高三化学一轮复习——金属的腐蚀与防护
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考点17电解池金属的腐蚀与防护一、选择题1.下列装置的线路接通后,经过一段时间,溶液的pH明显减小的是()。
答案:D解析:A项,该装置是原电池装置,H+放电生成氢气,溶液的pH增大,A项错误。
B 项,阳极发生反应:2OH-+Cu-2e-Cu(OH)2,阴极发生反应:2H2O+2e-H2↑+2OH-,总反应:Cu+2H2O Cu(OH)2+H2↑,反应消耗了水使溶液的pH增大,B 项错误。
C项,电解NaCl溶液,总反应:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,生成氢氧化钠使溶液的pH增大,C项错误。
D项,电解硫酸铜溶液的总反应:2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4,生成硫酸使溶液的pH减小,D项正确。
2.将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后,置于如图所示装置中,进行铁的电化学腐蚀实验。
下列有关该实验的说法正确的是()。
A.铁被氧化的电极反应式为Fe-3e-Fe3+B.铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能C.活性炭的存在会加速铁的腐蚀D.以水代替NaCl溶液,铁不能发生吸氧腐蚀答案:C解析:D项,用水代替NaCl溶液,Fe和炭也可以构成原电池,Fe失去电子,空气中的O2得到电子,铁发生吸氧腐蚀,错误。
3.化学用语是学习化学的重要工具,下列用来表示物质变化的化学用语正确的是()。
A.用铜作阴极,石墨作阳极,电解饱和食盐水时,阳极的电极反应式为2Cl--2e-Cl2↑B.铅酸蓄电池放电时的正极反应式为S O42-+Pb-2e-PbSO4C.粗铜精炼时,与电源正极相连的应是粗铜,该极发生的电极反应只有Cu-2e-Cu2+D.钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式为Fe-2e-Fe2+答案:A解析:铅酸蓄电池放电时的正极反应式为4H++S O42-+PbO2+2e-PbSO4+2H2O,负极反应式为Pb-2e-+S O42-PbSO4,B项错误。
粗铜精炼时,与电源正极相连的应是粗铜,该极发生的电极反应除Cu-2e-Cu2+外,还有比铜活泼的杂质金属失电子的反应,C项错误。
高中化学金属腐蚀与防护知识点一、知识概述《高中化学金属腐蚀与防护知识点》①基本定义:- 金属腐蚀呢,简单说就是金属跟周围接触到的物质发生化学反应被破坏了。
比如说铁,要是放在潮湿的空气里,时间长了就生锈了,这生锈就是铁被腐蚀了。
就像苹果被氧化变黑似的,金属被周围的物质慢慢“咬”坏了。
②重要程度:- 在高中化学里这可相当重要。
很多工业生产、生活设施都用到金属,要是金属老是被腐蚀,那损失可大了。
像桥梁、轮船要是因为金属腐蚀出了问题,后果可能很严重的。
它既关系到实际生活也在化学学科里是理解化学反应类型、电化学原理这些的重要部分。
③前置知识:- 得先掌握氧化还原反应,因为金属腐蚀很多都涉及到氧化还原。
还有金属的活动性顺序,这能让我们明白哪种金属更容易被腐蚀。
再就是电解质溶液的知识,因为大多数金属腐蚀都是在有电解质存在的情况下加速进行的。
④应用价值:- 应用老广了,在建筑领域,比如高楼大厦的钢筋混凝土结构,要防止钢筋被腐蚀。
汽车工业,金属零部件那么多,要是腐蚀了车就容易出故障。
家庭里的金属制品,像铁锅要是被腐蚀得厉害就不能正常做饭了二、知识体系①知识图谱:- 在化学学科里,它跟电化学、氧化还原反应、金属性质这些都紧密联系着。
就像在电化学知识体系里的一个分杈,电化学是棵大树,金属腐蚀与防护就是一个很重要的树枝,还跟氧化还原反应这个树干血脉相连呢。
②关联知识:- 跟电化学是超级亲密的关系,像金属的电化学腐蚀就是电化学里很典型的应用。
还有金属元素的化学性质也有关联,比如金属的活泼性不同,腐蚀的难易程度也不同。
就好比不同性格的人在社会上遇到挑战时的反应不同,活泼的金属就比较容易被周围物质挑战(腐蚀)。
③重难点分析:- 重难点呢,难就难在理解金属电化学腐蚀的原理。
这需要搞清楚原电池反应。
