电解池金属的电化学腐蚀与防护

答案 D 解析 氯碱工业中阳极是Cl-放电生成Cl2,A错误;电解精炼铜时阳极上粗铜 溶解,阴极上Cu2+放电析出Cu,由于粗铜中含有锌、铁等比铜活动性强的杂 质金属,活动性强的金属先放电,因此电解质溶液中Cu2+浓度变小,B错误;铁 片上镀铜时,阴极应该是铁片,阳极是纯铜,C错误。
考向2 利用电解原Байду номын сангаас制备有机化合物
考向3 利用电解原理治理污染问题 例3.某些无公害免农药果园利用如图所示电解装置进行果品的安全生产, 解决了农药残留所造成的生态及健康危害问题。下列说法正确的是( ) A.a为直流电源的负极,与其相连的电极为阴极 B.离子交换膜为阴离子交换膜 C.“酸性水”具有强氧化性,能够杀菌 D.阴极反应式为H2O+2e-===H2↑+O2-
答案 C 解析 右侧Cl-放电得到ClO-,ClO-再氧化CN-生成N2,则右侧电极为阳极,b为 电源的正极,A错误;b为电源的正极,则a为电源的负极,左侧电极为阴极,发 生反应2H2O+2e-===H2↑+2OH-,阴离子增加,污水中的Na+会通过隔膜Ⅰ进 入左侧,形成NaOH溶液,则隔膜Ⅰ为阳离子交换膜,B错误;由A、B可知左 侧电极反应为2H2O+2e-===H2↑+2OH-,则X为H2,C正确;生成的2.24 L N2未 标明条件,无法求得电路中通过电子的量,D错误。
例2.(2023山东潍坊模拟)科技工作者开发以乙醇为原料制备
DDE(
)的电解装置如图所示。下列说法错误的是( )
A.电源的电极电势:a>b B.阳极电极反应式为C2H5OH+Cl-2e-===C2H5OCl+H+ C.乙醛为该转化过程的催化剂 D.每产生1 mol DDE,电路中通过2

B．电解过程中废水的 pH 不发生变化
C．电解过程中有 Fe(OH)3 沉淀生成 D．电路中每转移 12 mol 电子，最多有 1 mol Cr2O27－被还原
解析：铁作阳极，反应为 Fe－2e－===Fe2＋，Fe2＋还原 Cr2O27－，反应过程 中阴极为 H＋放电同时 Fe2＋还原 Cr2O27－也消耗 H＋，c(H＋)变小，pH 变大， B 项错误。 答案：B
金属 Na、Ca、Mg、Al 等。
总方程式
阳极、阴极反应式
冶炼 钠
2NaCl(熔融)=电==解==2Na＋Cl2↑
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2Na＋＋2e－===2Na
冶炼 镁
MgCl2(熔融)=电==解==Mg＋Cl2↑
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：Mg2＋＋2e－===Mg
6．[双选]实验室以某燃料电池为电源模拟工业上用电解法治理亚硝酸盐对水体的

污染的装置如图所示，电解过程中 Fe 电极附近有 N2 产生。下列说法不正确的
是
()
A．电解过程中，装置甲中 Fe 电极附近溶液颜色变化为无色→黄色→浅绿色 B．b 电极的电极反应式：2NO3－＋10e－＋12H＋===N2↑＋6H2O C．装置乙的中间室中的 Na＋移向右室，Cl－移向左室 D．1 mol 甲醇参加反应时，整个装置能产生 0.6 mol N2
题点(二) 电解原理在治理废水方面的应用
4．用电解法处理酸性含铬废水(主要含有 Cr2O27－)时，以铁板作阴、阳极，处
理过程中发生反应：Cr2O27－＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，最后
Cr3＋以 Cr(OH)3 形式除去。下列说法中错误的是

