《2021版化学苏教版导练大一轮复习方略课件：6.3 电解池的工作原理及应用 金属的腐蚀与防护 .ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021版化学苏教版导练大一轮复习方略课件：6.3 电解池的工作原理及应用 金属的腐蚀与防护 .ppt（134页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第三单元电解池的工作原理及应用金属的腐蚀与防护,一、电解原理(b)1.电解与电解池,2.电解池工作原理示意图,3.分析电解过程的思维程序(1)首先判断阴、阳极,分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。(2)再分析电解质水溶液的组成,找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶液中的H+和OH-)。,(3)然后排出阴、阳两极的放电顺序阴极:阳离子放电顺序:Ag+Fe3+Cu2+H+(酸)Fe2+Zn2+H+(水)Al3+Mg2+Na+Ca2+K+。阳极:活泼电极S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根离子。,【微点拨】阴极不管是什么材料,电极本身都不反应,一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。最常用、最重要
2、的放电顺序是阳极:Cl-OH-;阴极:Ag+Cu2+H+。电解水溶液时,K+Al3+不可能在阴极放电,即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。,(4)分析电极反应,判断电极产物,写出电极反应式,要注意遵循原子守恒和电荷守恒。(5)最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。,二、惰性电极电解电解质溶液的类型(b),4H+4e-,=2H2,4OH-4e-,=2H2O+,O2,增大,加水,减小,加水,不变,加水,2H+2e-,=H2,2Cl-2e-,=Cl2,增大,通HCl,Cu2+2e-,=Cu,2Cl-2e-,=Cl2,加CuCl2,2H+2e-,=H2,2Cl-2e-
3、,=Cl2,增大,通HCl,2Cu2+4e-,=2Cu,4OH-4e-,=2H2O+,O2,减小,加CuO、,CuCO3,【典例精析】【典例】(2018全国卷)最近我国科学家设计了一种CO2+H2S协同转化装置,实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如下所示,其中电极分别为ZnO石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯,石墨烯电极区发生反应为EDTA-Fe2+-e-=EDTA-Fe3+2EDTA-Fe3+H2S=2H+S+2EDTA-Fe2+,该装置工作时,下列叙述错误的是()A.阴极的电极反应:CO2+2H+2e-=CO+H2OB.协同转化总反应:CO2+H2S=CO+H2O+SC.石墨
4、烯上的电势比ZnO石墨烯上的低D.若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需为酸性,【解题思路】,【解析】选C。根据图中的物质转化方式可知,该电解池的左侧电极上发生还原反应为阴极,右侧电极上发生氧化反应为阳极,故该电池的阴极的电极反应式为CO2+2H+2e-=CO+H2O,A正确;将电解池阴、阳极电极的反应式相加即可得到协同转化的总反应式:CO2+H2S=CO+H2O+S,B正确;由于石墨烯为阳极,与电源的正极相连,石墨烯上的电势高,C不正确;若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,若溶液呈碱性,则会使溶液中形成沉淀,减少Fe3+/F
