高考化學第6章 化學反應與能量 第3講 電解池 金屬電化學腐蝕與防護

第第3 3講電解池金屬電化學講電解池金屬電化學腐蝕與防護腐蝕與防護【最新考綱最新考綱】1.了解電解池的工作原理了解電解池的工作原理，能寫出電極反應和電解池能寫出電極反應和電解池總反應的反應方程式?？偡磻姆磻匠淌?。2.理解金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害、理解金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害、防止金屬腐蝕的措施。防止金屬腐蝕的措施?？键c一電解原理考點一電解原理1電解定義電解定義在在電流電流作用下，電解質在兩個電極上分別發(fā)生作用下，電解質在兩個電極上分別發(fā)生氧氧化反應化反應和和還原反應還原反應的過程。的過程。2能量轉化形式能量轉化形式電能轉化為電能轉化為化學能化學能。3電解池電解池(1)構成條件。構成條件。有與有與電源電源相連的兩個電極。相連的兩個電極。電解質溶液電解質溶液(或或熔融鹽熔融鹽)。形成形成閉合回路閉合回路。(2)電極名稱及電極反應式電極名稱及電極反應式(如下圖如下圖)。(3)電子和離子的移動方向。電子和離子的移動方向。注意：注意：電解時，在外電路中有電子通過，而在溶液電解時，在外電路中有電子通過，而在溶液中是依靠離子定向移動形成電流，即電子本身不會中是依靠離子定向移動形成電流，即電子本身不會通過電解質溶液。通過電解質溶液。電解質溶液導電時，一定會有化學反應發(fā)生嗎？電解質溶液導電時，一定會有化學反應發(fā)生嗎？思考提示：思考提示：一定有化學反應發(fā)生，因為在電解池的一定有化學反應發(fā)生，因為在電解池的兩極有電子轉移，發(fā)生了氧化還原反應，生成了新兩極有電子轉移，發(fā)生了氧化還原反應，生成了新物質，所以一定有化學反應發(fā)生。物質，所以一定有化學反應發(fā)生?！镜淅淅?】(2015福建卷福建卷)某模擬某模擬“人工樹葉人工樹葉”電化電化學實驗裝置如下圖所示，該裝置能將學實驗裝置如下圖所示，該裝置能將H2O和和CO2轉化轉化為為O2和燃料和燃料(C3H8O)。下列說法正確的是。下列說法正確的是()A該裝置將化學能轉化為光能和電能該裝置將化學能轉化為光能和電能B該裝置工作時，該裝置工作時，H從從b極區(qū)向極區(qū)向a極區(qū)遷移極區(qū)遷移C每生成每生成1 mol O2，有，有44 g CO2被還原被還原D a 電 極 的 反 應 為電 極 的 反 應 為 3 C O2 1 8 H 1 8 e=C3H8O5H2O解析：解析：該裝置為電解裝置該裝置為電解裝置，模擬模擬“人工樹葉人工樹葉”，故故為電能轉化為化學能為電能轉化為化學能，A項錯誤；項錯誤；b極連接電源的正極連接電源的正極極，為陽極為陽極，H為陽離子為陽離子，在電解池中向在電解池中向a極極(陰極陰極)區(qū)移動區(qū)移動，B項正確；右側項正確；右側H2OO2發(fā)生的是氧化反應發(fā)生的是氧化反應，每生成每生成1 mol O2，轉移轉移4 mol電子電子，C3H8O中碳元素中碳元素的化合價是的化合價是2，3CO2C3H8O，轉移轉移18 mol電子電子，故生成故生成1 mol O2消耗消耗2/3 mol CO2，C項錯誤；項錯誤；a電極電極發(fā)生的是還原反應：發(fā)生的是還原反應：3CO218H18e=C3H8O5H2O，D項錯誤。項錯誤。答案：答案：B題組一電解原理及規(guī)律題組一電解原理及規(guī)律1(教材改編教材改編)判斷正誤判斷正誤(正確的打正確的打“”“”，錯誤的打，錯誤的打“”)。