按我的经验,很多同学就是在电子的得失流向、电极反应式这块搞混。
关键点就是得明白金属腐蚀时到底谁在失电子,失电子后产生了啥,这些就像解题的钥匙,弄懂了就能拿下这块知识。
第22讲金属腐蚀与防护【复习目标】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。
【课前预习】金属的腐蚀与防护1、化学腐蚀与电化腐蚀【课堂交流】【典型例题1】如图烧杯中盛有海水,铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为________⑤⑥【规律总结】【变式1】(2010山东卷)对金属制品进行抗腐蚀处理,可延长其使用寿命。
(1)以铝材为阳极,在H 2SO 4 溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,阳极电极反应为___________________________________________。
取少量废电解液,加入NaHCO ,溶液后产生气泡和白色沉淀,产生沉淀的原因是__________________________________。
(2)镀铜可防止铁制品腐蚀,电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是_______________________。
(3)利用右图装置,可以模拟铁的电化学防护。
若X 为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K 应置于______处。
若X 为锌,开关K 置于M 处,该电化学防护法称为_______。
【规律总结】金属的防护方法【变式2】(2012山东∙13)下列与金属腐蚀有关的说法正确的是( )A .图a 中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重B .图b 中,开关由M 改置于N 时,Cu-Zn 合金的腐蚀速率减小C .图c 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 .图d 中,Zn-MnO 2干电池自放电腐蚀主要是由MnO 2的氧化作用引起的海水 图a图b图c图d2 4Cl 糊状物【课后巩固】1、(2011浙江∙10)将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上,一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗,在液滴外沿形成棕色铁锈环(b),如图所示。
导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。
下列说法正确的是()A.液滴中的Cl-由a区向b区迁移B.液滴边缘是正极区,发生的电极反应为:O2+2H2O+4e-4OH-C.液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀,生成的Fe2+由a区向b区迁移,与b区的OH-形成Fe(OH)2,进一步氧化、脱水形成铁锈D.若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板,在铜铁接触处滴加NaCl溶液,则负极发生的电极反应为:Cu-2e-Cu2+2、(2012青岛一模)13下列说法正确的是()A.铅蓄电池放电时铅电极发生还原反应B.电解饱和食盐水时在阳极得到氯气,阴极得到金属钠C.给铁钉镀铜可采用CuSO4作电镀液D.生铁浸泡在食盐水中发生析氢腐蚀3、(2012四川∙11)一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪,负极上的反应为:()CH3CH2OH-4e-+ H2O = CH3COOH + 4H+。
第8章第2节 电解池 金属的腐蚀与防护1.认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。
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。
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。
2.能分析、解释电解池的工作原理,能设计简单的电解池。