2.外加电流的阴极保护法 利用电解池原理,把被保护的钢铁设备作为阴极,用惰性电极作 为辅助阳极,在电解质溶液里,接外加直流电源。如图所示:
一二
思考感悟 电化学防护的实质是什么? 提示:电化学防护的实质是把被保护的金属作原电池的正极或电 解池的阴极,不参与电极反应,从而不被氧化。
一、化学腐蚀与电化学腐蚀的区别和联系
中性或碱性
性较强
现象 无电流产生
有微弱电流产生
化学腐蚀 电化学腐蚀(主要)
反应
负极:Fe-2e- Fe2+
式(以 2Fe+3Cl2 铁腐蚀 2FeCl3
为例)
正极:2H2O+O2+4e4OH-
正极:2H++2eH2↑
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
特别提醒只有在金属活动ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ顺序中位于氢前面的金属才可能发生 析氢腐蚀,位于氢之后的金属只能发生吸氧腐蚀。
知识点1 知识点2 知识点3
点拨主要从以下几个方面来解决此类题目。 ①正确地判断出金属腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀。 ②如果是电化学腐蚀,判断出正、负极,一般活泼的金属为负极
被腐蚀,不活泼的金属为正极被保护。
知识点1 知识点2 知识点3
金属腐蚀快慢的比较 【例题2】 如图,各烧杯中盛有海水,铁在其中被腐蚀由快到慢的 顺序为( )
三、金属的电化学防护 1.金属的防护方法
2.金属的电化学防护 (1)牺牲阳极的阴极保护法。 将还原性较强的金属作为保护极与被保护金属相连构成原电池, 还原性较强的金属将作为负极发生氧化反应而被损耗,被保护金属 作为正极就可以避免被腐蚀。这种保护法牺牲了阳极保护了阴极。 (2)外加电流的阴极保护法。 将被保护金属与外加直流电源的负极相连让其成为阴极,而将外 加直流电源的正极接到惰性电极上,让其成为阳极。

到慢的顺序为⑤>④>②>①>③>⑥.
[答案] C
金属的腐蚀快慢顺序为：电解池的阳极>原电池的
负极>化学腐蚀>原电池的正极>电解池的负极．
2．下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是 ①纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗
(
)
②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 ③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 ④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 A．①② C．③④ B．②③ D．①③
解析：构成的原电池中铁棒作负极：2Fe－4e－ === 2Fe2＋，
石墨棒作正极：O2＋4e－＋2H2O === 4OH－. 答案：B
4．钢铁发生电化学腐蚀时，负极发生的反应 A．2H＋＋2e－ === H2↑ B．2H2O＋O2＋4e－ === 4OH－ C．Fe－2e－ === Fe2＋
(
)
D．4OH－－4e－ === 2H2O＋O2↑
＋O2＋4e－=== ＋2e－ === H2↑
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．
如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，则原溶液呈______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
能很好地考查学生的学科内综合能力和实验探究能力．

(2)铁锅锈蚀的电极反应方程式为：
负极 2Fe- 4e- =2Fe2+ ，正极2H2O+O2+4e-=4OH-。 正、负极电极反应的产物会继续发生反应，反应的离
子方程式或化学方程式为
2Fe＋O2＋2H2O＝2Fe(OH)2、 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝
4Fe(OH)3
2Fe(OH)3＝Fe2O3·xH2O＋(x－3)H2O
电化 学
防护
应用
牺牲阳极的 阴极保护法
一些钢铁设备如锅炉 内壁、船体外壳等装
上镁合金或锌片
外加电流的 阴极保护法
土壤、海水及水中的 金属设备
实例
示意 图
●案例精析
【例1】关于金属腐蚀的叙述中，正确的是( C )
A．金属被腐蚀的本质是M＋nH2O＝M(OH)n＋ n/2H2↑
B．马口铁(锡铁)镀层破损后被腐蚀时，首先是 镀层被氧化
以下现象与电化学腐蚀无关的是 ( D ) A．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿 B．生铁比纯铁芯(几乎是纯铁)容易生锈 C．铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁
锈
D．银质奖牌(纯银制成)久置后表面变暗
以下现象与电化学腐蚀无关的是( D ) A．镀锡铁器比镀锌铁器表面破损时更易被腐
蚀
B．生铁比纯铁容易生锈 C．镶有相邻的银牙和金牙容易引起头痛 D．输送氯气的钢管易被氯气腐蚀
(2)钢铁吸氧腐蚀的原理：
在潮湿的空气中，钢铁表面溶解有氧气，它与钢 铁中的碳和铁形成了原电池。这些微小的原电池 遍布钢铁表面。
负极(Fe)：2Fe－4e－＝2Fe2＋(氧化反应)
正极(C)：2H2O＋O2＋4e－＝4OH－(还原反应) 总反应：2Fe＋O2＋2H2O＝2Fe(OH)2 Fe(OH)2继续与空气中的O2作用，生成Fe(OH)3， 再生成铁锈。