(1)電解是將電能轉化為化學能電解是將電能轉化為化學能()(2)電解質溶液導電是化學變化，金屬導電是物理變電解質溶液導電是化學變化，金屬導電是物理變化化()(3)電解池的陽極和原電池的正極都發(fā)生氧化反應電解池的陽極和原電池的正極都發(fā)生氧化反應()(4)使用惰性電極電解后的使用惰性電極電解后的NaCl溶液復原，可以滴溶液復原，可以滴加鹽酸加鹽酸()(5)使用惰性電極電解后的使用惰性電極電解后的CuSO4溶液復原，可以溶液復原，可以加入加入Cu(OH)2固體固體()(6)電解電解NaCl溶液的陽極反應一定是溶液的陽極反應一定是2Cl2e=Cl2()解析：解析：原電池的正極發(fā)生還原反應原電池的正極發(fā)生還原反應，(3)錯；惰性錯；惰性電極電解電極電解NaCl溶液后溶液后，應通應通HCl才可復原才可復原，(4)錯；錯；惰性電極電解惰性電極電解CuSO4溶液溶液，需加需加CuO或或CuCO3復復原原，加加Cu(OH)2會多生成水會多生成水，(5)錯；電解錯；電解NaCl溶溶液時若用活潑金屬作陽極的電極液時若用活潑金屬作陽極的電極，則活潑金屬失電則活潑金屬失電子子，(6)錯。錯。答案：答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)2(2015河北衡水模擬河北衡水模擬)Cu2O是一種半導體材料，是一種半導體材料，基于綠色化學理念設計的制取基于綠色化學理念設計的制取Cu2O的電解池示意的電解池示意圖如圖所示，電解總反應為圖如圖所示，電解總反應為2CuH2O Cu2OH2。下列說法正確的是。下列說法正確的是()A石墨電極上產生氫氣石墨電極上產生氫氣B銅電極發(fā)生還原反應銅電極發(fā)生還原反應C銅電極接直流電源的負極銅電極接直流電源的負極D當有當有0.1 mol電子轉移時，有電子轉移時，有0.1 mol Cu2O生成生成解析：解析：從反應中得知從反應中得知Cu在通電時失電子在陽極放在通電時失電子在陽極放電電，發(fā)生氧化反應：發(fā)生氧化反應：2Cu2OH2e=Cu2OH2O，另一電極另一電極(石墨石墨)作陰極作陰極，發(fā)生還原反應：發(fā)生還原反應：2H2O2e=H22OH，轉移轉移0.1 mol電子生電子生成成0.05 mol Cu2O，故故B、C、D項錯。項錯。答案：答案：A題組二電極反應、電解反應方程式的書寫題組二電極反應、電解反應方程式的書寫3(高考組合題高考組合題)(1)(2015新課標新課標卷卷)實驗室用實驗室用NH4Cl、鹽酸、鹽酸、NaClO2(亞氯酸鈉亞氯酸鈉)為原料，通過以為原料，通過以下過程制備下過程制備ClO2：(1)電解時發(fā)生反應的化學方程式為電解時發(fā)生反應的化學方程式為_。(2)(2014新課標新課標卷卷，節(jié)選節(jié)選)PbO2也可以通過石墨為也可以通過石墨為電極電極Pb(NO3)2和和Cu(NO3)2的混合溶液為電解液電解的混合溶液為電解液電解制取。陽極發(fā)生的電極反應式為制取。陽極發(fā)生的電極反應式為_。陰極上觀察到的現(xiàn)象是陰極上觀察到的現(xiàn)象是_；若；若電解液中不加入電解液中不加入Cu(NO3)2，陰極發(fā)生的電極反應式，陰極發(fā)生的電極反應式為為_，這樣做的主要缺點，這樣做的主要缺點是是_。解析：解析：(1)依據(jù)題意依據(jù)題意，電解時產生的氫氣電解時產生的氫氣，說明有說明有H得得電子電子，因此需要分析是負三價的因此需要分析是負三價的N失去電子還是負一價失去電子還是負一價的的Cl失去電子失去電子，根據(jù)后續(xù)題意可以得出根據(jù)后續(xù)題意可以得出，NCl3水解得氨水解得氨氣和次氯酸氣和次氯酸，所以所以NaClO2被次氯酸氧化被次氯酸氧化，所以電解方所以電解方程式是程式是NH4Cl2HCl 3H2NCl3。