5、e2+的含量,故溶液应呈酸性。,【强化训练】1.思维诊断(正确的打“”,错误的打“”)(1)用铜作电极电解CuSO4溶液的方程式为2Cu2+2H2O2Cu+O2+4H+。()提示:。铜作电极电解CuSO4溶液时,阳极上Cu失去电子生成Cu2+,不会得到O2。,电解,(2)电解NaCl溶液得到22.4LH2(标准状况下),理论上需要转移NA个电子。()提示:。电解NaCl溶液的阴极反应:2H+2e-=H2,产生标准状况下22.4LH2,可转移2NA个电子。,(3)电解质溶液通电后,电解质溶液发生了电离,阴、阳离子分别向两极移动。()提示:。电解质受热或受水分子的作用就发生电离无需通电。,(4)电
6、解后的CuSO4溶液复原,可加入Cu(OH)2固体。()提示:。若通电一段时间,CuSO4未电解完(即Cu2+未全部放电),使溶液复原应加入CuO,加入Cu(OH)2会使溶液的浓度减小;若Cu2+全部放电,又继续通电一段时间(此时电解水),要使溶液复原应加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3,若只加入CuO,此时浓度偏大。,2.用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜,电解质溶液一般为H2SO4-H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是()A.待加工铝质工件为阳极B.可选用不锈钢网作为阴极C.阴极的电极反应式为Al3+3e-=AlD.硫酸根离子在电解过程中向阳极移动,【解析】选C
7、。题目用电解氧化法在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜,即Al的化合价要升高,失电子,发生氧化反应,因此铝为阳极,故A项正确;阴极材料的选择不会对电解有影响,因此可以选择不锈钢网,且不锈钢网的接触面积大,能提高电解效率,故B项正确;阴极应为溶液中H+得电子生成氢气,电极反应式为2H+2e=H2,故C项错误;电解时,阴离子在电解池中移向阳极,故D项正确。,3.如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加几滴石蕊溶液。下列实验现象描述正确的是世纪金榜导学号(),A.逸出气体的体积,a电极的小于b电极的B.一电极逸出无味气体,另一电极逸出刺激性气体C.a电极附近呈
8、红色,b电极附近呈蓝色D.a电极附近呈蓝色,b电极附近呈红色,【解析】选D。b极OH-放电产生O2,b极附近c(H+)c(OH-),石蕊溶液变红。在a极H+放电产生H2,a极附近c(OH-)c(H+),石蕊溶液变蓝。所以产生的气体体积a电极的大于b电极的,两种气体均为无色无味的气体,A、B、C错误;D正确。,4.用指定材料作电极来电解一定浓度的溶液甲,然后加入物质乙能使溶液恢复为溶液甲原来的浓度,则合适的组合是(),【解析】选B。A项中相当于电解的是水,应加入水才能恢复原来状态,错误;B项中相当于电解的是水,加入水后可以恢复原来状态,正确;C项中相当于电解的是HCl,但加入盐酸的同时,也引入了
9、水,不可能恢复原来状态,错误;D项中阳极铜失电子,Cu2+在阴极得电子,加入Cu(OH)2,不可能恢复原来状态,错误。,5.(2016北京高考)用石墨电极完成下列电解实验。,下列对实验现象的解释或推测不合理的是()世纪金榜导学号A.a、d处:2H2O+2e-=H2+2OH-B.b处:2Cl-2e-=Cl2C.c处发生了反应:Fe-2e-=Fe2+D.根据实验一的原理,实验二中m处能析出铜,【解析】选B。a、d处试纸变蓝,说明溶液显碱性,是溶液中的氢离子得到电子生成氢气,氢氧根离子剩余造成的,故A正确;b处变红,局部褪色,说明是溶液中的氢氧根和氯离子同时放电,分别产生氧气和氯气,氢离子浓度增大,