第三节电解池金属的电化学腐蚀与防护复习目标：１.了解电解池的工作原理，能写出电极反应式和电池反应方程式。

2.了解电镀池与精炼池的原理，能分析常见的电镀池和精炼池。

3.能够进行有关电解产物的判断和计算。

４.认识金属腐蚀的危害，理解金属发生电化学腐蚀的原因，能选用恰当的措施防止铁、铝等金属腐蚀。

主干知识梳理一、电解的原理１．电解（１）定义：在________作用下，电解质在两个电极上分别发生____＿＿和__＿____＿__的过程。

（2)特点:①电解过程是非自发的。

②电解质导电一定发生_____＿___＿___＿＿＿。

2.电解池：(１）定义：将_____＿转化为___＿__＿_＿_的装置。

阳极(3）构成条件①有与_＿_____相连的两个电极。

②_＿＿___＿__＿(或＿＿＿_＿_＿_＿)。

③形成________。

例1.下列四种装置中，①盛20０ mL 0．００５ mol·L－1硫酸铜溶液②盛2０0 ｍL ０.01 mｏl·L-1硫酸③盛２00 mＬ氯化锌溶液④盛2０0 ｍL氯化钾溶液上述四种装置中,为电解池的是_＿____ (用编号回答),装置①中两电极的电极反应式分别为_＿______＿____＿__＿_＿__＿__＿___＿___＿___＿_____例２.电解原理在化学工业中有广泛应用。

下图表示两个串联的电解池。

图中B装置中盛有1 Ｌ２ｍｏｌ·L-1Nａ2ＳO4溶液,A装置中盛有1 Ｌ 2 moｌ·L－1ＡｇNO3溶液。

通电后，铂片上有气体生成。

(1)电源X极为____＿＿__极。

(2)Ｂ池中阳极电极反应式为＿_____＿_______＿_,阴极电极反应式__＿____＿__＿_＿__＿______。

(3)A池中阳极电极反应式为_＿______＿_＿____＿__＿_______,电解化学方程式为____＿＿______＿_＿＿_＿＿___＿_＿__＿_＿＿__例3.Ⅰ．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____＿＿_＿＿___＿_＿＿___＿_＿__＿。

第20讲电解池金属的腐蚀与防护复习目标1.认识电能与化学能相互转化的实际意义及其重要应用。

2.了解电解池的工作原理，认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。

3.了解金属发生电化学腐蚀的本质，知道金属腐蚀的危害，了解防止金属腐蚀的措施。

4.能分析、解释电解池的工作原理，能设计简单的电解池。

考点一电解原理必备知识整理1.电解与电解池(1)电解：使________通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阳极、阴极引起____________的过程。

(2)电解池：将______直接转化为______的装置。

(3)电解池的构成①有与________相连的两个电极；②________溶液(或________)；③形成________。

2．电解池的工作原理(1)工作原理(2)以惰性电极电解CuCl2溶液为例分析电子和离子的移动方向(惰性电极))3．阴、阳两极上的放电顺序 (1)阴极(与电极材料无关)氧化性强的先放电，放电顺序如下：阳离子放电顺序：Ag ＋＞Fe 3＋＞Cu 2＋＞H ＋(酸)＞Fe 2＋＞Zn 2＋＞H ＋(水)＞Al 3＋＞Mg 2＋。

①若金属阳离子(Fe 3＋除外)放电，则得到相应金属单质；若H ＋放电，则得到H 2。

②放电顺序本质遵循氧化还原反应的优先规律，即得(失)电子能力强的离子先放电。

(2)阳极(与电极材料有关) ①活性电极作阳极(除Au 、Pt 以外的金属)，则活性电极本身失去电子，发生氧化反应。

Cu －2e －===Cu 2＋，Fe －2e －===Fe 2＋。

②惰性电极作阳极(Pt 、Au 、石墨碳棒) 离子的放电顺序如下：4．惰性电极电解电解质溶液的产物判断(图示)示例：用惰性电极电解CuSO 4溶液(放O 2生酸型)阳极反应式：2H 2O －4e －===O 2↑＋4H ＋(或4OH －－4e －===2H 2O ＋O 2↑)阴极反应式：2Cu 2＋＋4e －===2Cu电解总反应式：2CuSO 4＋2H 2O=====电解2Cu ＋O 2↑＋2H 2SO 4 微点拨（1）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。