(2)電解池的陽極發(fā)生失電子反應電解池的陽極發(fā)生失電子反應(氧化反應氧化反應)，因為，因為Pb2PbO2屬于氧化反應屬于氧化反應，所以發(fā)生的電極反應為所以發(fā)生的電極反應為Pb22H2O2e=PbO24H；由于；由于Cu2的放電能力強的放電能力強于于Pb2，故陰極上的電極反應為故陰極上的電極反應為Cu22e=Cu，則陰極產生的現(xiàn)象是石墨上包上銅鍍層；則陰極產生的現(xiàn)象是石墨上包上銅鍍層；若電解液中不加入若電解液中不加入Cu(NO3)2，陰極發(fā)生的電極反應陰極發(fā)生的電極反應式為式為Pb22e=Pb，這樣一來就不能有效利用這樣一來就不能有效利用Pb2。答案：答案：(1)NH4Cl2HCl 3H2NCl3(2)Pb22H2O2e=PbO24H石墨上包上石墨上包上銅鍍層銅鍍層Pb22e=Pb不能有效利用不能有效利用Pb2【歸納提升歸納提升】正確書寫電極反應式的技巧正確書寫電極反應式的技巧(1)做到做到“三看三看”。一看電極材料一看電極材料，若是金屬若是金屬(Au、Pt除外除外)作陽極作陽極，金屬一定被電解金屬一定被電解(注注Fe生成生成Fe2)。二看介質二看介質，介質是否參與電極反應。介質是否參與電極反應。三看電解質狀態(tài)三看電解質狀態(tài)，若是熔融狀態(tài)若是熔融狀態(tài)，就是金屬的電就是金屬的電冶煉。冶煉。(2)規(guī)避規(guī)避“三個三個”失分點。失分點。書寫電解池中電極反應式時書寫電解池中電極反應式時，要以實際放電的離要以實際放電的離子表示子表示，但書寫總電解反應方程式時但書寫總電解反應方程式時，弱電解質要弱電解質要寫成分子式。寫成分子式。要確保兩極電子轉移數(shù)目相同要確保兩極電子轉移數(shù)目相同，且應注明條件且應注明條件“電解電解”。電解水溶液時電解水溶液時，應注意放電順序中應注意放電順序中H、OH之之后的離子一般不參與放電。后的離子一般不參與放電?？键c二電解原理的應用考點二電解原理的應用1電解飽和食鹽水電解飽和食鹽水(1)電極反應。電極反應。陽極：陽極：2Cl2e=Cl2(反應類型：反應類型：氧化反應氧化反應)。陰極：陰極：2H2e=H2(反應類型：反應類型：還原反應還原反應)。電解氯化鈉溶液時，如何用簡便的方法檢驗產物？電解氯化鈉溶液時，如何用簡便的方法檢驗產物？思考提示：思考提示：陽極產物陽極產物Cl2可以用淀粉可以用淀粉KI試紙檢驗，試紙檢驗，陰極產物陰極產物H2可以通過點燃檢驗，可以通過點燃檢驗，NaOH可以用酚可以用酚酞試劑檢驗。酞試劑檢驗。2電鍍和電解精煉銅電鍍和電解精煉銅電解精煉銅時，陽極泥是怎樣形成的？電解精煉銅時，陽極泥是怎樣形成的？思考提示：思考提示：粗銅中往往含有鋅、鐵、鎳、銀、金等粗銅中往往含有鋅、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，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，如金屬活動性位于銅之前的金屬雜質，如Zn、Fe、Ni等也會同時失去電子，但是它們的陽離子比銅離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，所以它們并不能在陰極析出，而只能子難以還原，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，因為失去電子的能力比之后的銀、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，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，后，它們以金屬單質的形式沉積在電解槽底部，形成陽極泥。形成陽極泥。 電鍍過程中電鍍過程中，溶液中離子濃度不變，電解精煉，溶液中離子濃度不變，電解精煉銅時，由于粗銅中含有銅時，由于粗銅中含有Zn、Fe、Ni等活潑金屬等活潑金屬，反應過程中失去電子形成陽離子存在于溶液中反應過程中失去電子形成陽離子存在于溶液中，而而陰極上陰極上Cu2被還原被還原，所以電解精煉過程中所以電解精煉過程中，溶液溶液中的陽離子濃度會發(fā)生變化。中的陽離子濃度會發(fā)生變化?！镜淅淅?】