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1、-金属的腐蚀与防护 知识点总结(苏教版选修4)-第 - 11 - 页第三单元 金属的腐蚀与防护知能定位1.了解金属腐蚀的原因，能辨别金属发生腐蚀的类型。2.了解金属电化学腐蚀的原因及反应原理。3.了解金属防护的一般方法及金属的电化学防护的原理。情景切入铁生锈的现象随处可见，为什么铁在潮湿的环境中容易生锈？采取什么措施可以防止铁生锈呢？自主研习一、金属的电化学腐蚀1.金属腐蚀（1）定义金属或合金与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象。（2）实质金属失去电子被氧化。（3）类型化学腐蚀：指金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀。腐蚀过程中无电流产生。电化学腐蚀：指不纯的金属或合金
2、发生原电池反应，使较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀。2.电化学腐蚀（1）吸氧腐蚀：钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性时，氧气参加电极反应，发生吸氧腐蚀。负极： 2Fe=4e-+2Fe2+；正极： 2H2O+O2+4e-=4OH；总反应： 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH) 2。最终生成铁锈（主要成分为Fe2O3xH2O），反应如下：4Fe(OH) 2+O2+2H2O=4Fe(OH) 3；2Fe(OH) 3=Fe2O3xH2O+(3-x)H2O。 (2)析氢腐蚀：金属表面的电解质溶液酸性较强，腐蚀过程中不断有H2放出。负极： Fe=Fe2+2e；正极： 2H+2e-=H2;总反应：Fe
3、+2H+=Fe2+H2。二、金属的电化学防护1.金属的防护（1）本质：阻止金属发生氧化反应。（2）方法改变金属内部结构，如制成合金等。加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀等。电化学防护2.电化学防护（1）牺牲阳极的阴极保护法将被保护金属与比其更活泼的金属连接在一起，更活泼的金属作阳极（负极）被腐蚀，作为阴极（正极）的金属被保护。（2）外加电流的阴极保护法（原理如图）课堂师生互动知识点钢铁析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较类型析氢腐蚀吸氧腐蚀形成条件水膜酸性较强水膜酸性较弱电解质溶液溶有CO2的水溶t液溶有O2的水溶液负极反应Fe-2e-=Fe2+正极反应2H+2e-=H2O2+2H2O+4e-=4
4、OH-电子如何流动形成电通路Fe失2e-，成为Fe2+进入溶液，Fe失去的e-流入C极，H+趋向于C极，与C极上的e-结合成H2析出溶液Fe失2e-成为Fe2+进入溶液，Fe失去的e-流入C极，在C极O2获得e-成为OH-进入溶液其他反应及产物Fe2+2OH-=Fe(OH) 22Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O+(3-x)H2O普遍性吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍考例（2009北京卷，6）下列叙述不正确的是（）A.铁表面镀锌，铁作阳极B.船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀C.钢铁吸氧腐蚀的正极反应：O2
5、+2H2O+4e-=4OH-D.工业上电解饱和食盐水的阳极反应：2Cl-2e=Cl2解析：本题主要考查电化学知识，只要掌握原电池和电解的原理就能作答，A项中锌作阳极，B项锌作负极，铁被保护，C、D都是正确的。答案： A变式探究1 （2009上海卷，13）下图装置中，U型管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是 ( )A生铁块中的碳是原电池的正极B红墨水柱两边的液面变为左低右高C两试管中相同的电极反应式是：Fe-2e=Fe2+Da试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀答案： B解析： a为中性环境，发生吸氧腐蚀，氧气被消耗，气体
