第十七讲 电解池 金属的腐蚀与防护
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电解池金属的电化学腐蚀与防护电解池腐蚀是一种电化学腐蚀,它是指在电极上由于氧化还原反应的存在,使得电流通过金属表面,并且将金属表面的原子释放出来,形成金属离子的反应过程。
因此,这种腐蚀与电学和化学官能相同而引起的腐蚀不同,并且这种腐蚀是不可逆的。
电解池腐蚀在加速金属腐蚀方面起着重要的作用,因为它涉及到电极效应、自腐蚀和腐蚀介质的化学成分等各种参数。
在了解这些参数的同时,我们可以更好地了解电解池腐蚀机制,并采取一些防腐措施预防电解池腐蚀。
电解池腐蚀机制当两种不同金属或合金接触时,在氧化还原反应的影响下,时间越长,金属表面的动电位差异就会增大。
这个电势差使电解液中的离子聚集在这两个金属之间,形成电池。
从而,两个金属产生了电解池短路,流过电流引起了电化学腐蚀反应,最后结果是金属腐蚀。
实际上,不同的金属对不同的电解液的耐腐蚀行为是不同的,这与金属的物理和化学性质有关。
防止电解池腐蚀的措施为了周期性保持电离池的稳定性并保护金属免受腐蚀,我们应采取以下措施:选用合适的金属材料腐蚀是由于金属表面原子的释放而发生的,因此使用合适的材料是第一条防腐措施。
通常,高纯度金属具有更好的耐腐蚀性,同时某些材料可以与某些腐蚀介质兼容。
采用防腐涂层涂层可以提供一层保护,避免金属暴露在腐蚀介质中。
通常,涂层是形成无孔隙封闭层,避免介质进入涂层下面的介质进行腐蚀。
涂层的性质随着面积变化而变化,以达到理想的防腐效果。
控制电解液电解液是电解池腐蚀的重要因素,因为含有的化学物质可以影响动电位差异。
低氧的含氧化液体可以减少腐蚀,而酸化液体和盐水液体非常容易腐蚀金属。
维护合适的pH值合适的pH值是防止腐蚀的关键。
当pH值过高或过低时,会对金属造成损害。
对于某些金属,pH 7是安全的范围。
在很多情况下,加入pH调节剂可以调节电解液的酸度和碱度,从而有效地防止电解池腐蚀。
通过了解电解池腐蚀的机制和防止措施,我们可以更有效地预防金属材料的电化学腐蚀,从而延长其使用寿命。
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。
第17讲 电解池 金属的腐蚀与防护【学科核心素养】变化观念与平衡思想:认识化学变化的本质是有新物质生成,并伴有能量的转化;能多角度、动态地分析电解池中发生的反应,并运用电解原理解决实际问题。
证据推理与模型认知:利用电解池装置,分析电解原理,建立解答电解池问题的思维模型,并利用模型揭示其本质及规律。
科学态度与社会责任:肯定电解原理对社会发展的重大贫献,具有可持续发展意识和绿色化学观念,能对与电解有关的社会热点问题做出正确的价值判断。
【核心素养发展目标】1.理解电解池的构成、工作原理及应用,能书写电极反应和总反应方程式。
2.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。
【知识点解读】 知识点一 电解的原理 1.电解和电解池(1)电解:在电流作用下,电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。
(2)电解池:电能转化为化学能的装置。
(3)电解池的构成①有与电源相连的两个电极。
①电解质溶液(或熔融电解质)。
①形成闭合回路。
2.电解池的工作原理(1)电极名称及电极反应式(电解CuCl 2溶液为例)总反应式:CuCl 2=====电解Cu +Cl 2↑ (2)电子和离子的移动方向①电子:从电源负极流出后,流向电解池阴极;从电解池的阳极流出后流向电源的正极。
①离子:阳离子移向电解池的阴极,阴离子移向电解池的阳极。
3.阴阳两极上放电顺序(1)阴极:(与电极材料无关)。
氧化性强的先放电,放电顺序:(2)阳极:若是活性电极作阳极,则活性电极首先失电子,发生氧化反应。
若是惰性电极作阳极,放电顺序为注意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。
①最常用、最重要的放电顺序为阳极:Cl->OH-;阴极:Ag+>Cu2+>H+。
①电解水溶液时,K+~Al3+不可能在阴极放电,即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。