(2014全國新課標全國新課標卷卷)次磷酸次磷酸(H3PO2)是是一種精細磷化工產品，具有較強還原性?；卮鹣铝袉栆环N精細磷化工產品，具有較強還原性?；卮鹣铝袉栴}：題：H3PO2也可用電滲析法制備。也可用電滲析法制備?！八氖译姖B析法四室電滲析法”工作原理如圖所示工作原理如圖所示(陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過陰離子通過)：寫出陽極的電極反應式寫出陽極的電極反應式_。分析產品室可得到分析產品室可得到H3PO2的原因的原因_。早期采用早期采用“三室電滲析法三室電滲析法”制備制備H3PO2：將：將“四室四室電滲析法電滲析法”中陽極室的稀硫酸用中陽極室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替，稀溶液代替，并撤去陽極室與產品室之間的陽膜，從而合并了陽極并撤去陽極室與產品室之間的陽膜，從而合并了陽極室與產品室。其缺點是產品中混有室與產品室。其缺點是產品中混有_雜質，雜質，該雜質產生的原因是該雜質產生的原因是_。題組一電解原理的一般應用題組一電解原理的一般應用1(教材改編教材改編)連線。連線。答案：答案：2使用氯化鈉作原料可以得到多種產品。使用氯化鈉作原料可以得到多種產品。(1)實驗室用惰性電極電解實驗室用惰性電極電解100 mL 0.1 molL1 NaCl溶液，若陰、陽兩極均得到溶液，若陰、陽兩極均得到112 mL氣體氣體(標準狀況標準狀況)，則所得溶液的物質的量濃度是則所得溶液的物質的量濃度是_(忽略反忽略反應前后溶液體積的變化應前后溶液體積的變化)。(2)某學生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用某學生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液，通電時，為使石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液，通電時，為使Cl2被完全吸收，制得有較強殺菌能力的消毒液，設計了被完全吸收，制得有較強殺菌能力的消毒液，設計了如圖的裝置。對電源電極名稱和消毒液的主要成分判如圖的裝置。對電源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的斷正確的_(填字母填字母)。Aa為正極，為正極，b為負極；為負極；NaClO和和NaClBa為負極，為負極，b為正極；為正極；NaClO和和NaClCa為陽極，為陽極，b為陰極；為陰極；HClO和和NaClDa為陰極，為陰極，b為陽極；為陽極；HClO和和NaCl(3)實驗室中很難用亞鐵鹽溶液與燒堿反應制得白實驗室中很難用亞鐵鹽溶液與燒堿反應制得白色純凈的色純凈的Fe(OH)2沉淀。某同學利用上圖裝置，只沉淀。某同學利用上圖裝置，只更換一個電極，通過電解法制取較純凈的更換一個電極，通過電解法制取較純凈的Fe(OH)2沉淀，且較長時間不變色。該同學換上的電解材料沉淀，且較長時間不變色。該同學換上的電解材料是是_(用元素符號表示用元素符號表示)，總的反應，總的反應式是式是_。解析：解析：(1)電解飽和食鹽水的方程式：電解飽和食鹽水的方程式：2NaCl2H2O 2NaOHH2Cl2，產生氣體物質的產生氣體物質的量量n(H2)n(Cl2)0.005 mol，參加反應的參加反應的n(NaCl)0.01 mol，說明說明NaCl恰好電解完全恰好電解完全，溶液變?yōu)槿芤鹤優(yōu)镹aOH溶液溶液，n(NaOH)n(NaCl)0.01 mol，c(NaOH)0.1 molL1。(2)電解飽和電解飽和NaCl溶液時溶液時，陽極失去電子產生陽極失去電子產生Cl2，為了保證為了保證Cl2全部被吸收全部被吸收，則產生則產生Cl2的電極必須在的電極必須在下部下部，下部電極為陽極下部電極為陽極，推出推出b為電源的正極為電源的正極，另一另一極極a為負極。