在食鹽水中發(fā)生析氫腐蝕。生鐵浸泡在食鹽水中發(fā)生析氫腐蝕。()(7)當鍍錫鐵制品的鍍層破損時,鍍層仍能對鐵制品起保護作用。當鍍錫鐵制品的鍍層破損時,鍍層仍能對鐵制品起保護作用。()(8)犧牲陽極的陰極保護法是利用電解原理防止腐蝕。犧牲陽極的陰極保護法是利用電解原理防止腐蝕。()(9)將水庫中的水閘將水庫中的水閘(鋼板鋼板)與外加直流電源的負極相連,正極連接到一塊廢與外加直流電源的負極相連,正極連接到一塊廢鐵上可防止水閘被腐蝕。鐵上可防止水閘被腐蝕。()(10)將鋼閘門與浸入海水的鋅塊用導線相連,可防止
32、鋼閘門被腐蝕。將鋼閘門與浸入海水的鋅塊用導線相連,可防止鋼閘門被腐蝕。() 影響金屬腐蝕的因素包括金屬本身的性質和外界環(huán)境兩個方面。就金屬本影響金屬腐蝕的因素包括金屬本身的性質和外界環(huán)境兩個方面。就金屬本身的性質來說,金屬越活潑,就越容易失去電子而被腐蝕。外界環(huán)境對金屬腐身的性質來說,金屬越活潑,就越容易失去電子而被腐蝕。外界環(huán)境對金屬腐蝕的影響也很大,如果金屬在潮濕的空氣中,接觸腐蝕性氣體或電解質溶液,蝕的影響也很大,如果金屬在潮濕的空氣中,接觸腐蝕性氣體或電解質溶液,都容易被腐蝕。由于在通常情況下,金屬表面不會遇到酸性較強的溶液,所以都容易被腐蝕。由于在通常情況下,金屬表面不會遇到酸性較強
33、的溶液,所以吸氧腐蝕是金屬腐蝕的主要形式,而且析氫腐蝕最終也會被吸氧腐蝕所代替。吸氧腐蝕是金屬腐蝕的主要形式,而且析氫腐蝕最終也會被吸氧腐蝕所代替。D 解析解析 鐵是負極,失電子被氧化成鐵是負極,失電子被氧化成Fe2,在正極氧氣得電子發(fā)生還原反,在正極氧氣得電子發(fā)生還原反應生成應生成OH,故將氧氣吹向石墨電極,鐵銹出現得更快,故將氧氣吹向石墨電極,鐵銹出現得更快,A正確,正確,D錯誤;若將錯誤;若將石墨電極換成石墨電極換成Mg電極,則負極為電極,則負極為Mg,Fe被保護,難以看到鐵生銹,被保護,難以看到鐵生銹,B正確;向正確;向自來水中加入自來水中加入NaCl(s),可使電解質溶液的導電能力增
34、強,加快腐蝕速率,可使電解質溶液的導電能力增強,加快腐蝕速率,C正正確。確。,C A圖甲中,插入海水中的鐵棒,越靠近底端腐蝕越嚴重圖甲中,插入海水中的鐵棒,越靠近底端腐蝕越嚴重B圖乙中,發(fā)生吸氧腐蝕圖乙中,發(fā)生吸氧腐蝕C圖丙中,燃燒灶的中心部位容易生銹,主要是由于高溫下鐵發(fā)生化學圖丙中,燃燒灶的中心部位容易生銹,主要是由于高溫下鐵發(fā)生化學腐蝕腐蝕D圖丁中,用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕,鎂相當于原圖丁中,用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕,鎂相當于原電池的正極電池的正極 解析解析 插入海水中的鐵棒,海水與空氣接觸處腐蝕最嚴重,插入海水中的鐵棒,海水與空氣接觸處腐蝕最嚴重,A錯誤
35、;錯誤;Fe在在酸化的酸化的NaCl溶液中可能發(fā)生析氫腐蝕,溶液中可能發(fā)生析氫腐蝕,B錯誤;燃燒灶的中心部位容易生銹,錯誤;燃燒灶的中心部位容易生銹,沒有電解質溶液,故主要是由于高溫下鐵發(fā)生化學腐蝕,沒有電解質溶液,故主要是由于高溫下鐵發(fā)生化學腐蝕,C正確;鎂的活潑性正確;鎂的活潑性比鐵強,用導線連接鎂塊和鋼鐵時,鎂相當于原電池的負極,比鐵強,用導線連接鎂塊和鋼鐵時,鎂相當于原電池的負極,D錯誤。錯誤。判斷析氫腐蝕與吸氧腐蝕的依據是正確判斷判斷析氫腐蝕與吸氧腐蝕的依據是正確判斷“介質介質”溶液的酸堿性是分析溶液的酸堿性是分析析氫腐蝕和吸氧腐蝕的關鍵。潮濕的空氣、中性溶液發(fā)生吸氧腐蝕;析氫腐蝕和