法可以防止钢铁腐蚀，通常将钢铁与电源的负极相连，另一惰性电 极作为阳极，通电后电子流向被保护的钢铁设备，在钢铁表面积累 大量的负电荷； 从而抑制钢铁失去电子， 故 A 项错误； 铁比锡活泼， 构成原电池时，铁优先失电子被氧化，腐蚀速度加快，B 项错误； 利用原电池原理防止钢铁腐蚀时，通常将铁与更活泼的金属相连， 更活泼的金属作负极，失去电子，而铁作正极，得到保护，此方法 叫牺牲阳极的阴极保护法，故 C 项正确；若钢铁与铜相连，铁比铜 活泼，作负极，失电子被氧化，腐蚀速度加快，D 项错误。
答案：C
5．下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是(
)
A．钢铁与外加直流电源的正极相连可以保护它不受腐蚀 B．镀锡铁表面有划损时，仍然能阻止铁被氧化 C．利用牺牲阳极的阴极保护法防止钢铁腐蚀时，钢铁作正极 D．在海轮外壳连接铜块可以保护钢铁外壳不受腐蚀
[解析]
本题考查金属的腐蚀与防护。用外加电流的阴极保护
[答案] C
6．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
－
＋
解析：A 项：钢管与电源负极相连被保护，与电源正极相连被 腐蚀；C 项：因形成原电池，铁(钢)作负极被腐蚀；D 项：负极反 应应为 Fe－2e ===Fe2 。
A．Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ C．Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ
B．Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ D．Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ
答案：B
4．(2012· 安徽江南十校)如图装置中，小试管内为红墨水，带 有支管的 U 形管中盛有 pH＝4 的雨水和生铁片。经观察，装置中 有如下现象：开始时插在小试管中的导管内的液面下降，一段时间 后导管内的液面回升， 略高于 U 形管中的液面。 以下有关解释合理 的是( )

原电池与电解池对比，金属的电化学腐蚀与防护电解池有电源，两极可以相同，2.金属腐蚀的本质：金属单质失去电子变为金属阳离子的过程，金属发生氧化反应（填“氧化”或“还原”）。

3.金属腐蚀的类型（2空气或中性溶液中发生吸氧腐蚀；而在NH4Cl溶液、稀H2SO4等酸性溶液中发生析氢腐蚀。

注意：a.正确判断金属所处环境的酸碱性是辨别金属析氢腐蚀、吸氧腐蚀的关键。

如金属在潮湿的空气或中性溶液中发生吸氧腐蚀；而在NH4Cl溶液、稀H2SO4等酸性溶液中发生析氢腐蚀。

b.生活中铁生锈过程涉及的化学反应有________________________________________________。

4.金属的防护（1）电化学防护利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。

为减缓铁的腐蚀：a.若开关K置于M处，则X应为比铁活泼的金属Zn等，该电化学防护法称为牺牲负极的正极保护法。

或牺牲阳极的阴极保护法。

b.若开关K置于N处，则铁作阴极，铁很难被腐蚀，该电化学防护法为外加电流的阴极保护法。

总结：如果想利用原电池原理保护某金属，则应该让该金属作______极，找一个比它更活泼的金属材料作_________极。

如果想利用电池池原理保护某金属，则应该让该金属作______极。

（2）改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。

（3）加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、喷镀或表面钝化等方法。

5.判断金属腐蚀快慢的规律：（1）金属腐蚀速率的快慢：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。

注：原电池原理引起的腐蚀中，活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越_________。

（2）如果金属有防护措施，则防护效果：电解原理引起的防护>原电池原理引起的防护>有物理防护的措施。

例1.（金属的电化学腐蚀：吸氧腐蚀与析氢腐蚀）1.用如图所示装置研究电化学腐蚀及防护。

关于图1和图2的叙述正确的是（D ）A.负极反应均是：Fe-2e→Fe2+B.正极反应均是：O2+2H2O+4e→4OH-C.铁均被保护D.图2的灯泡更亮例2.（金属的电化学防护：牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法）2.关于钢铁电化学保护两种方法的说法，正确的是（ C ）A.牺牲阳极阴极保护法利用的是电解原理B.外加电流阴极保护法利用的是原电池原理C.牺牲阳极阴极保护法中钢铁为正极D.外加电流阴极保护法中钢铁为阳极例3.（原电池与电解池综合）3.某课外兴趣小组用下图装置进行实验，试回答：（1）若开始时开关K与a连接，则A电极反应式为___________________________。