生成的為負極。生成的Cl2與陰極區(qū)產生的與陰極區(qū)產生的NaOH反應：反應：Cl22NaOH=NaClNaClOH2O，則消毒液的則消毒液的主要成分是主要成分是NaClO、NaCl。(3)題目要求通過電解法制取題目要求通過電解法制取Fe(OH)2，電解質溶液電解質溶液是是NaCl溶液溶液，必須通過電極反應產生必須通過電極反應產生Fe2和和OH。根據(jù)電極發(fā)生反應的特點根據(jù)電極發(fā)生反應的特點，選擇鐵作陽極選擇鐵作陽極，鐵發(fā)生鐵發(fā)生氧化反應產生氧化反應產生Fe2；溶液中的陽離子；溶液中的陽離子Na、H向陰向陰極移動極移動，根據(jù)放電順序根據(jù)放電順序，陰極陰極H放電產生氫氣放電產生氫氣，H來源于水的電離來源于水的電離，電極反應式為電極反應式為2H2O2e=H22OH。在電場作用下。在電場作用下，陽極產生的陽極產生的Fe2與陰極產與陰極產生的生的OH在定向移動的過程中相遇在定向移動的過程中相遇，發(fā)生復分解反發(fā)生復分解反應生成應生成Fe(OH)2沉淀。將陽極反應式、陰極反應式疊沉淀。將陽極反應式、陰極反應式疊加得到總的反應式：加得到總的反應式：Fe2H2O Fe(OH)2H2。答案：答案：(1)0.1 molL1(2)B(3)FeFe2H2O Fe(OH)2H2題組二電解原理的綜合應用題組二電解原理的綜合應用3某工廠采用電解法處理含鉻廢水，耐酸電解槽某工廠采用電解法處理含鉻廢水，耐酸電解槽用鐵板作陰、陽極，槽中盛放含鉻廢水，原理示意用鐵板作陰、陽極，槽中盛放含鉻廢水，原理示意圖如下，下列說法不正確的是圖如下，下列說法不正確的是()4用用NaOH溶液吸收煙氣中的溶液吸收煙氣中的SO2，將所得的，將所得的Na2SO3溶液進行電解，可循環(huán)再生溶液進行電解，可循環(huán)再生NaOH，同時得，同時得到到H2SO4，其原理如下圖所示，其原理如下圖所示(電極材料為石墨電極材料為石墨)?！練w納提升歸納提升】電解原理應用的四點注意電解原理應用的四點注意(1)陽離子交換膜陽離子交換膜(以電解以電解NaCl溶液為例溶液為例)，只允許陽離只允許陽離子子(Na)通過通過，而阻止陰離子而阻止陰離子(Cl、OH) )和分子和分子( (Cl2)通過通過，這樣既能防止這樣既能防止H2和和Cl2混合爆炸混合爆炸，又能避免又能避免Cl2和和NaOH溶液作用生成溶液作用生成NaClO影響燒堿質量。影響燒堿質量。(2)電解或電鍍時電解或電鍍時，電極質量減少的電極必為金屬電電極質量減少的電極必為金屬電極極陽極；電極質量增加的電極必為陰極陽極；電極質量增加的電極必為陰極，即溶液即溶液中的金屬陽離子得電子變成金屬吸附在陰極上。中的金屬陽離子得電子變成金屬吸附在陰極上。(3)電解精煉銅電解精煉銅，粗銅中含有的粗銅中含有的Zn、Fe、Ni等活潑等活潑金屬失去電子金屬失去電子，變成金屬陽離子進入溶液變成金屬陽離子進入溶液，其活潑其活潑性小于銅的雜質以陽極泥的形式沉積。電解過程中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電解質溶液中的Cu2濃度會逐漸減小。濃度會逐漸減小。(4)電鍍時電鍍時，陽極陽極(鍍層金屬鍍層金屬)失去電子的數(shù)目跟陰極失去電子的數(shù)目跟陰極鍍層金屬離子得到電子的數(shù)目相等鍍層金屬離子得到電子的數(shù)目相等，因此電鍍液的，因此電鍍液的濃度保持不變。濃度保持不變。6(2015貴州六盤水高三期末貴州六盤水高三期末)用惰性電極電解用惰性電極電解400 mL一定濃度的硫酸銅溶液一定濃度的硫酸銅溶液(不考慮電解過程中溶液不考慮電解過程中溶液體積的變化體積的變化)，通電一段時間后進行如下操作。，通電一段時間后進行如下操作。(1)如果向所得的溶液中加入如果向所得的溶液中加入0.1 mol CuO后，使溶液后，使溶液恰好恢復到電解前的濃度和恰好恢復到電解前的濃度和pH，電解過程中轉移的，電解過程中轉移的電子為電子為_mol。