第4章化学修复最终版

第四章电化学基础第四节金属的电化学腐蚀与防护1．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＋n H2O===M(OH)n＋n2H2↑B．马口铁(镀锡铁)镀层破损后被腐蚀时，首先是镀层被氧化C．金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀D．常温下，置于空气中的金属主要发生化学腐蚀解析：金属腐蚀的本质主要是金属原子失电子被氧化，腐蚀的内因是金属的化学性质比较活泼，外因是金属与空气、水和其他腐蚀性的物质相接触，腐蚀主要有化学腐蚀和电化学腐蚀。

A中金属腐蚀的本质应包括化学腐蚀和电化学腐蚀，为M－n e－===M n＋；B选项中Sn、Fe构成电化学腐蚀，主要是Fe－2e－===Fe2＋，铁先被腐蚀。

常温下，空气中的金属主要发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，难以和非金属氧化剂(Cl2、S)等反应，发生化学腐蚀。

答案：C2．下图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和饱和硫酸氢钠溶液，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＋D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀解析：a、b试管中均发生铁的电化学腐蚀，在食盐水中的Fe发生吸氧腐蚀，正极为碳：2H2O＋O2＋4e－===4OH－，负极为铁：2Fe －4e－===2Fe2＋，由于吸收O2，a管中气压降低；b管中的电解质溶液是显酸性的硫酸氢钠溶液，故发生析氢腐蚀，正极：2H＋＋2e－===H2↑，负极：Fe－2e－===Fe2＋，由于放出氢气，b管中气压增大，故U形管中的红墨水应是左高右低，B选项错误。

答案：B3．相同材质的铁在下图中各情形下最不易被腐蚀的是()解析：A中，食醋作电解质溶液，铁勺和铜盆是相互接触的两个金属极，形成原电池，铁是活泼金属作负极；B中，食盐水作电解质溶液，铁炒锅和铁铲都是铁碳合金，符合原电池形成条件，铁是活泼金属作负极，碳作正极；C中，铜镀层将铁球覆盖，使铁被保护，所以铁不易被腐蚀；D中，酸雨作电解质溶液，铁铆钉和铜板分别作负极、正极，形成原电池。

第四章第四节基础巩固1．下列有关金属腐蚀的说法正确的是(D)A．金属腐蚀是指不纯金属接触电解质溶液进行化学反应而损耗的过程B．电化学腐蚀是指在外加电流的作用下，不纯金属发生化学反应而损耗的过程C．钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，负极吸收氧气最终转化为铁锈D．电化学腐蚀伴有电流产生解析：金属腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀，化学腐蚀是指直接发生化学反应的腐蚀，电化学腐蚀是指形成原电池的腐蚀，不需要外加电流，故A、B错误；钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，正极吸收氧气形成氢氧根离子，C错误。

2．钢铁生锈过程发生如下反应：①2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2；②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3；③2Fe(OH)3===Fe2O3＋3H2O。

下列说法正确的是(A)A．反应①②中电子转移数目相等B．反应①中氧化剂是氧气和水C．与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀D．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀解析：反应①②中消耗O2的量相等，两个反应也仅有O2作为氧化剂，故转移电子数是相等的，A项正确，B项错误；铜和钢构成原电池，钢制水管腐蚀速率加快，C项错误；钢铁是铁和碳的混合物，在潮湿的空气中易发生吸氧腐蚀，属于电化学腐蚀，故D项错误。

3．(2018·山东师范大学附属中学)下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是(B)A．图1中，铁钉易被腐蚀B．图2中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀C．图3中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大D．钢铁发生电化学腐蚀时，负极反应是Fe－3e－===Fe3＋解析：A．浓硫酸具有吸水性，能够干燥空气，干燥条件下，铁钉不易被腐蚀，故A错误；B．高温下，Fe与氧气反应生成四氧化三铁，该条件下，铁发生化学腐蚀，故B正确；C．图3中接通开关时Zn作负极，腐蚀速率增大，但氢气在Pt上放出，故C错误；D．在钢铁发生电化学腐蚀时，负极反应是Fe－2e－===Fe2＋，故D错误；故选B。

第四章土壤环境化学一、名词解释1、土壤环境背景值：是指在不受或很少受人类活动影响和不受或很少受现代工业污染与破坏的情况下，土壤原来固定有的化学组成和结构特征。

2、原生矿物与次生矿物：地壳中最先存在的，经风化作用后任然遗留在土壤中的一类矿物，其原有的化学组成和晶体结构均未改变。

主要的原生矿物有：石英、长石类、云母类、辉石、角闪石、橄榄石、方解石、赤铁矿、磁铁矿、磷灰石、黄铁矿等；在土壤的形成过程中，由原生矿物转化形成的新矿物，统称次生矿物。