(3)电极反应 阳极：Ag－e－===Ag＋ ；阴极： Ag＋＋e－===Ag 。 阳 阴 (4)特点： 极溶解， 极沉积，电镀液的 不变 浓度 。 3. 粗铜的精炼(粗铜中通常含有Zn、Fe、Ni、 Ag、Au等杂质)
电极 名称 阳极
电极 材料 粗铜
电极反应
－===Cu2－ ＋ Cu － 2e － 2 ＋ Zn－2e ===Zn ，Fe－2e 2＋＋2e－===Cu 2＋ Cu ===Fe ，Ni－2e－===Ni2＋，
电解 2NaCl( 熔融 )===== 2Na＋Cl2↑ (1)钠的冶炼：总反应： ；
阴极： 2Na ＋2e ===2Na ；阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑。 电解 MgCl ( 熔融 )===== Mg＋Cl2↑ 。 2 (2)Mg的冶炼：总反应： 电解 (3)Al的冶炼：总反应： 2Al2O3(熔融)=====4Al＋3O2↑ 。
[固本自测] 2. 用惰性电极电解下列物质的水溶液，写出 电极反应式及总反应式。 (1)电解CuSO4溶液： 阳极反应式： _________________， 阴极反应式： _________________， 总反应的离子方程式： _________________。 (2)电解AgNO3溶液：
阴极 ②离子：阳离子移向电解池的 移向电解池的 。 阳极 (4)举例(电解CuCl2溶液)
，阴离子
通电 CuCl ===== Cu＋Cl2↑ 2 总反应方程式：
。
[特别提醒] (1)电解质溶液导电的过程，就是 电解的过程，即电流通过电解质溶液，必然 会引起氧化还原反应。 (2)判断原电池和电解池的关键是看是否有外 加电源。 (3)电解池与原电池的比较
电解质 溶液 CuSO4 溶液

1、原理 防止金属失电子 2、电化学防护 ⑴ 牺牲阳极保护法
（原电池原理）
形成原电池反应时， 负极材料很快被腐蚀， 而正极材料不容易被 腐蚀（被保护）。
⑵.外加电流的阴极保护法 电解池原理 将被保护金属作为 电解池的阴极，另一 导电物质作为阳极， 在外加直流电的作用 下使阴极得到保护。 辅助阳极 （石墨）
在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢：
电解池的阳极＞原电池的负极＞化学腐蚀＞ 原电池的正极＞电解池的阴极
防腐措施由好到坏的顺序如下：
外接电源的阴极保护法＞牺牲阳极的阴极保护 法＞有一般防腐条件保护＞无防腐条件
金属的电化学防护
上述各情况下，其中Fe片腐蚀由快到慢的
顺序是 5、2、1、3、4 。
金属的电化学防护
小结：电解池及原电池的应用----金属的防护
1）金属腐蚀快慢的判断 ①电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀> 化学腐蚀> 有防腐蚀措施的腐蚀 ②同一种金属的腐蚀：
强电解质>弱电解质>非电解质 2）金属的防护方法
①改变金属内部结构 ②覆盖保护层 ③电化学保护法 外加电源的阴极保护法 牺牲阳极的阴极保护法
钢铁的腐蚀
吸氧腐蚀 析氢腐蚀
发生 钢铁表面吸附的水膜中溶有O2 并呈 钢铁表面吸附的水膜呈现较 （ O ） 条件 极弱酸性或中性，反应中 强酸性。反应时有 H2 2 得电子被还原为 OH
。
析出。
负 极 电极 反应 正 极
2Fe-4e-＝2Fe2＋ O2+2H2O+4e-=4OH-
Fe-2e-＝Fe2＋ 2H++2e-=H2
金属的电化学防护
思考与交流：根据你的所学知识以及生活经历，说说 金属有哪些防护方法？ 1、改变金属内部组成结构而增强抗腐蚀能力 （不锈钢、青铜器） 2、在金属表面覆盖保护层 （1）涂矿物质油脂，油漆或覆盖搪瓷塑料。 （2）镀抗蚀金属－－电镀、热镀、喷镀法。 （3）用化学方法使其表面形成一层致密氧化膜。 3、电化学保护法 牺牲阳极的阴极保护法 (轮船船身上的锌块、地下钢铁管道接镁块)

目夺市安危阳光实验学校第二节 电解池 金属的腐蚀与防护1.了解电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。

(高频)2.理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。

(中频)电解原理1．电解、电解池2．电解池的组成和工作原理(电解CuCl2溶液) 总反应方程式：CuCl2=====电解Cu ＋Cl2↑电解原理的应用1．氯碱工业制烧碱、氯气和氢气 2．电镀电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法，也用在金属的精炼上。

