高三化學總復習（專題攻略）之電化學 8 金屬的電化學腐蝕與防護

《高三化學總復習（專題攻略）之電化學 8 金屬的電化學腐蝕與防護》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高三化學總復習（專題攻略）之電化學 8 金屬的電化學腐蝕與防護（5頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

金屬的電化學腐蝕與防護 【教學目標】 1．（★★）金屬腐蝕的危害及金屬腐蝕的本質(zhì)原因； 2．（★★）金屬腐蝕的種類，發(fā)生腐蝕的反應式的書寫； 3．（★★）金屬防護的方法。 1. （2014上海）如右圖所示，將鐵棒和石墨棒插入盛有飽和NaCl溶液的U型管中。下列分析正確的是（ ） A．K1閉合，鐵棒上發(fā)生的反應為2H＋＋2e－→H2↑ B．K1閉合，石墨棒周圍溶液pH逐漸升高 C．K2閉合，鐵棒不會被腐蝕，屬于犧牲陽極的陰極保護法 D．K2閉合，電路中通過0.002NA個電子時，兩極共產(chǎn)生0.001mol氣體 【答案】B 【解析】A、K1閉合構成原電池，鐵是活潑的金屬，鐵棒是負極，鐵失去電子，鐵棒上發(fā)生的反應為Fe—2e－→Fe2＋，A不正確；B、K1閉合構成原電池，鐵棒是負極，鐵失去電子，石墨棒是正極，溶液中的氧氣得到電子轉(zhuǎn)化為OH－，電極反應式為O2＋4e－＋2H2O→40H－，石墨棒周圍溶液pH逐漸升高，B正確；C、K2閉合構成電解池，鐵棒與電源的負極相連，作陰極溶液的氫離子放電產(chǎn)生氫氣，鐵不會被腐蝕，屬于外加電流的陰極保護法，C不正確；D、K2閉合構成電解池，鐵棒與電源的負極相連，作陰極溶液中的氫離子放電生成氫氣。石墨棒是陽極，溶液中的氯離子放電生成氯氣，電極反應式分別為2H＋＋2e－→H2↑、 2Cl－－2e－→Cl2↑，電路中通過0.002NA個電子時，兩極均產(chǎn)生0.001mol氣體，共計是0.002mol氣體，D不正確，答案選B。 一. 金屬的腐蝕 1．金屬腐蝕的本質(zhì) 金屬原子失去電子變?yōu)榻饘匐x子，金屬發(fā)生氧化反應的過程。 2．金屬腐蝕的類型 (1) 化學腐蝕與電化學腐蝕 類 型 化學腐蝕 電化學腐蝕 條 件 金屬與接觸到的物質(zhì)直接反應 不純金屬接觸到電解質(zhì)溶液發(fā)生原電池反應 本 質(zhì) M－ne－===Mn＋ 現(xiàn) 象 金屬被腐蝕 較活潑金屬被腐蝕 區(qū) 別 無電流產(chǎn)生 有電流產(chǎn)生 聯(lián) 系 兩者往往同時發(fā)生，電化學腐蝕更普遍 (2) 析氫腐蝕與吸氧腐蝕(以鋼鐵的腐蝕為例進行分析) 類 型 析氫腐蝕 吸氧腐蝕 水膜性質(zhì) 酸性較強 弱酸性或中性 正極反應 2H＋＋2e－===H2↑ 2H2O＋O2＋4e－===4OH－ 負極反應 Fe－2e－===Fe2＋ 總 反 應 Fe＋2H＋=== Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 其他反應 鐵銹的形成：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3， 2Fe(OH)3===Fe2O3xH2O(鐵銹)＋(3－x)H2O 典例1 (2014福建)鐵及其化合物與生產(chǎn)、生活關系密切。 （1）右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。 ① 該電化腐蝕稱為 。 ② 圖中A、B、C、D四個區(qū)域，生成鐵銹最多的是 (填字母)。 （2）用廢鐵皮制取鐵紅(Fe2O3)的部分流程示意圖如下： ① 步驟I若溫度過高，將導致硝酸分解。硝酸分解的化學方程式為 。 ② 步驟II中發(fā)生反應：4Fe(NO3)2＋O2＋(2n＋4)H2O＝2Fe2O3nH2O＋8HNO3，反應產(chǎn)生的HNO3又將廢鐵皮中的鐵轉(zhuǎn)化為Fe(NO3)2，該反應的化學方程式為 。 ③ 上述生產(chǎn)流程中，能體現(xiàn)“綠色化學”思想的是 (任寫一項)。 （3）已知t℃時，反應FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)的平衡常數(shù)K＝0．25。 ① t℃時，反應達到平衡時n(CO)：n(CO2)＝ 。 ② 若在1 L密閉容器中加入0．02 mol FeO(s)，并通入xmolCO，t℃時反應達到平衡。此時FeO(s)轉(zhuǎn)化率為50%，則x＝ 。 【答案】 （1）① 吸氧腐蝕 ②B （2）① 4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O ② 4Fe＋10HNO3＝4 Fe(NO3)2＋NH4NO3＋3H2O ③ 氮氧化物排放少（或其他合理答案） （3）①4：1 ②0．05 （1）① 鋼鐵在海水(中性環(huán)境)中發(fā)生的應該是吸氧腐蝕。 ② 在B點的海水中氧氣濃度最大，發(fā)生的吸氧腐蝕最快，生成的鐵銹最多。 （2）① 硝酸受熱分解產(chǎn)生NO2、O2、H2O，通過氧化還原反應的化合價升降法將其配平。 ②通過示意圖分析，確定HNO3與Fe該反應的生成物除了Fe(NO3)2還有NH4NO3，先根據(jù)得失電子守恒有4Fe＋10HNO3－－4 Fe(NO3)2＋ NH4NO3，再根據(jù)原子守恒得4Fe＋10HNO3＝4 Fe(NO3)2＋ NH4NO3＋3H2O。 ③ 該生產(chǎn)流程中生成了NH4NO3，沒有產(chǎn)生NO、NO2等有毒氣體，減少了氮氧化物的排放量，符號“綠色化學”思想。 （3）① 據(jù)題意有K＝，則n(CO)：n(CO2)＝4： 1。 ② 據(jù)題意有n(CO)：n(CO2)＝(x-0．01)：0．01＝4：1，解得x＝0．05 mol。 【名師點撥】影響金屬腐蝕速率的因素 金屬腐蝕既受到其組成的影響，又受到外界因素的影響。通常金屬腐蝕遵循以下規(guī)律： (1) 在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的速率大小是電解池的陽極>原電池的負極>化學腐蝕>原電池的正極>電解池的陰極。 (2) 在相同濃度的不同溶液中，金屬在電解質(zhì)溶液中的腐蝕>金屬在非電解質(zhì)溶液中的腐蝕；金屬在強電解質(zhì)溶液中的腐蝕>金屬在弱電解質(zhì)溶液中的腐蝕。 (3) 對同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕越快。　　　　 典例2. 下列各情況，在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是 【答案】⑸?、啤、拧、恰、? 二．金屬的防護 1．電化學防護 (1) 犧牲陽極的陰極保護法——利用原電池原理 ① 負極(陽極)是作保護材料的金屬； ② 正極(陰極)是被保護的金屬設備。 (2) 外加電流的陰極保護法——利用電解原理 ① 陰極是被保護的金屬設備； ② 陽極是惰性電極。 2．其他方法 (1) 改變金屬內(nèi)部結構，如制成合金； (2) 使金屬與空氣、水等物質(zhì)隔離，如電鍍、噴油漆等。 典例3．相同材質(zhì)的鐵在下圖中各情形下最不易被腐蝕的是(　　) 【答案】C