包括各种简单的盐类（碳酸盐、重碳酸盐、硫酸盐和氯化物）、游离硅酸、三氧化物（R2O3•XH2O）；次生铝硅酸盐（蒙脱石、伊利石、高岭石）等。

或原生矿物是指各种岩石受到不同程度的物理风化，而未经化学风化的碎屑物，其原有的化学组成和结晶构造均未改变。

次生矿物是在岩石或矿石形成之后，其中的矿物遭受化学变化而改造成的新生矿物，其化学组成和构造都经过改变而不同于原生矿物。

3、活性酸度：土壤溶液中氢离子浓度的直接反映，通常用pH表示。

活性酸度的来源主要是CO2溶于水形成的碳酸和有机物质分解产生的有机酸，以及土壤中矿物质氧化产生的无机酸，还有施用的无机肥料中残留的无机酸，如硝酸、硫酸和磷酸等。

此外，由于大气污染形成的大气酸沉降，也会使土壤酸化，所以它也是土壤活性酸度的一个重要来源。

潜性酸度：土壤潜性酸度是土壤胶体吸附的可代换性H+和Al3+的反映。

当这些离子处于吸附状态时，是不显酸性的，但当它们通过离子交换作用进入土壤溶液之后，即可增加土壤溶液的H+浓度，使土壤pH值降低。

只有盐基不饱和土壤才有潜性酸度，其大小与土壤代换量和盐基饱和度有关。

活性酸度与潜性酸度的关系：活性酸度与潜性酸度是同一个平衡体系的两种酸度。

二者可以互相转化，在一定条件下处于暂时平衡状态。

土壤活性酸度是土壤酸度的根本起点和现实表现。

土壤胶体是H+和Al3+的贮存库，潜性酸度则是活性酸度的贮备，土壤的潜性酸度往往比活性酸度大得多，二者的比例，在砂土中约为1000；在有机质丰富的粘土中则可高达1×104—1×105。

第四节金属的电化学腐蚀与防护1．了解金属腐蚀及其危害。

2．了解金属电化学腐蚀的原因及反应原理。

(重点)3．了解金属防护的方法，特别是电化学防护的方法。

(重点)教材整理1 金属的腐蚀[探究·升华][思考探究]实验1：将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放入下图所示的具支试管中。

一段时间后，观察导管中水柱和铁钉的变化。

如图1。

图1图2实验2：向100 mL烧杯中加入约50 mL饱和食盐水后，插入两个玻璃筒(无底)；将一个无锈铁钉和一个碳棒分别用导线与电流计连接后，再分别插入两个玻璃筒中。

如图2。

问题思考：(1)实验1的实验现象是什么？铁钉为什么会生锈？说明什么问题？请分析变化的原因。

【提示】实验1中导管中的水柱上升，铁钉生锈。

说明该过程铁钉被腐蚀。

铁钉发生的是吸氧腐蚀。

(2)实验2的电流计的指针是否偏转？说明什么问题？若向实验2的插入碳棒的玻璃筒内滴入酚酞溶液，将会看到什么现象？说明什么问题？请写出相关电极反应式。

【提示】电流计指针偏转。

说明有电流通过。

向碳棒一端加入酚酞，显红色。

说明该极的电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。

(3)若将实验1和实验2的溶液换为盐酸(均足量)。

实验1存在哪些形式的化学腐蚀？实验2中是否有电流通过？写出相关电极反应式。

【提示】若换为盐酸，则实验1中会发生铁与盐酸的化学腐蚀，同时也有电化学腐蚀。

实验2中则发生电化学腐蚀。

正极：2H＋＋2e－===H2↑，负极：Fe－2e－===Fe2＋。

[认知升华]1．金属腐蚀类型的判断方法(1)根据是否发生原电池反应来判断。

发生原电池反应引起的金属腐蚀，属于电化学腐蚀，否则属于化学腐蚀。

(2)根据金属的活动性及电解质溶液的酸性判断，位于金属活动性顺序表中氢前面的金属，在酸性较强的电解质溶液中发生析氢腐蚀，在中性或酸性较弱的电解质溶液中发生吸氧腐蚀；金属活动性顺序在氢后面的金属只可能发生吸氧腐蚀。