10、酸性增强,氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性,故B错误;c处为阳极,铁失去电子生成亚铁离子,故C正确;实验一中a、c形成电解池,d、b形成电解池,所以实验二中相当于形成三个电解池(一个球两面为不同的两极),m为电解池的阴极,另一球朝m的一面为阳极(n的背面),相当于电镀,即m上有铜析出,故D项正确。,【加固训练】用碳棒作电极,在Na+、Cu2+、Cl-、等离子中选出适当离子组成电解质,电解其溶液,写出符合条件的一种电解质的化学式:(1)当阴极放出H2,阳极放出O2时,电解质是_;(2)当阴极析出金属,阳极放出O2时,电解质是_;(3)当阴极放出H2,阳极放出Cl2时,电解质是_;,(4)通过电
11、子的物质的量与阴极析出的金属的物质的量、阳极析出的气体的物质的量之比为421时,电解质的化学式是_。,【解析】阴极放H2生成碱,阳极放O2生成酸,所以(1)实质是电解水,故电解质是活泼金属的含氧酸盐,即Na2SO4。(2)实质是放氧生酸型,即电解质是不活泼金属的含氧酸盐,即CuSO4。(3)实质是放氢生碱型(或电解盐酸,但本题不符合题意),即NaCl。(4)阳极析出的气体是O2,1molO2转移4mol电子,故金属是+2价,即为铜,故电解质是CuSO4。答案:(1)Na2SO4(2)CuSO4(3)NaCl(4)CuSO4,【归纳总结】1.常见电解反应类型(惰性电极),(1)区(活泼金属含氧酸
12、盐)实质电解水。(2)区(不活泼金属无氧酸盐)实质电解盐。(3)对角线A放氧生酸型(不活泼金属含氧酸盐)。(4)对角线B放氢生碱型(活泼金属无氧酸盐)。,2.电解池中阴极和阳极的特征,3.电极反应式的书写步骤及方法(1)“判”:判断阴、阳极。(2)“看”:阳极要看清电极材料。对于铁、铝、铜、银等活泼电极,则阳极金属电极失电子变成阳离子进入溶液(Fe变成Fe2+),阴离子不失电子;如果是惰性电极(Pt、Au、石墨等)材料,应是溶液中的阴离子失电子。,(3)“分”:将离子分成阳离子组、阴离子组(注意:水溶液中一定不要丢掉H+、OH-),阳离子向阴极移动,在阴极得电子;阴离子向阳极移动,在阳极失电子
13、。根据得失电子能力对离子排序,得电子能力:Ag+Fe3+Cu2+H+;失电子能力:S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根。(4)“写”:由放电顺序及信息确定放电产物和电极反应。(5)“平”:依据质量守恒、电荷守恒进行配平。,4.充电电池电极反应式的书写(1)充电电池充电时的连接方式。,(2)可充电电池电极反应式的书写方法。书写可充电电池电极反应式,一般都是先书写放电的电极反应式。书写电极反应式时,一般要遵守三步:第一,先标出原电池总反应式中电子转移的方向和数目,指出参与负极和正极反应的物质;第二,写出负极反应式(书写时一定要注意电极产物是否与电解质溶液共存);第三,在电子守恒的基础上,总反应式减
14、去负极反应式即得正极反应式。,充电的电极反应与放电的电极反应过程相反,充电的阳极反应为放电时正极反应的逆过程,充电的阴极反应为放电时负极反应的逆过程。以上方法可总结为:简单电极先写出,复杂反应相减得;负极颠倒得阴极,正极颠倒得阳极。,考点2:电解原理的应用1.电解饱和食盐水(b)(1)原理,(2)装置,2.电解精炼铜(b),【微点拨】电解精炼铜时,阳极质量减小,阴极质量增加,溶液中的Cu2+浓度减小。,3.电镀(b)右图为金属表面镀银的工作示意图,据此回答下列问题:(1)镀件作_极,镀层金属银作_极。(2)电解质溶液是_。,AgNO3溶液等含镀层金属阳离子的盐溶,液,阴,阳,(3)电极反应阳极