(2)如果向所得的溶液中加入如果向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后，使后，使溶液恰好恢復到電解前的濃度和溶液恰好恢復到電解前的濃度和pH，電解過程中轉，電解過程中轉移的電子為移的電子為_mol。解析：解析：(1)電解硫酸銅溶液的反應方程式為電解硫酸銅溶液的反應方程式為2CuSO42H2O 2Cu2H2SO4O2，從方程式可以看出從方程式可以看出，電解硫酸銅溶液過程中只析出銅和釋放出氧氣電解硫酸銅溶液過程中只析出銅和釋放出氧氣，加入，加入0.1 mol CuO可以使溶液恢復至原來狀態(tài)可以使溶液恢復至原來狀態(tài)，說明參與反說明參與反應的硫酸銅只有應的硫酸銅只有0.1 mol，轉移的電子為轉移的電子為0.2 mol。(2)加入加入0.1 mol Cu(OH)2可以使溶液恢復至原來狀態(tài)可以使溶液恢復至原來狀態(tài)，說明電解過程中不僅硫酸銅被電解說明電解過程中不僅硫酸銅被電解，而且有水被電解。而且有水被電解。0.1 mol Cu(OH)2可以看作是可以看作是0.1 mol的的CuO和和0.1 mol的的H2O，因此電解過程中有因此電解過程中有0.1 mol的硫酸銅和的硫酸銅和0.1 mol的的水被電解。水被電解?！練w納提升歸納提升】電化學定量計算的三種方法電化學定量計算的三種方法(1)根據(jù)電子守恒。根據(jù)電子守恒。用于串聯(lián)電路中電解池陰陽兩極產物、原電池正負用于串聯(lián)電路中電解池陰陽兩極產物、原電池正負兩極產物、通過的電量等類型的計算兩極產物、通過的電量等類型的計算，其依據(jù)是電其依據(jù)是電路中轉移的電子數(shù)相等。路中轉移的電子數(shù)相等。(2)根據(jù)總反應式。根據(jù)總反應式。先寫出電極反應式先寫出電極反應式，再寫出總反應式再寫出總反應式，最后根據(jù)總最后根據(jù)總反應式列出比例式計算。反應式列出比例式計算。(3)根據(jù)關系式。根據(jù)關系式。根據(jù)得失電子守恒關系建立起已知量與未知量之間根據(jù)得失電子守恒關系建立起已知量與未知量之間的橋梁的橋梁，構建計算所需的關系式。構建計算所需的關系式?？键c三金屬的電化學腐蝕與防護考點三金屬的電化學腐蝕與防護1金屬腐蝕的本質金屬腐蝕的本質金屬原子金屬原子失去電子失去電子變?yōu)樽優(yōu)榻饘訇栯x子金屬陽離子，金屬發(fā)生氧化，金屬發(fā)生氧化反應。反應。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?；瘜W腐蝕與電化學腐蝕。(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：鐵銹的形成：鐵銹的形成：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O(鐵銹鐵銹)(3x)H2O。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電池原電池原理。原理。a負極負極：比被保護金屬活潑的金屬；：比被保護金屬活潑的金屬；b正極正極：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電解電解原理。原理。a陰極陰極：被保護的金屬設備；：被保護的金屬設備；b陽極陽極：惰性金屬。：惰性金屬。(2)改變金屬的內部結構，如制成改變金屬的內部結構，如制成合金合金、不銹鋼等。、不銹鋼等。(3)加防護層，如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍、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法。