6、压强减小；b中酸性较强，发生析氢腐蚀，有氢气放出，气体压强增大，所以红墨水柱两边的液面变为左高右低，故B项错。变式探究2 如右图所示，水槽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 腐蚀。（2）若试管内液面上升，则原溶液是 性，发生 腐蚀，电极反应：负极： ，正极： 。（3）若试管内液面下降，则原溶液呈 性，发生 腐蚀，电极反应：负极： ；正极： 。答案：（1）电化学（2）弱酸性或中 吸氧 2Fe-4e=2Fe2+ O2+4e+2H2O=4OH（3）较强的酸 析氢 Fe-2e=Fe2+ 2H+2e-=H2解析：根据原电池的构成条件，两种不同的材料在有电解质溶液时，
7、若形成闭合回路，即可构成原电池。铁钉实际上是钢制成的，在这种情况下具备形成原电池的条件，此时发生的腐蚀属于电化学腐蚀。根据金属腐蚀的条件、原理及结果可知：试管内液面上升，说明试管内压强减小，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，是铁钉的析氢腐蚀的结果，据此写出电极反应。知识点金属腐蚀快慢的判断以及金属的防护1.不纯的金属或合金，在潮湿的空气中形成原电池发生电化学腐蚀，活泼金属因被腐蚀而损耗。金属腐蚀的快慢与下列两种因素有关：（1）与构成原电池的材料有关：两极材料的活泼性差别越大，氧化还原反应的速率越快，活泼金属被
8、腐蚀的速率就越快。（2）与金属所接触的电解质强弱有关：活泼金属在电解质溶液中的腐蚀比在非电解质溶液中的腐蚀速率快，在强电解质溶液中的腐蚀比在弱电解质溶液中的腐蚀速率快。（3）一般说来可用下列原则判断：电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有原电池防护措施的腐蚀有电解池防护措施的腐蚀。考例如下图所示，各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时，由快到慢的顺序是（）A.4213 B.2134C.4231 D.3241解析：金属的腐蚀，从本质上讲也是组成化学电池发生氧化还原反应的结果。在原电池中，活泼金属为负极，该金属被氧化，不活泼金属便被保护起来，其被腐蚀的速度大大减小，所以装置3中的铁被腐蚀的速
9、率比1中的慢；反之，当铁与比它不活泼的金属，如Sn、Cu等连接起来，则被腐蚀的速度增大，所以在容器2中的铁比容器1中的铁腐蚀得快。容器4是一个电解池，在这里Fe是阳极，不断地以Fe2+的形式进入容器中，从而加速了铁的腐蚀，在上述四种容器中，容器4中的铁的腐蚀过程是最快的。综上分析，按铁被腐蚀的快慢顺序为：4213。答案： A变式探究3 如图所示，将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中，再加入含有适量酚酞和NaCl的琼脂热溶液，冷却后形成琼胶（离子在琼胶内可以移动），下列叙述正确的是( )A.a中铁钉附近呈现红色B.b中铁钉上发生还原反应C.a中铜丝上发生氧化反应D.b中铝条附近有气泡产生答案：
10、B解析：本题主要考查金属的腐蚀和电极反应。a、b均构成原电池，a中Fe为负极，铜丝为正极发生O2+2H2O+4e=4OH，故A中铜丝处变红，b中Al为负极，Fe钉做正极，附近有OH生成，故B项正确。变式探究4 （2008广东卷，12）下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是（ ）A.纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗B.当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用C.在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法D.可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀答案：AC解析：本题考查了金属的腐蚀与防护问题，B中镀锡铁制品破损后，铁作负极被腐蚀；D中当加外加直流
11、电源正极时钢管作阳极被腐蚀，故选AC。变式探究5 （2011北京卷，8）结合下图判断，下列叙述正确的是（ ）A和中正极均被保护B. 和中负极反应均是Fe-2e-=Fe2+C.和中正极反应均是O2+2H2O+4e-=4OHD. 和中分别加入少量K3Fe（CN）6溶液，均有蓝色沉淀答案： A解析：本题考查了电极反应式的书写，解题的关键是理解原电池原理。在原电池中活泼金属为负极失电子被氧化，不活泼金属做正极被保护，A项正确；I中锌为负极，失电子被氧化，B项错误；中为酸性电解液，不能生成OH，C项错误；亚铁离子与铁氰化离子生成蓝色沉淀，I中无亚铁离子生成，故无蓝色沉淀，D项错误。特别提醒(1)化学腐蚀