15、:Ag-e-=Ag+阴极:Ag+e-=Ag(4)特点:_极溶解,_极沉积,电镀液的浓度_。,阳,阴,不变,4.电冶金(b)利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。(1)冶炼钠2NaCl(熔融)2Na+Cl2电极反应:阳极:2Cl-2e-=Cl2阴极:2Na+2e-=2Na,(2)冶炼铝2Al2O3(熔融)4Al+3O2电极反应:阳极:6O2-12e-=3O2阴极:4Al3+12e-=4Al,【典例精析】【典例】(1)(2019浙江4月学考真题节选)以铂阳极和石墨阴极设计电解池,通过电解NH4HSO4溶液产生(NH4)2S2O8,再与水反应得到H2O2,其中生成的NH4HSO
16、4可以循环使用。阳极的电极反应式是_。制备H2O2的总反应方程式是_。,(2)(2019全国卷节选)环戊二烯可用于制备二茂铁(Fe(C5H5)2,结构简式为),后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如下图所示,其中电解液为溶解有溴化钠(电解质)和环戊二烯的DMF溶液(DMF为惰性有机溶剂)。,该电解池的阳极为_,总反应为_。电解制备需要在无水条件下进行,原因为_。,【解析】(1)电解池使用惰性电极,阳极本身不参与反应,阳极吸引H(或)离子,并放电生成S2,因而电极反应式为2H-2e-=S2+2H+或2-2e-=S2。,通过电解NH4HSO4溶液产生(NH4)2S2O8和H2。
17、由题中信息可知,生成的NH4HSO4可以循环使用,说明(NH4)2S2O8与水反应除了生成H2O2,还有NH4HSO4生成,因而总反应中只有水作反应物,产物为H2O2和H2,故总反应方程式为2H2OH2O2+H2。,(2)由原理图可知,Fe电极的铁生成Fe2+,发生氧化反应,Fe电极为电解池的阳极;由图可知有H2生成,电解池的总反应为Fe+2+H2。中间物Na能与水反应,且水会电解生成OH-,与Fe2+反应生成Fe(OH)2,故电解制备需要在无水条件下进行。,答案:(1)2H-2e-=S2+2H+或2-2e-=S22H2OH2O2+H2(2)Fe电极Fe+2+H2(Fe+2C5H6=Fe(C5
18、H5)2+H2)水会阻碍中间物Na的生成;水会电解生成OH-,进一步与Fe2+反应生成Fe(OH)2,【强化训练】1.思维诊断(正确的打“”,错误的打“”)(1)电镀铜和电解精炼铜时,电解质溶液中的c(Cu2+)均保持不变。()提示:。电解精炼铜时电解质溶液中的c(Cu2+)减少。,(2)电解冶炼镁、铝通常电解MgCl2和Al2O3,也可电解MgO和AlCl3。()提示:。电解制取镁不用氧化镁,因为氧化镁的熔点高;电解制取铝不用氯化铝,因为氯化铝是共价化合物,熔融时不导电。,(3)用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后,加入Cu(OH)2可使电解质溶液恢复到电解前的状况。()提示:。应加入Cu
19、O或CuCO3。(4)惰性电极电解饱和食盐水时,能使酚酞溶液变红的是阳极。()提示:。电解饱和食盐水时,阴极H+放电,溶液呈碱性使酚酞变红。,(5)工业上用电解熔融氯化铝的方法制取金属铝。()提示:。氯化铝是共价化合物,熔融状态不导电。,2.用惰性电极电解FeSO4溶液制备高纯铁的原理如图所示。下列说法错误的是(),A.阳极主要发生反应:Fe2+-e-=Fe3+B.可用高纯铁电极作阴极C.电解液中的由右向左通过阴离子交换膜D.电解法制备髙纯铁总反应:3Fe2+Fe+2Fe3+,【解析】选C。A、根据图中信息可知,阳极亚铁离子失电子产生铁离子,发生的电极反应为Fe2+-e-=Fe3+,选项A正确
20、;B、可用高纯铁电极作阴极,阴极上亚铁离子得电子产生铁单质析出在高纯铁电极上,选项B正确;C、电解池中定向移动到阳极,故由左向右通过阴离子交换膜,选项C错误;D、电解法制备高纯铁阳极电极反应式为2Fe2+-2e-=2Fe3+,阴极电极反应式为Fe2+2e-=Fe,总反应为3Fe2+Fe+2Fe3+,选项D正确。,3.电解NO制备NH4NO3,其工作原理如图所示,下列说法不正确的是世纪金榜导学号(),A.电解池的阳极的电极反应式为NO-3e-+4OH-=+2H2OB.电解池总反应方程式为8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3C.a极上的电极反应式为NO+5e-+6H+=+H2OD.为使电解产