噴鍍或表面鈍化等方法。如圖所示，水槽中試管內有一枚鐵釘，放置數(shù)天如圖所示，水槽中試管內有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：觀察：試管內液面上升，則原溶液呈酸性還是堿性？試管內液面上升，則原溶液呈酸性還是堿性？若試管內液面下降，則原溶液呈酸性還是堿性？若試管內液面下降，則原溶液呈酸性還是堿性？發(fā)生了哪種類型的腐蝕？發(fā)生了哪種類型的腐蝕？思考提示：思考提示：呈弱酸性、堿性或中性。呈弱酸性、堿性或中性。酸性；析氫腐蝕。酸性；析氫腐蝕?！镜淅淅?】(2015重慶卷重慶卷，節(jié)選節(jié)選)(1)研究發(fā)現(xiàn)腐蝕嚴研究發(fā)現(xiàn)腐蝕嚴重的青銅器表面大部分存在重的青銅器表面大部分存在CuCl，采用，采用“局部封閉局部封閉法法”可以防止青銅器進一步被腐蝕。如將糊狀可以防止青銅器進一步被腐蝕。如將糊狀Ag2O涂在被腐蝕部位，涂在被腐蝕部位，Ag2O與有害組分與有害組分CuCl發(fā)生復分解發(fā)生復分解反應，該化學方程式為反應，該化學方程式為_。(2)下圖為青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生的電化學腐蝕的下圖為青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生的電化學腐蝕的示意圖。示意圖。腐蝕過程中，負極是腐蝕過程中，負極是_(填圖中字母填圖中字母“a”“b”或或“c”)；環(huán)境中的環(huán)境中的Cl擴散到孔口，并與正極反應產物和擴散到孔口，并與正極反應產物和負極反應產物作用生成多孔銅銹負極反應產物作用生成多孔銅銹Cu2(OH)3Cl，其，其離子方程式為離子方程式為_；若生成若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl，則理論上消耗氧氣的，則理論上消耗氧氣的體積為體積為_L(標準狀況標準狀況)。解析：解析：(1)Ag2O與與CuCl發(fā)生復分解反應發(fā)生復分解反應，沒有化合價沒有化合價的升價的升價，則化學方程式為則化學方程式為Ag2O2CuCl=2AgClCu2O。(2)根據(jù)圖示根據(jù)圖示，為原電池裝置，負極發(fā)生氧化反應，為原電池裝置，負極發(fā)生氧化反應，化合價升高，腐蝕過程中，負極是化合價升高，腐蝕過程中，負極是c，正極是正極是b，a為為腐蝕之后生成的產物。腐蝕之后生成的產物。環(huán)境中的氯離子擴散到孔口環(huán)境中的氯離子擴散到孔口，并與正極反應產物和并與正極反應產物和負極反應產物作用生成多孔銅銹負極反應產物作用生成多孔銅銹Cu2(OH)3Cl，離子離子方程式為方程式為2Cu23OHCl=Cu2(OH)3Cl。4.29 g Cu2(OH)3Cl的物質的量為的物質的量為4.29 g/241.5 gmol10.02 mol，根據(jù)電極放電量相等根據(jù)電極放電量相等，則理論則理論上耗氧體積為上耗氧體積為0.02 mol22.4 Lmol10.448 L(標標準狀況準狀況)。答案：答案：(1)Ag2O2CuCl=2AgClCu2O(2)c2Cu23OHCl=Cu2(OH)3Cl0.448題組一金屬的電化學腐蝕題組一金屬的電化學腐蝕1下列與金屬腐蝕有關的說法正確的是下列與金屬腐蝕有關的說法正確的是()A圖圖a中，插入海水中的鐵棒，越靠近底端腐蝕越中，插入海水中的鐵棒，越靠近底端腐蝕越嚴重嚴重B圖圖b中，開關由中，開關由M改置于改置于N時，時，CuZn合金的腐蝕合金的腐蝕速率減小速率減小C圖圖c中，接通開關時中，接通開關時Zn腐蝕速率增大，腐蝕速率增大，Zn上放出上放出氣體的速率也增大氣體的速率也增大D圖圖d中，中，ZnMnO2干電池自放電腐蝕主要是由干電池自放電腐蝕主要是由MnO2的氧化作用引起的的氧化作用引起的