能利用电化学原理解释金属腐蚀现象,选择并设计防腐措施。
3.能举例说明化学在解决能源危机中的重要作用,能分析能源的利用对自然环境和社会发展的影响。
能综合考虑化学变化中的物质变化和能量变化来分析、解决实际问题。
1.本部分主要考查:(1)电解池的工作原理,如电解池阴阳极的判断、电极反应式的书写及溶液pH的变化等。
(2)电解规律及其应用,如氯碱工业、粗铜的精炼、电镀等。
(3)金属发生电化学腐蚀的原因和防止金属腐蚀的措施。
题型有选择题、填空题。
2.对电解原理的复习应该针对以下几点:(1)理解电解池基本原理;(2)阴、阳电极的判断;(3)电极反应类型;(4)电极反应式;(5)电子或电流流向。
内容索引第一环节 必备知识落实第二环节 关键能力形成第三环节 核心素养提升实验探源第一环节 必备知识落实1电解池原理及其应用知识筛查1.电解2.电解池(1)定义:电解池是把电能转变为化学能的装置。
(2)电解池的构成条件:①有外接直流电源;②有与电源相连的两个电极;③形成闭合回路;(3)电解池工作原理(以电解CuCl2溶液为例)。
(4)电解原理示意图。
特别提醒(1)“活泼电极”一般指Pt、Au以外的金属电极。
金属活动性顺序中银以后的金属或非金属作电极时,称为惰性电极,主要有铂(Pt)、石墨等。
(2)电解时,在外电路中有电子通过,而在溶液中是依靠离子定向移动形成电流的,即电子不通过电解质溶液。
3.判断电解池阴极、阳极常用的方法判断方法阳极阴极电源正负极与正极相连与负极相连闭合回路导线中电子流出电子流入电解质溶液中阳离子移离阳离子移向阴离子移向阴离子移离电极反应得失电子失电子得电子化合价升高降低反应类型氧化反应还原反应电极质量通常减小或不变通常增大或不变4.用惰性电极电解电解质溶液的一般规律特别提醒分析电解池注意“两看”:(1)一看电极材料,若是金属(Au、Pt除外)作阳极,金属一定被电解(注:Fe 在阳极失电子生成Fe2+)。
第42讲电解池金属的腐蚀与防护[复习目标] 1.理解电解池的构成、工作原理,能书写电极反应式和总反应方程式。
2.掌握氯碱工业、电解精炼、电镀、电冶金等的反应原理。
3.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。
考点一电解池及工作原理1.电解与电解池2.构建电解池模型(以电解CuCl2溶液为例)3.电解规律(1)阳极放电规律①活性电极(除Au、Pt以外的金属材料作电极),电极材料失电子,生成金属阳离子。
②惰性电极(Pt、Au、石墨),要依据阴离子的放电顺序加以判断。
阴离子的放电顺序:S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子。
S2-、I-、Br-、Cl-放电,产物分别是S、I2、Br2、Cl2;若OH-放电,则得到H2O和O2。
(2)阴极产物的判断直接根据阳离子放电顺序进行判断。
阳离子放电顺序:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+。
注意电解水溶液时,Al3+、Mg2+、Na+、K+不可能在阴极放电。
(3)用惰性电极电解不同类型电解质溶液①电解水型实例电极反应式及总反应式电解质溶液浓度复原方法H2SO4阴极:2H++2e-===H2↑阳极:2H2O-4e-===4H++O2↑总反应式:2H2O=====电解2H2↑+O2↑增大加水②电解电解质型实例电极反应式及总反应式电解质溶液浓度复原方法HCl 阴极:2H++2e-===H2↑阳极:2Cl--2e-===Cl2↑总反应式:2HCl=====电解H2↑+Cl2↑减小通入HClCuCl2阴极:Cu2++2e-===Cu阳极:2Cl--2e-===Cl2↑总反应式:CuCl2=====电解Cu+Cl2↑加CuCl2固体③电解质和水均参与电解型实例电极反应式及总反应式电解质溶液浓度复原方法NaCl、KCl(放H2生碱) 阳极:2Cl--2e-===Cl2↑阴极:2H2O+2e-===H2↑+2OH-总反应式:2Cl-+2H2O=====电解Cl2↑+H2↑+2OH-减小并生成新电解质通入HClCuSO4、Cu(NO3)2 (放O2生酸) 阳极:2H2O-4e-===4H++O2↑阴极:Cu2++2e-===Cu总反应式:2Cu2++2H2O=====电解2Cu+O2↑+4H+减小并生成新电解质加CuO一、电解池中电极与电极产物的判断1.用Pt电极电解饱和Na2CO3溶液的装置如图,两极均有气体生成,c电极附近产生可燃性气体,澄清石灰水无浑浊现象。