21、物全部转化为NH4NO3,需补充的物质A是NH3,【解析】选A。NO失电子生成,根据反应后溶液呈酸性,电极反应为NO-3e-+2H2O=+4H+,A错误;根据得失电子守恒,结合阳极、阴极的电极反应式,则电解过程总反应的离子方程式为8NO+7H2O5+3+2H+,B正确;a极为阴极,NO得电子生成,电极反应式为NO+5e-+6H+=+H2O,C正确;电解产物的物质的量大于,要使产物全部转化为NH4NO3,需补充NH3,D正确。,4.用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废水中的,模拟装置如图所示,下列说法正确的是(),A.阳极的电极反应式为Fe2+-e-=Fe3+B.阴极的电极反应式为4OH-4e
22、-=2H2O+O2C.电解一段时间后,阴极室溶液中的pH升高D.电解一段时间后,阴极室溶液中的溶质一定是(NH4)3PO4,【解析】选C。Fe为阳极,发生Fe-2e-=Fe2+,A错误;阴极上H+放电生成H2,电极反应式为2H+2e-=H2,B错误;电解时,阴极上H+放电生成H2,溶液中c(OH-)增大,溶液中pH增大,C正确;电解时,溶液中向阴极室移动,H+放电生成H2,溶液中OH-和结合生成电解质NH3H2O,所以阴极室中溶质为NH3H2O和(NH4)3PO4或NH4H2PO4、(NH4)2HPO4,D错误。,5.某电化学装置如图所示,下列叙述正确的是()世纪金榜导学号,A.装置一产生的电
23、子通过装置二的导线使灯泡发光,二者电路中的电流强度相等B.装置一和装置二连通的两极上均发生还原反应C.若装置一和装置二使用相同的电解质溶液,工作一段时间后,两溶液的pH不变D.若装置一氧气的出口与装置二氧气入口连通,理论上可构成二次电池,【解题思路】本题的解题关键有:(1)分析图片信息,确定装置一为电解池。装置二为氢氧燃料电池。(2)正确分析两池中的电极反应类型。(3)明确电解质溶液中离子浓度的变化。,【解析】选D。装置一为电解池,电解产生氧气和氢气,为装置二提供氢气。装置二为氢氧燃料电池,电池放电使灯泡发光,装置一产生的电子不能通过电解质溶液,A错误;装置一为电解池,连通的电极为阴极发生还原
24、反应,装置二为氢氧燃料电池,氢气在负极发生氧化反应,B错误;若装置一和装置二使用KOH溶液为电解质溶液,装置一电解的实质为电解水,溶液中OH-的浓度增大,pH增大,C错误;若装置一氧气的出口与装置二氧气入口连通,装置一为充电,装置二为放电,理论上可构成二次电池,D正确。,【加固训练】1.脱去冶金工业排放烟气中SO2的方法有多种。离子膜电解法:利用硫酸钠溶液吸收SO2,再用惰性电极电解。将阴极区溶液导出,经过滤分离硫黄后,可循环吸收利用,装置如图所示,则阴极的电极反应式为_,阳极产生气体的化学式为_。,【易错分析】电极反应式的书写要考虑电解质溶液的酸碱性。,【解析】由于阴极生成了硫黄,则在阴极上
25、SO2得电子后结合H+生成单质硫的同时生成了H2O,电极反应式为SO2+4H+4e-=S+2H2O;在阳极上只能OH-失电子生成O2,故产生的气体为O2。答案:SO2+4H+4e-=S+2H2O(或H2SO3+4H+4e-=S+3H2O)O2,2.下列表述不正确的是(),【解析】选C。根据原电池的工作原理,锌为负极,铜为正极,阴离子向负极移动,A正确;根据电解原理,a为阳极,其电极反应式为2Cl-2e-=Cl2,b为阴极,Cu2+2e-=Cu,因此a极产生的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,B正确;粗铜作阳极,Cu-2e-=Cu2+,C错误;发生吸氧腐蚀,正极得电子,电极反应式为O2+2H2O