2．影响钢铁腐蚀的因素水、空气、电解质溶液、不活泼金属杂质的存在。

第四章电化学与金属腐蚀1.是非题(对的在括号内填“+”，错的填“-”号)(1)取两根铜棒，将一根插入盛有0.1mol·dm-3CuSO4溶液的烧杯中，另一根插入盛有1mol·dm-3CuSO4溶液的烧杯中，并用盐桥将两只烧杯中的溶液连结起来，可以组成一个浓差原电池。

( )(2)金属铁可以置换Cu2+，因此三氯化铁不能与金属铜反应。

( )(3)电动势E(或电极电势φ)的数值与反应式(或半反应式)的写法无关，而标准平衡常数Kθ的数据，随反应式的写法(即化学计量数不同)而变。

( )(4)钢铁在大气的中性或弱酸性水膜中主要发生吸氧腐蚀，只有在酸性较强的水膜中才主要发生析氢腐蚀。

( )(5)有下列原电池(-)Cd|CdSO4(1.0mol·dm-3)||CuSO4(1.0mol·dm-3)|Cu(+) 若往CdSO4溶液中加入少量Na2S 溶液，或往CuSO4溶液中加入少量CuSO4·5H2O晶体，都会使原电池的电动势变小。

( )解：（1）+；（2）–；（3）+；（4）+；（5）–。

2.选择题(将所有正确答案的标号填入空格内)(1)在标准条件下，下列反应均向正方向进行：Cr2O72 - +6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O2Fe3++Sn2+=2Fe2++Sn4+它们中间最强的氧化剂和最强的还原剂是______。

(a)Sn2+和Fe3+(b)Cr2O72 -和Sn2+(c)Cr3+和Sn4+(d)Cr2O72 -和Fe3+(2)有一个原电池由两个氢电极组成，其中有一个是标准氢电极，为了得到最大的电动势，另一个电极浸入的酸性溶液[设p(H2)=100kPa]应为(a)0.1mol·dm-3HCl (b)0.1mol·dm-3HAc+0.1mol·L-1NaAc(c)0.1mol·dm-3Hac (d)0.1mol·dm-3H3PO4(3)在下列电池反应中Ni(s)+Cu2+(aq)→Ni2+(1.0mol·dm-3)+Cu(s)当该原电池的电动势为零时，Cu2+浓度为(a)5.05×10-27mol·dm-3(b)5.71×10-21mol·dm-3(c)7.10×10-14mol·dm-3(d)7.56×10-11mol·dm-3(4)电镀工艺是将欲镀零件作为电解池的（）；阳极氧化是将需处理的部件作为电解池的（）。

第四章氧化和还原1、在下列两种物质中，分别按Mn,N元素的氧化值由低到高的顺序将各物质进行排列：（1）MnO, MnSO4, KMnO4, MnO(OH), K2MnO4, Mn(2) N2, NO2, N2O5, N2O, NH3, N2H42、指出下列反应中的氧化剂，还原剂以及它们相应的还原，氧化产物。

（1）SO2+ I2 + 2H2O →H2SO4 + 2HI（2）SnCl2 + 2HgCl2→SnCl4 + Hg2Cl2(3) 3I2 + 6NaOH →5NaI + NaIO3 + 3H2O3、用氧化值法配平下列氧化还原反应方程式：（1）Cu + H2SO4 (浓)→CuSO4 + SO2 + H2O（2）KMnO4 + S →MnO2 + K2SO4(3) As2S3+ HNO3 + H2O →H3AsO4 + H2SO4 + NO(4) (NH4)2Cr2O7→N2 + Cr2O3 + H2O(5) P4 + NaOH →PH3+ NaH2PO24、用离子-电子法配平下列氧化还原反应方程式：（1）Cr2O72-+ SO32+ + H+→Cr3+ + SO42-(2) PbO2(s) + Cl- + H+→Pb2+ (实际是PbCl42-) + Cl2(3) H2S + I2→I- + S(4) CrO2- + H2O2 + OH-→CrO42-(5) ClO3- + S2-→Cl- + S + OH-(6) KMnO4+ FeSO4+ H2SO4→MnSO4+ Fe2(SO4)3+ K2SO4 + H2O(7) KI + KIO3 + H2SO4→I2+ K2SO4(8) Ca(OH)2 + Cl2→Ca(ClO) 2 + CaCl2(9) Fe(OH)2 + H2O2→Fe(OH)3(10) Al + NO3-→[Al(OH) 4] - + NH3(11) ClO- + Fe(OH)3→Cl- + FeO42-(12) P + CuSO4→Cu3P + H3PO4 + H2SO45、把镁片和铁片分别放入浓度均为1 mol .L-1的镁盐和亚铁盐的溶液中，并组成一个原电池。