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。
考点五十八金属的腐蚀与防护聚焦与凝萃1.理解金属发生电化学腐蚀的缘由、金属腐蚀的危害;2.把握金属腐蚀的防护措施。
解读与打通常规考点一、金属的腐蚀(1)金属腐蚀:指金属或合金与四周接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。
(2)金属腐蚀的本质:是金属原子失去电子变成阳离子的过程。
可以表示为;M—ne- =M n+即金属腐蚀的过程中,金属发生氧化反应。
(3)金属腐蚀的分类:①化学腐蚀金属跟接触到的物质(如O2、Cl2、SO2等)直接发生化学反应而引起的腐蚀叫做化学腐蚀。
这类反应是金属跟氧化剂之间的氧化还原反应。
例如,铁跟氯气直接反应而腐蚀;钢管被原油中的含硫化合物腐蚀;铁遇到碘易发生反应(Fe+I2=FeI2)而被腐蚀等。
②电化学腐蚀不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生原电池反应,比较活泼的金属失电子而被氧化,这种腐蚀叫做电化学腐蚀。
例如:钢铁在潮湿空气中所发生的腐蚀a.吸氧腐蚀在潮湿的空气里,钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜,这层水膜里含有少量H+和OH-,还溶解了氧气等气体,结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液,它跟钢铁里的铁和少量的碳恰好形成很多微小的原电池。
在这些原电池里,铁是负极,碳是正极。
铁失去电子而被氧化:负极:2Fe-4e-=2Fe 2+正极:2H2O+O2+4e-=4OH-正极吸取了氧气,所以又叫吸氧腐蚀。
电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要缘由。
b.析氢腐蚀在潮湿的显酸性的空气中(例CO2、SO2、H2S等),钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜显酸性,则钢铁中的主要成分铁与杂质碳及水膜形成原电池。
电极反应式为:负极:Fe-2e-=Fe 2+正极:2H++2e-=H2↑总的原电池反应为:Fe+2H+=Fe2++H2↑二、金属的防护:主要是破坏原电池的形成条件,特殊是防止发生吸氧腐蚀。
具体方法有:①将金属合金化,转变金属结构,如生成不锈钢;②在金属表面覆加爱护层;③金属经钝化处理,形成特殊的爱护膜;④对金属进行电化学爱护。
2025年高考化学一轮复习基础知识讲义—金属腐蚀及防护(新高考通用)【必备知识】1.金属的腐蚀(1)金属腐蚀的本质金属本身失去电子变成阳离子的过程(发生氧化反应),M-n e-===M n+(2)金属腐蚀的类型①化学腐蚀与电化学腐蚀②析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以钢铁的腐蚀为例)【微点拨】①腐蚀速率:电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀。
②钢铁暴露在潮湿空气中主要发生的是吸氧腐蚀,铁锈的形成过程中主要发生的反应为4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3,2Fe(OH)3===Fe2O3·x H2O(铁锈)+(3-x)H2O。
③一般情况下,只有在金属活动性顺序中排在氢之前的金属才有可能发生析氢腐蚀,金属活动顺序表中氢后的金属不能发生析氢腐蚀,只能发生吸氧腐蚀。
2.金属的防护(1)电化学保护法①牺牲阳极法原理利用原电池原理,让被保护金属做正极,一种活泼性较强的金属做负极,用导线相连要求被保护的金属作正极,活泼性更强的金属作负极应用锅炉内壁、船舶外壳、钢铁闸门安装镁合金或锌块②外加电流法原理利用电解池原理,把被保护的钢铁设备作为阴极,用惰性电极作为辅助阳极,两者均放在电解质溶液里,接外加直流电源。
通电后,调整外加电压,强制电子流向被保护的钢铁设备,使钢铁表面腐蚀电流降至零或接近零。