26、+4e-=4OH-,D正确。,【归纳总结】1.电极反应式的书写(1)书写电极反应式时,应看清电解的是水溶液还是熔融电解质,如果是水溶液应注意运用H+、OH-、H2O进行配平。电解池电极反应中,如果是H+、OH-放电,不知溶液酸碱性则写H+、OH-得、失电子,其他情况下酸性溶液中一定不能存在OH-,同理在碱性溶液中一定不能存在H+。,(2)书写电解池的电极反应式时,要以实际放电的离子表示,但书写电解总方程式时,弱电解质要写成分子式。(3)氯碱工业所用的饱和食盐水需要精制,除去NaCl中混有的Ca2+、Mg2+、。(4)电镀铜时,电解质溶液中c(Cu2+)不变;电解精炼铜时,电解质溶液中c(Cu2
27、+)减小。,(5)电解熔融MgCl2冶炼镁,而不能电解MgO冶炼镁,是因为MgO的熔点很高;电解熔融Al2O3冶炼铝,而不能电解AlCl3冶炼铝,是因为AlCl3是共价化合物,其熔融态不导电。,2.多池串联装置中电池类型的判断(1)直接判断:非常直观明显的装置,如燃料电池、铅蓄电池等在电路中,则其他装置为电解池。如图:A为原电池,B为电解池。,(2)根据电池中的电极材料和电解质溶液判断:原电池一般是两种不同的金属电极或一个金属电极一个碳棒做电极;而电解池则一般都是两个惰性电极,如两个铂电极或两个碳棒。原电池中的电极材料和电解质溶液之间能发生自发的氧化还原反应,电解池的电极材料一般不能和电解质溶
28、液自发反应。如图:B为原电池,A为电解池。,(3)根据电极反应现象判断:在某些装置中根据电极反应或反应现象可判断电极,并由此判断电池类型,如图:若C极溶解,D极上析出Cu,B极附近溶液变红,A极上放出黄绿色气体,则可知乙是原电池,D是正极,C是负极;甲是电解池,A是阳极,B是阴极。B、D极发生还原反应,A、C极发生氧化反应。,3.综合装置中的有关计算原电池和电解池综合装置的有关计算的根本依据就是电子转移的守恒,分析时要注意两点:(1)串联电路中各支路电流相等;(2)并联电路中总电流等于各支路电流之和。,考点3:金属腐蚀与防护1.金属腐蚀的实质(a)金属腐蚀是指金属或合金与周围接触到的气体或液体
29、物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。实质是金属原子失去电子而氧化的过程,即M-ne-=Mn+。,2.金属腐蚀的类型(c)(1)化学腐蚀与电化学腐蚀:,(2)析氢腐蚀和吸氧腐蚀:以钢铁的腐蚀为例,3.金属电化学腐蚀规律(c)(1)对同一种金属来说,腐蚀的快慢:强电解质溶液_弱电解质溶液_非电解质溶液。(2)活动性不同的两金属:活动性差别越大,活动性强的金属腐蚀越_。,快,(3)对同一种电解质溶液来说,电解质溶液浓度越大,腐蚀越快,且氧化剂的浓度越高,氧化性越强,腐蚀越快。(4)电解原理引起的腐蚀_原电池原理引起的腐蚀_化学腐蚀_有防护措施的腐蚀。,4.金属电化学保护的两种方法(b),5.其他防
30、护方法如加保护层(涂油漆、油脂、搪瓷、陶瓷、沥青、塑料等),电镀。,【典例精析】【典例】(2019江苏高考)将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后,置于如图所示装置中,进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是(),A.铁被氧化的电极反应式为Fe-3e-=Fe3+B.铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能C.活性炭的存在会加速铁的腐蚀D.以水代替NaCl溶液,铁不能发生吸氧腐蚀,【解析】选C。A项,铁和活性炭构成原电池,铁作负极,铁失去电子生成Fe2+,电极反应式为Fe-2e-=Fe2+,错误;B项,能量转化形式不是唯一的,化学能除了转化为电能外,还有热能等,错误;C项,Fe和活性炭构