如电镀铜或电解精炼铜含锌、铁等杂质时： 3．电冶金冶炼钠、钙、镁、铝等活泼金属，必须用电解法。

如电解熔融氯化钠得到钠时：金属的腐蚀与防护1．化学腐蚀和电化学腐蚀的比较金属腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀条件 金属与接触到的物质直接发生反应 不纯金属接触到电解质溶液发生原电池反应 区别无电流产生有微弱电流产生实质与联系(1)实质都是金属原子失去电子被氧化而损耗；(2)化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍、危害性更大、腐蚀速率更快2.钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 水膜性质 酸性较强 酸性很弱或呈中性负极反应Fe －2e －===Fe2＋ 正极反应2H ＋＋2e －===H2↑2H2O ＋O2＋4e －===4OH － 其他反应及产物 Fe2＋＋2OH －=== Fe(OH)2 2Fe ＋O2＋2H2O===2Fe(OH)24Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)32Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O ＋(3－x)H2O 普遍性吸氧腐蚀更普遍3.金属的防护(1)电化学防护法⎩⎪⎨⎪⎧牺牲阳极的阴极保护法——原电池原理外加电流的阴极保护法——电解原理(2)其他：改变金属内部结构和金属表面外加保护层 1．易误诊断(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)电解是把电能转变成化学能( ) (2)电解是把化学能转变成电能( )(3)电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化( ) (4)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现( ) (5)镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更容易生锈( )(6)根据得失电子守恒可知电解精炼铜时，阳极减少的质量和阴极增加的质量相等( )(7)在入海口的钢铁闸门上装一定数量的铜块可防止闸门被腐蚀( )(8)外加电流的阴极保护法是将被保护金属接在直流电源的正极( )【答案】(1)√(2)×(3)√(4)√(5)√(6)×(7)×(8)×2.如图所示，甲、乙两试管中各放一枚铁钉，甲试管中为NH4Cl溶液，乙试管中为NaCl溶液，数天后导管中观察到的现象是____________，甲中正极反应为_________________________________，乙中正极反应为____________。

钢铁的析氢腐蚀示意图
钢铁的吸氧腐蚀示意图
钢铁在潮湿的空气中发生的电化学腐蚀的原理： 负极（Fe）： Fe—2e— = Fe2+ 正极（C）： 2H++2e— = H2↑ 或2H2O+O2+4e— = 4OH—
【讨论】两者情况的进一步反应或总反应
三、金属的防护
1、 改善金属的内部组织结构(内因) ——制成 合金（不锈钢） 2、在金属表面覆盖保护层——电镀、油漆、 钝化等 3、电化学保护法——牺牲阳极的阴极保护法、 外加直流电源的阴极保护法
电解原理在化学工业中有广泛的应用。如图表示一 个电解池，装有电解液a；X，Y是两块电极板，通过导 线与直流电源相连。请回答以下问题： (1)若X，Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开 始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则： ++2e— = H ↑ 2H ①电解池中X极上的电极反应式为 _____ 。 2 在X极附近观察到的现象是______ 。 有气泡且溶液变红 - - 2e— = Cl ↑ 2Cl， ②Y电极上的电极反应式为____ 2 将湿润的淀粉KI试 检验该电极反应产物的方法是___ (2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液 a 纸接近管口 选用溶液，则： 2++2e— = Cu Cu Cu ①X电极的材料是__ ，电极反应式为 __ 。 ②Y电极的材料是__ ，电极反应式为 __ 粗 Cu Cu -。 2e— = Cu2+ (说明：杂质发生的电极反应不必写出)
阳极：镀层金属
阴极：待镀金属制品 电镀液：含有镀层金 铜片
硫酸铜溶液 待镀件
属的电解质
实质：阳极参加反应的电解
电镀铜原理
阳极：镀层金属（纯铜板） 阴极：待镀金属制品

金属的电化学腐蚀与防护知识与技能目标（1）知道金属腐蚀的两种类型（化学腐蚀和电化学腐蚀）。

（2）能解释金属发生电化学腐蚀的原因,认识金属腐蚀的危害。

（3）掌握化学腐蚀与电化学腐蚀的比较 （4）掌握影响金属腐蚀快慢的比较 一、金属的电化学腐蚀 （一）金属腐蚀：1、定义：是指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。

2、本质：M – ne- → Mn+（氧化反应）3、类型：化学腐蚀——直接反应 电化学腐蚀——原电池反应 （二）化学腐蚀1、定义：金属与接触到的干燥气体（如 、 、 等）或非电解质液体（如 ）等直接发生化学反应而引起的腐蚀。

如：钢管被原油中的 腐蚀，2、影响因素：与接触物质的氧化性越强、温度越高，化学腐蚀越 。

（三）电化学腐蚀：1、定义：不纯的金属跟电解质溶液接触时。

会发生 反应 的金属失去电子而被 。

如 在潮湿的空气中生锈。

[实验探究]：将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放入下图具支试管中，观察导管中2、类型：⑴ 吸氧腐蚀：中性或酸性很弱或碱性条件下，易发生 腐蚀。