12、和电化学腐蚀的联系和区别化学腐蚀电化学腐蚀（主要）定义金属跟接触到的物质直接发生化学反应引起的腐蚀不纯金属（或合金）接触到电解质溶液所发生的原电池反应，较活泼金属原子失去电子被氧化而引起的腐蚀吸氧腐蚀（主要）析氢腐蚀条件金属与物质直接接触水膜中溶有O2，呈极弱酸性或中性、碱性水膜酸性较强本质金属被氧化而腐蚀较活泼金属被氧化而腐蚀区别无电流产生有微弱电流产生反应式2Fe+3Cl2=2FeCl3负极：Fe-2e=Fe2+正极:2H2O+O2+4e-=4OH正极：2H+2e=H2联系两种腐蚀往往同时发生，只是电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍、危害更大（2）化学腐蚀和电化学腐蚀的本质区别在于是否发生原电池反
13、应。在电化学腐蚀中，只有在金属活动性顺序中位于氢前面的金属才可能发生析氢腐蚀，而位于氢之后的金属只能发生吸氧腐蚀。课后强化作业基础夯实1下列有关金属腐蚀的说法中正确的是（）金属的腐蚀全部是氧化还原反应金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，只有电化学腐蚀才是氧化还原反应因为二氧化碳普遍存在，所以钢铁的电化学腐蚀以析氢腐蚀为主无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，总是金属被氧化A. B.C. D.答案： C解析：金属腐蚀的实质是Mne-=Mn+，总是被氧化，均是氧化还原反应；钢铁在潮湿的空气中发生的电化学腐蚀以吸氧腐蚀为主。2.为了探究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用不同金属丝将三根大小相同的铁钉分别
14、固定在图示的三个装置内，并将这些装置在相同的环境中放置相同的一段时间，下列对实验结束时现象的描述不正确的是（）A.实验结束时，装置左侧的液面一定下降B.实验结束时，装置一定比装置左侧液面低C.实验结束时，装置中的铁钉腐蚀最严重D.实验结束时，装置中的铁钉几乎没被腐蚀答案： B解析：这是一道原电池原理应用于金属腐蚀的选择题，主要考查如何分析铁钉所处的环境，对铁钉的腐蚀起到促进还是保护作用，同时考查了盐酸具有挥发性，浓硫酸具有吸水性等知识点。装置中铁钉处于盐酸的蒸气中，被侵蚀而释放出H2，使左侧液面下降，右侧液面上升；装置中铁钉同样处于盐酸的蒸气中，所不同的是悬挂铁钉的金属丝由铁丝换成了铜丝，由于
15、Fe比Cu活泼，在这种氛围中构成的原电池也会加速铁钉的腐蚀而放出更多的H2，使左侧液面下降得更多，右侧液面上升得更多；装置中虽然悬挂铁钉的还是铜丝，但由于浓硫酸有吸水性而无挥发性，使铁钉处于一种较为干燥的空气中，因而在短时间内几乎没有被侵蚀。3.铁制自来水管与下列材料做成的水龙头连接，自来水管锈蚀最快的是（ ）A.铁水龙头 B.铜水龙头C塑料水龙头 D.陶瓷水龙头答案： B解析：铁制水管和铜制水龙头两种材料可以构成原电池的两极，其中铁管做负极，铜做正极，水可作电解质溶液，这样铁发生电化学腐蚀，而其他选项不能构成原电池。4.下列关于金属腐蚀的叙述中正确的是（ ）A.金属被腐蚀的本质是：M-ne-
16、=Mn+（M表示金属）而被氧化B.金属发生电化学腐蚀一定是在酸性环境中C.镀锌铁发生电化学腐蚀时是锌被腐蚀，而铁一定不会被腐蚀D.金属发生电化学腐蚀时是较活泼金属作负极先被腐蚀答案： AD解析：金属的电化学腐蚀也可以在中性或碱性环境下进行；镀锌铁中锌若被腐蚀完，Fe也可继续被腐蚀，而且实际上锌被腐蚀后露出的铁也会被空气、水所腐蚀（即铁的吸氧腐蚀）。5.下列说法中，不正确的是（ ）A.电解精炼铜时，粗铜中的金、银、锌等形成阳极泥而与铜分离B.在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法C.用铝质铆钉焊接铁板，铁不易被腐蚀D.钢铁设备与外加直流电源的负极相连可以防止钢铁腐蚀答案：
17、 A解析： A选项中电解精炼铜时，粗铜中的金、银等形成阳极泥而与铜分离，但Zn不能形成阳极泥，故A错；B选项中在海轮外壳连接锌块保护外壳，锌块作负极，可以起到保护海轮的作用，故B正确；C选项原理同B，故C正确；D选项中钢铁设备与外加直流电源的负极相连可以避免铁失电子，防止钢铁腐蚀，故D正确。6.铁在下列情况下腐蚀最快的是（ ）A.铁放入海水中B.铁和锌连接放入水中C.铁和锡连接放入海水中D.铁和锡连接放入淡水中答案： C解析：金属腐蚀的实质是金属与所接触的物质反应失电子而转化为金属离子。其中铁的腐蚀主要是与接触到的电解质形成原电池反应而发生电化学腐蚀为主。根据原电池的工作原理可知，Fe若作原电