31、成原电池后,反应速率变快,正确;D项,Fe和C在水中也可以构成原电池,Fe失去电子,空气中的O2得电子,发生吸氧腐蚀,如果在NaCl溶液中,铁发生吸氧腐蚀更快,错误。,【强化训练】1.思维诊断(正确的打“”,错误的打“”)(1)在海轮外壳连接锌块以保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阴极的阳极保护法。()提示:。采用的是牺牲阳极的阴极保护法。,(2)因空气中CO2的存在,金属表面形成一层酸膜,所以大多数金属发生的是析氢腐蚀。()提示:。强酸性环境发生析氢腐蚀,弱酸性或中性环境发生吸氧腐蚀,自然界中大多数金属发生吸氧腐蚀。,(3)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样。()提示:。纯银器表面变黑是因为
32、发生化学腐蚀生成了Ag2S。而钢铁生锈是由于发生了电化学腐蚀。(4)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。()提示:。有些合金耐腐蚀性较好,如不锈钢等。,(5)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物。()提示:。Cu在潮湿的空气中生成铜绿Cu2(OH)2CO3。,2.如图所示,各烧杯中盛有海水,铁在其中被腐蚀的速度由快到慢的顺序为_。,提示:。是Fe为负极,杂质碳为正极的原电池腐蚀,是铁的吸氧腐蚀,腐蚀较慢。其电极反应式:负极Fe-2e-=Fe2+,正极2H2O+O2+4e-=4OH-。均为原电池,中Fe为正极,被保护;中Fe为负极,均被腐蚀,但Fe和Cu的金属活动性差
33、别大于Fe和Sn的,故Fe-Cu原电池中Fe被腐蚀的较快。是Fe接电源正极作阳极,Cu接电源负极作阴极的电解腐蚀,加快了Fe的,腐蚀。是Fe接电源负极作阴极,Cu接电源正极作阳极的电解腐蚀,防止了Fe的腐蚀。根据以上分析可知铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为。,3.(2018北京高考)验证牺牲阳极的阴极保护法,实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。,下列说法不正确的是世纪金榜导学号()A.对比,可以判定Zn保护了FeB.对比,K3Fe(CN)6可能将Fe氧化C.验证Zn保护Fe时不能用的方法D.将Zn换成Cu,用的方法可判断Fe比Cu活泼,【解题思路】本题解答的关键有:(1)明确牺牲阳
34、极的阴极保护法的原理。(2)根据实验现象分析推断得出结论。,【解析】选D。根据实验的现象可知,在酸化的3%NaCl溶液中Fe电极未溶解,根据实验的现象可知,Fe在酸化的3%NaCl溶液生成了Fe2+,两者对照,可以判定Zn保护了Fe,A正确;根据实验取出Fe附近的溶液,滴加K3Fe(CN)6溶液,无明显变化,可知Fe电极附近未生成Fe2+,而实验中Fe表面变蓝,说明K3Fe(CN)6可能将Fe氧化,B、C正确;将Zn换成Cu,用的方法K3Fe(CN)6可将Fe氧化,Fe表面也会生成蓝色沉淀,不能根据电化学原理判断Fe比Cu活泼。,4.(2017浙江10月选考真题)在一块表面无锈的铁片上滴食盐水
35、,放置一段时间后看到铁片上有铁锈出现。铁片腐蚀过程中发生的总化学方程式:2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2,Fe(OH)2进一步被氧气氧化为Fe(OH)3,再在一定条件下脱水生成铁锈,其原理如图。下列说法正确的是世纪金榜导学号(),A.铁片发生还原反应而被腐蚀B.铁片腐蚀最严重区域应该是生锈最多的区域C.铁片腐蚀中负极发生的电极反应:2H2O+O2+4e-=4OH-D.铁片里的铁和碳与食盐水形成无数微小原电池,发生了电化学腐蚀,【解析】选D。铁生锈的原理是铁片中的铁和碳形成无数微小的原电池,发生电化学腐蚀,D项正确;铁作负极发生氧化反应:Fe-2e-=Fe2+,A项错误;因为生成的Fe2