负极：2Fe - 4e- = 2Fe 2+正极：O 2 + 2H 2O + 4e-= 4OH -电池反应：2Fe+ O 2 +2 H 2O =2Fe(OH)2 进一步反应：4Fe(OH)2 +O 2 + 2H 2O = 4 Fe(OH)32Fe(OH)3+ x H 2O =Fe 2O 3·xH 2O+3 H 2O ⑵析氢腐蚀：当钢铁处于酸性环境中 负极：Fe - 2e - = Fe 2+正极：2H ++ 2e- =H 2↑电池反应：Fe + 2H +=Fe 2++ H 2↑食盐水 浸泡过 的铁钉⑶析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条 件 水膜呈 水膜呈负极（Fe 极）电极反应正极（C 极）总反应联系3、化学腐蚀与电化学腐蚀的比较：例1、如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：⑴若液面上升，则溶液呈 性， 发生 腐蚀，电极反应式为：负极： 正极：⑵若液面下降，则溶液呈 性，发生 腐蚀， 电极反应式为：负极： 正极：例2、钢铁在锈蚀过程中，下列5种变化可能发生的是 （ ） ①Fe 由+2价转化为+3价 ②O 2被还原 ③产生H 2 ④F e (O H )3失水形成Fe 2O 3·H 2O ⑤杂质碳被氧化除去A . ①②B . ③④C . ①②③④D . ①②③④⑤ 二、金属的电化学防护 1、牺牲阳极的阴极保护法原电池的负极（阳极）的金属被腐蚀原电池的正极（阴极）的金属被保护⑴原理：形成原电池反应时，让被保护金属做 极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。

专题七电解池金属的电化学腐蚀与防护电化学原理以氧化还原反应为载体，考查原电池、电解池的工作原理、电极(正负极、阴阳极)的确定、电极反应式的书写、离子的迁移分析等。

借助电极反应考查氧化性、还原性的强弱及电子转移的相关计算。

【知识网络】【课堂目标】1.了解电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。

2.理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。

【考题回顾】1.(11、12江苏改编)下列有关物质的性质和该性质的应用均正确的是A.镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更容易生锈B.二氧化硅不与任何酸反应，可用石英制造耐酸容器C.二氧化氯具有还原性，可用于自来水的杀菌消毒D.铜的金属活泼性比铁的差，可在海轮外壳上装若干铜块以减缓其腐蚀2.(2013海南)下图所示的电解池I和II中，a、b、c和d但质量均增大，且增重b＜d。

符合上述实验结果的盐溶液是酸铅为电解质，电池总反应：Pb＋PbO2＋4H＋放电2Pb2＋＋2H2O。

下列有关新型液流式铅酸蓄电池的说法不正确的是A.电解稀硫酸可能发生的反应是：Cu＋H2SO4CuSO4＋H2↑B.充放电时，溶液的导电能力变化不大C.放电时的负极反应式为：Pb－2e－=Pb2＋D.充电时的阳极反应式为：Pb2＋＋4OH－＋2e－=PbO2＋2H2O【变式训练1】全钒液流电池是一种新型的绿色环保储能电池，工作原理如图所示，a、b均为惰性电极，放电时左槽溶液颜色由黄色变为蓝色。

下列叙述正确的是A.充电时右槽溶液颜色由紫色变为绿色B.放电时，b极发生还原反应C.充电过程中，a极的反应式为：VO2＋＋2H＋＋e－=VO2＋＋H2OD.电池的总反应可表示为：VO2＋＋V2＋＋2H＋放电VO2＋＋V3＋＋H2O活动二：电解方程式的书写步骤1.电解反应方程式的书写一般步骤：(1)分析电解质溶液中存在的离子；(2)分析离子的放电顺序；①阳离子在阴极：Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞(H＋)＞Fe2＋＞Zn2＋；②阴离子在阳极放电：金属＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞(F－、NO3－、SO42－等)。

电解池 金属的电化学腐蚀与防护1．下列有关金属的腐蚀与防护的说法中，不正确的是 ( )A ．温度越高，金属腐蚀速率越快B ．在铁管外壁上镀锌可防止其被腐蚀C ．金属被腐蚀的本质是金属发生了氧化反应D ．将钢闸门与直流电源的正极相连可防止其被腐蚀解析： 温度升高，加快金属的腐蚀速率，A 正确；锌比铁活泼，破损后锌被腐蚀而铁被保护，B 正确；金属被腐蚀的过程是金属失去电子被氧化的过程，C 正确；防止钢闸门被腐蚀应与直流电源的负极相连，D 不正确。