18、池的负极，被腐蚀的速度就快，而作原电池的正极，则被腐蚀的速度就减慢。本题中要找铁被腐蚀最快的，当然应找铁与锡连接放入海水中的腐蚀。因为此时已构成形成原电池的条件，且铁作负极，电解质溶液的导电能力也很强，腐蚀速度最快。7.为保护地下钢管不受腐蚀，可采取的措施有（ ）A.与石墨棒相连B.与直流电源负极连接C.与直流电源正极连接D.与锌板相连答案： BD解析：本题考查金属腐蚀的一种防护方法电化学保护法。该方法的理论根据是：金属晶体（如Fe）中存在如下平衡FeFe2+2e-。显然，铁接触到的物质若易失电子，使平衡向左移动，即铁不易失电子；否则，将加速Fe失电子被腐蚀。电源负极是产生电子的极；Zn比Fe
19、活泼。8.下列叙述中正确的是（ ）A.构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属B.由Cu、Zn作电极与CuSO4溶液组成的原电池中，Cu是负极C.马口铁（镀锡铁）破损时与电解质溶液接触，锡先被腐蚀D.铜锌原电池工作时，若有13 g锌被溶解，电路中就有0.4 mol电子通过答案： D解析：两种活动性不同的金属与电解质溶液能够组成原电池，但不能因此说构成原电池的材料一定都是金属，例如锌与石墨电极也能与电解液构成原电池。在原电池中，活泼金属中的电子流向不活泼的电极，因此活泼金属是负极。镀锡铁表皮破损后与电解质溶液构成原电池，铁比锡活泼，铁先失电子被腐蚀。铜锌原电池工作，锌作负极失电子，电极反应为Zn
20、=2e-+Zn2+，1 mol Zn失去2 mol电子，则0.2 mol Zn（质量为13 g）被溶解时电路中有0.4 mol电子通过。能力提升1.（2010北京高考）下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是 ( )A.钢管与电源正极连接，钢管可被保护B.铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀C.钢管与铜管露天堆放在一起，钢管不易被腐蚀D.钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe-3e-=Fe3+答案： B解析： A中钢管与电源正极连接，成为电解池的阳极而溶解，加速了钢管的腐蚀，故A项不符合题意。铁遇冷浓硝酸表面钝化，形成了一层致密的氧化物保护膜，可保护内部不被腐蚀，故B正确。钢管与铜管露天堆放在一起
21、，潮湿的空气作为电解质溶液，铜管为正极、钢管为负极发生电化学腐蚀，加速了钢管的腐蚀，故C项不合题意。钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应式应是Fe-2e-=Fe2+，故D项不合题意。2.下列叙述不正确的是 ( )A.铁表面镀锌，铁作阳极B.船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀C.钢铁吸氧腐蚀的正极反应:O2+2H2O+4e-=4OHD.工业上电解饱和食盐水的阳极反应：2Cl-2e-=Cl2答案： A解析：本题考查电化学知识的应用。A项，铁为镀件，应为阴极。B项，Fe与Zn构成原电池时，活泼的Zn作负极溶解（即阳极，A项错），使正极Fe受到保护（B项对）。C项，钢铁吸氧腐蚀时，Fe作负极被腐蚀，O2在
22、正极（碳）得电子，C项正确。D项，在阳极上失电子的能力是Cl-OH-，D项对。3.铁生锈是一种常见的自然现象，其主要的化学反应方程式为:4Fe+3O2+xH2O=2Fe2O3xH2O。如图为一放在水槽中的铁架，水位高度如图。最容易生锈的铁架横杆是 ( )A.B.C.D.答案： C解析：此处铁生锈属于吸氧腐蚀。处没有和电解质溶液接触，不 能构成原电池，锈蚀速率较慢；处已与电解质溶液接触，但处含O2较少，所以处腐蚀最快。4.家用炒菜铁锅用水清洗放置后，出现红棕色的锈斑，在此变化过程中不发生的化学反应（ ）A.4Fe(OH) 2+2H2O+O2=4Fe(OH) 3B.2Fe+2H2O+O2=2Fe(