36、+移向正极和OH-结合成Fe(OH)2,Fe(OH)2进一步被氧气氧化为Fe(OH)3,再在一定条件下脱水生成铁锈,所以铁锈在正极区域产生,而铁在负极被腐蚀,所以铁片腐蚀最严重区域是负极区,而生锈最多的区域则是正极区,B项错误;氧气在碳正极上发生还原反应:2H2O+O2+4e-=4OH-,C项错误。,5.下列有关金属腐蚀与保护的说法正确的是(),A.常温下,断开K时,若M溶液为浓硫酸,则铁发生化学腐蚀B.关闭K,若M为氯化钠,则铁极的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-C.关闭K,若M为硫酸铵,则石墨极的电极反应式为2H+2e-=H2D.关闭K,若M溶液为海水,石墨换成铜或银,则叫外加
37、电流的阴极保护法,【解析】选C。常温下,断开K时,若M溶液为浓硫酸,金属铁被钝化,铁受到保护,故A错误;关闭K时,若M为氯化钠,则发生金属铁的吸氧腐蚀,金属铁是负极,铁电极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+,故B错误;关闭K时,若M为硫酸铵,其溶液显酸性,发生金属铁的析氢腐蚀,金属铁是负极,石墨极的电极反应式为2H+2e-=H2,故C正确;关闭K时,若M溶液为海水,石墨换成铜或银,此时金属铁是负极,会加快金属铁的腐蚀速率,故D错误。,【加固训练】糕点包装中常用的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等,其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是()A.脱氧过程是吸热反应,可降低温度,延长
38、糕点保质期B.脱氧过程中铁作原电池正极,电极反应为Fe-3e-=Fe3+,C.脱氧过程中碳作原电池负极,电极反应为2H2O+O2+4e-=4OH-D.含有1.12g铁粉的脱氧剂,理论上最多能吸收氧气336mL(标准状况),【解析】选D。钢铁的吸氧腐蚀为放热反应,A错误。脱氧过程,铁为负极,电极反应为Fe-2e-=Fe2+;碳作正极,电极反应为2H2O+O2+4e-=4OH-,B、C均错误。根据电极反应可得电池反应为2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2,Fe(OH)2可继续被氧化:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,因此可得关系式:4Fe3O2。,【归纳总结】1.电化学腐蚀规
39、律(1)对同一种金属来说,腐蚀的快慢:强电解质溶液弱电解质溶液非电解质溶液。(2)活动性不同的两金属:活动性差别越大,活动性强的金属腐蚀越快。,(3)对同一种电解质溶液来说,电解质溶液浓度越大,腐蚀越快,且氧化剂的浓度越高,氧化性越强,腐蚀越快。(4)电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防护措施的腐蚀。(5)从防腐措施方面分析,腐蚀的快慢为:外接电源的阴极保护法防腐牺牲阳极的阴极保护法防腐有一般防护条件的防腐无防护条件的防腐。,2.金属防护的原理,3.金属的电化学防护(1)牺牲阳极的阴极保护法。原理:应用原电池原理。方法:将被保护金属与比其更活泼的金属连接在一起,更活泼的金属作负极不断被腐蚀,可定期更换,而作为正极的金属就能不被腐蚀而得到保护。常用于保护海轮外壳及石油管道等。,(2)外加电流的阴极保护法。原理:应用电解池原理。方法:将被保护金属与外加直流电源负极相连,作为阴极,另一附加惰性电极作为阳极。通电后,电子流向被保护的金属,在金属表面积累了大量的负电荷,从而抑制金属失去电子,阻止金属被腐蚀。该方法主要用于防止土壤、海水及河水中的金属设备的腐蚀。,实例。,