答案： D2．以KCl 和ZnCl 2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是( )A ．未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程B ．因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系C ．电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率D ．镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用答案： C3．用石墨做电极电解CuSO 4溶液。

通电一段时间后，欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的( )A ．CuSO 4B ．H 2OC ．CuOD ．CuSO 4·5H 2O解析： 用石墨做电极电解CuSO 4溶液的电解方程式为2CuSO 4＋2H 2O=====通电2H 2SO 4＋2Cu ＋O 2↑，根据缺什么补什么可知，加入CuO 才可与生成的H 2SO 4反应生成CuSO 4和H 2O 而使电解液恢复到原浓度，故C 正确。

答案： C4．下列各装置中，在铜电极上不能产生气泡的是( )解析： 装置A 和C 中无外接电源，且符合构成原电池的条件，是原电池装置，铜作正极，放出H 2。

装置B 是电解池装置，铜作阳极，失去电子逐渐溶解，无气体生成。

装置D 也是电解池装置，铜作阴极，阴极H ＋得到电子生成H 2。

答案： B5．用惰性电极电解下列溶液，在阴、阳两极生成气体的体积比为1∶1的是( )A ．NaCl 溶液B ．CuCl 2溶液C ．CuSO 4溶液D ．KOH 溶液解析： A 项电解方程式为2NaCl ＋2H 2O=====电解Cl 2↑(阳极)＋H 2↑(阴极)＋2NaOH ，A 正确；B项电解方程式为CuCl 2=====电解Cu(阴极)＋Cl 2↑(阳极)，阴极没有气体生成，B 不正确；C 项电解方程式为2CuSO 4＋2H 2O=====电解2Cu(阴极)＋O 2↑(阳极)＋2H 2SO 4，阴极没有气体生成，C 不正确；D 项电解方程式为2H 2O=====电解2H 2↑(阴极)＋O 2↑(阳极)，阴、阳两极生成气体的体积比为2∶1，D 不正确。

电解池 金属的电化学腐蚀与防护
结束
4.电解产物的分析方法 首先明确阳极材料和溶液中存在的所有离子，然后根据如下规律分 析判断。 (1)阳极 ①金属活性电极：电极材料失电子，生成相应的金属阳离子。 ②惰性电极：溶液中的阴离子失电子，生成相应的单质或高价化合 物(阴离子放电顺序：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子)。 (2)阴极 溶液中的阳离子得电子，生成相应的单质或低价化合物(阳离子放 电顺序：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Fe2＋>Zn2＋)。
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案
一学
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二学
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三 阶段验收评估
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结束
对点练习
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一学
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二学
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三 阶段验收评估
电解池 金属的电化学腐蚀与防护
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1．判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)任何化学反应都可以设计成电解池反应 ( × ) (2)电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程( √ ) (3)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现( √ )
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案
一学
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二学
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三 阶段验收评估
电解池 金属的电化学腐蚀与防护
结束
答案：(1) 2Cl－＋2H2O Cl2↑＋H2↑＋2OH－ (2) 阻 止 OH － 进 入 阳 极 室 ， 与 Cl2 发 生 副 反 应 ： 2NaOH ＋ Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O 阻止阳极产生的 Cl2 和阴极产生的 H2 混 合发生爆炸 (3)a d
结束
解析：(1)电解饱和食盐水时，溶液中的阳离子 H＋在阴极得到电子 变为 H2 逸出，使附近的水溶液显碱性，溶液中的阴离子 Cl－在阳极失去 电子，发生氧化反应，产生 Cl2。反应的离子方程式是 2Cl－＋2H2O 电 解,Cl2↑＋H2↑＋2OH－。(2)图中的离子交换膜是阳离子交换膜，只允许 阳离子通过，不能使阴离子通过，这样就可以阻止阴极溶液中的 OH－进 入阳极室，与 Cl2 发生反应，阻止 Cl－进入阴极室，使在阴极区产生的 NaOH 纯度更高。同时可以阻止阳极产生的 Cl2 和阴极产生的 H2 混合发生 爆炸。(3)随着电解的进行，溶质 NaCl 不断消耗，所以应该及时补充， 精制饱和食盐水从与阳极连接的图中 a 位置补充，由于阴极 H＋不断放 电，附近的溶液显碱性，NaOH 溶液从图中 d 位置流出；水不断消耗， 所以从 b 口不断加入蒸馏水，从 c 位置流出的是稀的 NaCl 溶液。