23、OH) 2C.2H2O+O2+4e-=4OH-D.Fe-3e=Fe3+答案： D解析：洗过的铁锅在空气中放置，可发生吸氧腐蚀，负极发生的反应是：Fe-2e-=Fe2+，正极发生的反应是：2H2O+O2+4e-=4OH-，总反应方程式是2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH) 2，而生成的Fe(OH) 2又被氧化为Fe(OH) 3：4Fe(OH) 2+2H2O+O2=4Fe(OH) 3。5.下列关于金属保护方法的说法正确的是（ ）A.我们使用的快餐杯表面有一层搪瓷，若搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用B.白铁（镀锌铁）镀层破损后铁皮的腐蚀速率很慢C.轮船的船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺
24、牲阴极的阳极保护法D.钢铁制造的暖气管道外常涂有一层沥青，这是钢铁的电化学保护法答案： B解析： A选项中涂层破损后金属铁直接暴露在空气中，因而搪瓷层不能对破损部位形成有效的保护；B选项中镀层破损后由于锌的还原性比铁强，发生电化学腐蚀时锌作负极被腐蚀，从而保护铁不被腐蚀；C选项应是牺牲阳极的阴极保护法；D选项中应是用沥青做涂层的涂层保护法。6.下列有关纯铁的描述正确的是（ ）A.熔点比生铁低B.与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率比生铁快C.在潮湿的空气中比生铁容易生锈D.在冷的浓硫酸中可发生钝化答案： D解析：生铁是铁和碳的合金，由于合金的熔点低于组分金属的熔点，所以A选项不正确；生铁与酸反应
25、时，因为内部含有很多杂质，构成无数微小的原电池，使反应速率比纯铁要快，B选项不正确；同样生铁在潮湿的空气中Fe、C构成许多微小的原电池而发生电化学腐蚀，腐蚀速率比纯铁要快得多，C选项不正确；金属铁、铝在常温下都能在浓硫酸、浓硝酸中发生钝化，D选项正确。7.下列叙述正确的是（）锌跟稀硫酸反应制H2，加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率；镀层破损后，白口铁（镀锌的铁）比马口铁（镀锡的铁）更易腐蚀；电镀时，应把镀件置于电解槽的阴极；冶炼铝时，把氧化铝加入液态冰晶石中熔融后电解；钢铁表面常易腐蚀生成Fe2O3nH2OA.全部 B.C. D.答案： B解析：对，因为能组成原电池，反应速率加快。错，因为白口铁
26、（镀锌的铁）镀层破损后，腐蚀锌保护铁，马口铁（镀锡的铁）是腐蚀铁、保护锡；对，因为电镀时，镀件金属作阴极，镀层金属作阳极；对，因为氧化铝熔点很高，只有在冰晶石助熔剂的作用下，在较低温度下就能熔融，可节能降耗；对，因为铁锈的主要成分是Fe2O3nH2O，显红色。8.镀锌铁在发生析氢腐蚀时，若有0.2 mol电子发生转移，下列说法正确的是（ ）有5.6 g金属被腐蚀有6.5 g金属被腐蚀在标准状况下有2.24 L气体放出在标准状况下有1.12 L气体放出A. B.C. D.答案： B解析：镀Zn的铁发生电化学腐蚀，锌作负极：Zn-2e-=Zn2+，有0.2 mol电子转移，有0.1 mol Zn溶
27、解，在正极上：2H+2e-=H2，生成0.1 mol H2。9.下列关于金属腐蚀叙述正确的是 ( )A.金属在潮湿情况下的腐蚀，其实质是： M+nH2O=M(OH) n+H2B.金属的化学腐蚀实质是M+ne-=Mn+，金属得电子被氧化成阳离子C.金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行D.在潮湿的中性环境中，金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀答案： D解析：金属在潮湿的空气中易被腐蚀，但并不一定就是金属与水的反应，把金属腐蚀的条件及原理搞错，故A错；化学腐蚀是金属直接与周围接触的物质发生化学反应，金属失电子，被氧化，B不正确；金属发生化学腐蚀，只要有氧化剂即可，C错。10.（2010山东高考）对金属制品