36、吸氧腐蝕的關鍵。潮濕的空氣、中性溶液發(fā)生吸氧腐蝕;NH4Cl溶溶液、稀液、稀H2SO4等酸性溶液發(fā)生析氫腐蝕。等酸性溶液發(fā)生析氫腐蝕。方法技巧方法技巧 A 2(2016湖北荊州質檢湖北荊州質檢)用壓強傳感器探究生鐵在用壓強傳感器探究生鐵在pH2和和pH4醋酸溶液醋酸溶液中發(fā)生腐蝕的裝置及得到的圖象如下:中發(fā)生腐蝕的裝置及得到的圖象如下: 解析解析 溶液溶液pH2時,裝置內壓強增大,產生氣體,故生鐵發(fā)生析氫腐時,裝置內壓強增大,產生氣體,故生鐵發(fā)生析氫腐蝕,蝕,A正確;在酸性溶液中,如正確;在酸性溶液中,如pH4時,容器內壓強減小,生鐵發(fā)生吸氧腐時,容器內壓強減小,生鐵發(fā)生吸氧腐蝕,蝕,B正確;
37、在相同時間內,析氫腐蝕和吸氧腐蝕的壓強變化不相同,故反應速正確;在相同時間內,析氫腐蝕和吸氧腐蝕的壓強變化不相同,故反應速率也不相同,率也不相同,C錯誤;兩溶液中負極均是錯誤;兩溶液中負極均是Fe,電極反應均為,電極反應均為Fe2e=Fe2,D正確。正確。C 易錯警示易錯警示 考生沒有看懂圖象,誤認為在酸性溶液中生鐵都發(fā)生析氫腐考生沒有看懂圖象,誤認為在酸性溶液中生鐵都發(fā)生析氫腐蝕,不可能發(fā)生吸氧腐蝕,導致錯選蝕,不可能發(fā)生吸氧腐蝕,導致錯選B項。考生易認為析氫腐蝕和吸氧腐蝕反應項??忌渍J為析氫腐蝕和吸氧腐蝕反應的環(huán)境不同,吸氧腐蝕是堿性環(huán)境,誤認為吸氧腐蝕負極反應式為的環(huán)境不同,吸氧腐蝕是
38、堿性環(huán)境,誤認為吸氧腐蝕負極反應式為Fe2OH2e=Fe(OH)2,而誤選,而誤選D項。項。B 解析解析 在同一電解質溶液中,金屬腐蝕的緩慢規(guī)律如下:電解池的陽極在同一電解質溶液中,金屬腐蝕的緩慢規(guī)律如下:電解池的陽極原電池的負極原電池的負極(兩極材料的活潑性差別越大,氧化還原反應的速率越快兩極材料的活潑性差別越大,氧化還原反應的速率越快)化學腐化學腐蝕蝕原電池的正極原電池的正極電解池的陰極。電解池的陰極。 解析解析 Fe接電源負接電源負極,作陰極,被保護,極,作陰極,被保護,A不不易被腐蝕;易被腐蝕;B和和C均為犧牲陽均為犧牲陽極的陰極保護法,鐵質管道極的陰極保護法,鐵質管道受到保護,均不易
39、被腐蝕;受到保護,均不易被腐蝕;CuFe和水膜很容易形成原和水膜很容易形成原電池,電池,Fe易被氧化,故鐵質易被氧化,故鐵質鉚釘易被腐蝕。鉚釘易被腐蝕。D (1)對同一種金屬來說,腐蝕的快慢:強電解質溶液對同一種金屬來說,腐蝕的快慢:強電解質溶液弱電解質溶液弱電解質溶液非電解非電解質溶液。質溶液。(2)活動性不同的兩金屬:活動性差別越大,活動性強的金屬腐蝕越快?;顒有圆煌膬山饘伲夯顒有圆顒e越大,活動性強的金屬腐蝕越快。(3)對同一種電解質溶液來說,電解質溶液濃度越大,腐蝕越快,且氧化劑對同一種電解質溶液來說,電解質溶液濃度越大,腐蝕越快,且氧化劑的濃度越高,氧化性越強,腐蝕越快。的濃度越高,氧化性越強,腐蝕越快。(4)電解原理引起的腐蝕電解原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕化學腐蝕化學腐蝕有防護措施的有防護措施的腐蝕。腐蝕。(5)從防腐措施方面分析,腐蝕的快慢為:外接電源的陰極保護法防腐從防腐措施方面分析,腐蝕的快慢為:外接電源的陰極保護法防腐犧犧牲陽極的陰極保護法防腐牲陽極的陰極保護法防腐有一般防護條件的防腐有一般防護條件的防腐無防護條件的防腐無防護條件的防腐總結提升總結提升復復 習習 練練 案案
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