解析：解析：圖圖a中中，鐵棒發(fā)生電化學腐蝕鐵棒發(fā)生電化學腐蝕，靠近底端的部靠近底端的部分與氧氣接觸少分與氧氣接觸少，腐蝕程度較輕腐蝕程度較輕，A項錯誤；圖項錯誤；圖b中中開關由開關由M改置于改置于N，CuZn作正極作正極，腐蝕速率減小腐蝕速率減小，B項正確；圖項正確；圖c中接通開關時中接通開關時Zn作負極作負極，腐蝕速率增腐蝕速率增大大，但氫氣在但氫氣在Pt上放出上放出，C項錯誤；圖項錯誤；圖d中干電池自中干電池自放電腐蝕是放電腐蝕是Zn與與C活動性不同形成原電池活動性不同形成原電池，與與MnO2性質無關性質無關，MnO2的作用是原電池放電過程中吸收的作用是原電池放電過程中吸收H元素防止電池溶脹元素防止電池溶脹，D項錯誤。項錯誤。答案：答案：B2(2014福建卷福建卷，節(jié)選節(jié)選)鐵及其化合物與生產、生鐵及其化合物與生產、生活關系密切。如圖是實驗室研究海水對鐵閘不同活關系密切。如圖是實驗室研究海水對鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面示意圖。部位腐蝕情況的剖面示意圖。(1)該電化學腐蝕稱為該電化學腐蝕稱為_。(2)圖中圖中A、B、C、D四個區(qū)域，生成鐵銹最多的是四個區(qū)域，生成鐵銹最多的是_(填字母填字母)。解析：解析：(1)金屬在中性和較弱的酸性條件下發(fā)生的是金屬在中性和較弱的酸性條件下發(fā)生的是吸氧腐蝕。吸氧腐蝕。(2)發(fā)生吸氧腐蝕發(fā)生吸氧腐蝕，越靠近液面接觸到的，越靠近液面接觸到的O2越多越多，生生成的鐵銹越多。成的鐵銹越多。答案：答案：(1)吸氧腐蝕吸氧腐蝕(2)B【歸納提升歸納提升】電化學腐蝕規(guī)律電化學腐蝕規(guī)律(1)對同一種金屬來說對同一種金屬來說，腐蝕的快慢：強電解質溶液腐蝕的快慢：強電解質溶液弱電解質溶液非電解質溶液。弱電解質溶液非電解質溶液。(2)活動性不同的兩金屬：活動性差別越大活動性不同的兩金屬：活動性差別越大，活動性活動性強的金屬腐蝕越快。強的金屬腐蝕越快。(3)對同一種電解質溶液來說對同一種電解質溶液來說，電解質溶液濃度越大電解質溶液濃度越大，腐蝕越快腐蝕越快，且氧化劑的濃度越高且氧化劑的濃度越高，氧化性越強氧化性越強，腐腐蝕越快。蝕越快。(4)電解原理引起的腐蝕原電池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化學腐蝕有防護措施的腐蝕?；瘜W腐蝕有防護措施的腐蝕。( (5)從防腐措施方面分析從防腐措施方面分析，腐蝕的快慢為：外加電流腐蝕的快慢為：外加電流的陰極保護法防腐的陰極保護法防腐犧牲陽極的陰極保護法防腐犧牲陽極的陰極保護法防腐有有一般防護條件的防腐一般防護條件的防腐”“”或或“”)。(3)利用下圖所示的裝置，可以模擬鐵的電化學防利用下圖所示的裝置，可以模擬鐵的電化學防護。若護。若X為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，開關為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，開關K應置于應置于_(填填“M”或或“N”)處。若處。若X為鋅，開關為鋅，開關K置置于于M處，該電化學防護法稱為處，該電化學防護法稱為_。解析：解析：(3)鐵被保護鐵被保護，可以作原電池的正極或電解池，可以作原電池的正極或電解池的陰極。故若的陰極。故若X為碳棒為碳棒，開關開關K應置于應置于N處處，F(xiàn)e作陰作陰極受到保護；若極受到保護；若X為鋅為鋅，開關開關K置于置于M處處，鐵作正極鐵作正極，稱為犧牲陽極的陰極保護法。稱為犧牲陽極的陰極保護法。答案：答案：(1)2Al3H2O6e=Al2O36H(2)能向電鍍液中不斷補充能向電鍍液中不斷補充Cu2，使電鍍液中的，使電鍍液中的Cu2濃度保持恒定濃度保持恒定(3)N犧牲陽極的陰極保護法犧牲陽極的陰極保護法