28、进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。（1）以下为铝材表面处理的一种方法。碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是 （用离子方程式表示）。为将碱洗糟液中铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的 。a.NH3 b.CO2c.NaOH d.HNO3以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为 。取少量废电解液，加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是 。（2）镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是 。（3）利用下图装置可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于 处。若X为锌，开关K置于
29、M处，该电化学防护法称为 。答案：（1）2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2 b2Al+3H2O6e-=Al2O3+6H+因为HCO3与H+反应，使得H+浓度减小，产生Al(OH) 3沉淀（2）阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu2+（3）N 牺牲阳极的阴极保护法解析：（1）冒气泡的原因是Al与NaOH反应，离子方程式为：2Al+2H2O+2OH-=2AlO2+3H2；使AlO-2生成沉淀，最好是通入CO2，若加HNO3，生成的沉淀容易溶解。阳极是Al发生氧化反应，要生成氧化膜，还必须有H2O参加，故电极反应式为：2Al+3H2O6e-=Al2O3+6H+；加入NaHCO3溶液后产生气
30、泡和白色沉淀，是由于废电解液中含有H+，HCO-3与H+反应生成CO2气体，随着H+的减少，溶液碱性增强，产生Al(OH) 3沉淀。（2）电镀时，阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu2+，以补充Cu2+。（3）铁被保护，可以作原电池的正极，或者电解池的阴极，故若X为碳棒，开关K应置于N处,Fe作阴极受到保护；若X为锌，开关K置于M处，铁作正极，锌作负极，称为牺牲阳极的阴极保护法。专题小结知识脉络一、化学反应中的热效应二、化学能与电能的转化专题归纳应用专题1 电化学计算的基本方法原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液pH计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数测定的计算、根据电量求产物的量与根据
31、产物的量求电量等的计算。不论哪类计算，均可概括为下列三种方法：(1)根据电子守恒法计算：用于串联电路，阴、阳两极产物，正、负两极产物，相同电量等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等。(2)根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。（3）根据关系式计算：借得失电子守恒定律关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。特别提示：有关电解的计算，首先要正确书写电极反应式(要特别注意阳极材料)；注意溶液中多种离子共存时，要根据离子放电顺序确定离子放电的先后；最后根据得失电子守恒进行相关计算。考例1在100mL H2SO4、CuSO4的混合溶液中，
32、用石墨作电极电解，两极上均收集到2.24L气体（标准状况），则原混合溶液中Cu2+物质的量浓度为()A.1 molL-1 B.2 molL-1C.3 molL-1 D.4 molL-1解析：根据电极反应式：阴极：Cu2+ +2e-=Cu1 mol 2 moln (Cu2+) 2n (Cu2+)2H+ + 2e-=H22 mol 1mol0.2mol 0.1mol阳极：4OH-4e-=2H2O+O24 mol 1 mol0.4 mol 0.1mol根据两极电子转移相等：2n（Cu2+）+0.2mol=0.4mol则n (Cu2+)=0.1molc (Cu2+)=1molL-1。答案：A考例把两个电解槽串联起来，如图所示，电解一段时间后，铜阴极的质量增加了0.192g,金属X阴极质量增加了0.195g，已知X的摩尔质量为 65gmol-1，求X离子带有的电荷数。解析：分析电极反应，CuSO4溶液中阴极：Cu2+ + 2e-=Cu2mol 1 mol0.006 mol=0.003molX的硫酸盐溶液中阴极：Xn+ne-=Xn mol 1mol0.006mol =0.003mol根据串联电路电子转移数相等：0.006 mol=0.003n mol，则n=2答案：2