§4-1-5化学反应热的计算 (第二课时) 班级姓名组别代码评价【使用说明与学法指导】1．在自习或自主时间通过阅读课本用20分钟把预习探究案中的所有知识完成。

训练案在自习或自主时间完成。

2．重点预习：反应热计算的几种常见方法。

3．把有疑问的题做好标记或写到后面“我的疑问出”。

【学习目标】1．掌握反应热计算的几种常见方法。

2．了解反应热计算的常见题型。

【学习重难点】掌握反应热计算的几种常见方法。

【知识链接】说说什么是盖斯定律。

【预习探究案】探究一：利用热化学方程式求解见课本例1。

试写出步骤归纳总结：各物质的n之比等于△H之比探究二：利用燃烧热求解见课本例2.写出步骤归纳总结：Q=燃烧热× n探究三：运用盖斯定律求解见课本例3.写出步骤【微课助学】观看微视频《反应热的计算》，填写下表。

【在线测学】预习结束后，通过平板电脑完成本课的“预习自测”。

【自学反思】【训练案】1、（题型一：已知一定量的物质参加反应放出的热量，计算反应热，写出其热化学反应方程式。

）将0.3mol的气态高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ热量，该反应的热化学方程式为_____________。

又已知：H2O（g）=H2O（l）；△H2＝－44.0kJ/mol，则11.2L（标准状况）乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是_____________kJ。

2．已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量b kJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是A. 2C2H2(g)＋5O2(g)＝4CO2(g)＋2H2O(l)；ΔH＝－2b kJ / molB. C2H2(g)＋5/2O2(g)＝2CO2(g)＋H2O(l)；ΔH＝2b kJ / molC. 2C2H2(g)＋5O2(g)＝4CO2(g)＋2H2O(l)；ΔH＝－4b kJ / molD. 2C2H2(g)＋5O2(g)＝4CO2(g)＋2H2O(l)；ΔH＝b kJ / mol3、（题型二：利用盖斯定律求反应热）科学家盖斯曾提出：“不管化学过程是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的。

西交《环境修复原理与技术》（三）第三章污染环境的化学修复第一节化学修复概述一、化学修复及其特点定义：通过添加化学剂清除和降低污染环境中污染物的方法。

采用适当的方法将合适的化学清除剂加入污染环境，利用化学清除剂吸附、吸收、迁移、淋溶、挥发、扩散和降解污染物，改变污染物在环境中的性质，进而清除污染物或降低污染物的浓度至安全标准范围。

特点：优点：快捷、操作简便、对污染物的性质和浓度不敏感等；缺点：可能引起二次污染等。

二、化学修复技术类型根据处理对象的位置是否改变分为：原位化学修复：在污染环境现场加入化学清除剂，使之得以降解和解毒；异位化学修复：通过必要的化学措施，将污染环境中的污染物转化为液体，输送至特定地点处理，以降低其污染物浓度或去除；依据修复技术：化学淋洗修复、化学固定修复、化学氧化修复、化学还原修复及还原可渗透反应墙修复。

例题1：化学修复定义？解析：通过添加化学剂清除和降低污染环境中污染物的方法。

采用适当的方法将合适的化学清除剂加入污染环境，利用化学清除剂吸附、吸收、迁移、淋溶、挥发、扩散和降解污染物，改变污染物在环境中的性质，进而清除污染物或降低污染物的浓度至安全标准范围。

例题2：名词解释：原位化学修复解析：是指在污染土地的现场加入化学修复剂与土壤或地下水中的污染物发生各种化学反应，从而使污染物得以降解或通过化学转化机制去除污染物的毒性以及对污染物进行化学固定，使其活性或生物有效性下降的方法。

例题3：名词解释：异位化学修复解析：主要是把土壤或地下水中的污染物通过一系列化学过程，甚至通过富集途径转化为液体形式，然后把这些含有污染物的液状物质输送到污水处理厂或专门的处理场所加以处理的方法。

第二节化学淋洗修复三、化学淋洗修复的目的、定义、类型目的：清除污染环境中的有机污染物和重金属；定义：通过向污染环境中添加可促进污染物溶解或迁移的化学/生物化学溶剂，将污染物抽提出环境的技术；类型：原位化学琳洗修复、异位化学淋洗修复四、原位化学淋洗法向污染环境中施加冲洗剂，使其与污染物污染物结合，通过淋洗液的解吸、鳌合、溶解或络合等物理、化学作用，最终形成可迁移的混合物，该混合物可用梯度井或其他方式收集、储存进一步处理。