在这个系统中,钢铁设备被迫成为阴极而受到保护要求被保护的金属作为阴极,与电源的负极相连应用钢铁闸门,高压线铁架,地下管道连接直流电源的负极注意:外加电流法保护效果大于牺牲阳极法(2)改变金属材料的组成,如制成防腐的合金等。
(3)在金属表面覆盖致密的保护层,如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。
【易错辨析】1.金属发生腐蚀就是金属得电子转变为金属化合物的过程()2.钢铁发生电化学腐蚀时,负极铁失去电子生成Fe3+()3.Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物()4.在金属表面覆盖保护层,若保护层破损后,就完全失去了对金属的保护作用() 5.铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性()6.干燥环境下,所有金属都不能被腐蚀()7.铜在酸性环境下,不易发生析氢腐蚀()【答案】 1.× 2.× 3.× 4.× 5.√ 6.×7.√【题型突破】1.金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。
金属的腐蚀与防护1.下列有关金属腐蚀的说法中正确的是()A.金属腐蚀指不纯金属与接触到的电解质溶液进行化学反应而损耗的过程B.电化学腐蚀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,产物最终转化为铁锈D.金属的电化学腐蚀和化学腐蚀本质相同,但电化学腐蚀伴有电流产生2.下列关于钢铁腐蚀说法正确的是( )A.电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因B.钢铁腐蚀的负极为Fe-3e-=Fe3+C.弱酸性条件下钢铁发生析氢腐蚀D.镀锡铁器破损时镀层金属仍可以保护铁器3.下列有关镀锌钢管(锌盐溶液作电解质溶液)的说法正确的是( )A.电镀时,钢管作阳极,锌棒作阴极B.钢管镀锌过程中,阴阳两极的质量变化一定不相等C.镀锌的目的是在钢管表面形成Fe—Zn合金,增强钢管的耐腐蚀能力D.钢管镀锌过程中,阴极的电极反应式为Zn2++2e-=Zn4.化学与生活、生产有着密切关系,下列叙述中正确的是()A.钢铁发生析氢腐蚀时,H+得电子释放出H2,钢铁被腐蚀B.钢铁发生吸氧腐蚀时,OH-失电子释放出O2,钢铁被腐蚀C.船底镶嵌锌块,锌发生还原反应而被消耗,以保护船体D.外加电源的正极连接在海水中的钢铁闸门上,可保护闸门5.某地下了一场酸雨,在这种环境中的铁制品极易被腐蚀。
对该条件下铁制品发生电化学腐蚀的叙述正确的是( )A.该电化学腐蚀是析氢腐蚀B.正极反应式:O 2+4e-=2O2-C.原电池反应减缓了铁制品的腐蚀D.负极反应式:Fe-3e-=Fe3+6.如图所示的钢铁腐蚀中,下列说法正确的是( )A.碳表面发生还原反应B.钢铁被腐蚀的最终产物为FeOC.生活中钢铁制品的腐蚀以图①所示为主D.图②中,正极反应式为O2+4e-+2H2O═4OH-7.如图装置中,小试管内为红墨水,具支试管内盛有pH=4的久置的雨水和生铁片。
实验时观察到:开始时导管内液面下降,一段时间后导管内液面回升,略高于小试管内液面。
知识清单20 电解池金属的腐蚀与防护知识点01 电解池知识点02 金属的腐蚀与防护知识点03 特殊形式的电化学装置知识点01 电解池一、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有与直流电源相连的两个电极。
②电解质溶液(或熔融电解质)。
③形成闭合回路。
2.电解池的工作原理(1)电极反应①阳极:连原电池的正极,发生氧化反应 ②阴极:连原电池的负极,发生还原反应 (2)三个“流向”①电子流向:阳极---------→外电路阴极②电流流向:阴极---------→外电路阳极-------→内电路阴极 ③离子流向:阳离子→阴极;阴离子→阳极 (3)电势高低①原电池:正极>负极 ②电解池:阴极>阳极3.电极按性质分类(1)惰性电极:由Pt (铂)、Au (金)、C (石墨)组成的电极 (2)活泼电极:除了Pt 、Au 以外的其他金属电极 4.阴阳两极上放电顺序(1)阴极(与电极材料无关):氧化性强的微粒先放电,放电顺序:(2)阳极(与电极材料有关):①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。
②若是惰性电极作阳极,放电顺序为:(3)三注意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。
②最常用、最重要的放电顺序为阳极:Cl ->OH -;阴极:Ag +>Cu 2+>H +。
③电解水溶液时,K +~Al 3+不可能在阴极放电。
5.重要的电化学反应式(水的化学计量数为2) (1)铅蓄电池充放电反应:Pb+PbO 2+2H 2SO 42PbSO 4+2H 2O(2)吸氧腐蚀的正极反应①弱酸性、中性或碱性:2H 2O+O 2+4e-4OH -②酸性:4H++O2+4e-2H2O③CO2:O2+4e-+2CO22CO32-(3)阳极OH-的放电反应①碱溶液中OH-的放电反应:4OH--4e-2H2O+O2↑②水中的OH-的放电反应:2H2O-4e-O2↑+4H+(3)阴极H+的放电反应①酸溶液中H+的放电反应:2H++2e-H2↑②水中的H+的放电反应:2H2O+2e-H2↑+2OH-(4)惰性电极电解溶液①NaCl:2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑②CuSO4:2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4③AgNO3:4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3④Cu(NO3)2:2Cu(NO3)2+2H2O2Cu+O2↑+4HNO36.其他(1)电解质溶液的选择①碱金属电极:不选择水溶液及醇类,一般选择有机电解质或固体电解质②盐桥式原电池:负极材料和与其反应的电解质在不同的容器中(2)电极pH变化①看该电极反应是消耗还是产生H+或OH-②若H+或OH-无变化,看该电极是消耗还是产生水(3)溶液pH变化①看总反应是消耗还是产生H+或OH-②若H+或OH-无变化,看总反应是消耗还是产生水(4)指示剂颜色变化和电极极性的关系指示剂颜色变化放电微粒电极极性酚酞变红H+阳极或正极石蕊变红OH-阳极淀粉变蓝I-阳极二、用惰性电极电解溶液1.电解水型(1)放电微粒:H+离子和OH-离子同时放电(2)放电产物:同时有H2和O2产生(3)溶液的变化电解液浓度变化pH变化溶液的复原H2SO4变大变小加H2ONaOH变大或不变变大或不变加H2OKNO3变大或不变不变加H2O2.电解电解质型(1)放电微粒:电解质中阴阳离子同时放电(2)溶液的变化电解液浓度变化pH变化溶液的复原HCl变小变大通HCl气体CuCl2变小理论变大,实际变小加CuCl2固体3.放氢生碱型(1)放电微粒:水中的H+离子和电解质中的阴离子同时放电(2)阴极产物:H2和OH-(2H2O+2e-H2↑+2OH-)(3)溶液的变化电解液浓度变化pH变化溶液的复原NaCl变小变大通HCl气体Na2S变小变大通H2S气体4.放氧生酸型(1)放电微粒:水中的OH-离子和电解质中的阳离子同时放电(2)阳极产物:O2和H+(2H2O-4e-O2↑+4H+)(3)溶液的变化电解液浓度变化pH变化溶液的复原CuSO4变小变小加CuO或CuCO3固体AgNO3变小变小加Ag2O或Ag2CO3固体【特别提醒】(1)在“电解水型”中,若电解某物质的饱和溶液,则电解过程中会析出晶体,其浓度和pH均不变。
高三化学一轮复习——金属的腐蚀与防护
1.金属腐蚀的本质
金属原子失去电子变为金属阳离子,金属发生氧化反应。
2.金属腐蚀的类型
(1)化学腐蚀与电化学腐蚀
(2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀
以钢铁的腐蚀为例进行分析:
理解应用
实验探究(如图所示)
(1)若棉团浸有NH4Cl溶液,铁钉发生________腐蚀,正极反应式为___________________,右试管中现象是______________。
(2)若棉团浸有NaCl溶液,铁钉发生________腐蚀,正极反应式为____________________,右试管中现象是____________________________________________________。
答案(1)析氢2H++2e-===H2↑有气泡冒出
(2)吸氧O2+4e-+2H2O===4OH-导管内液面上升
3.金属的防护
(1)电化学防护
①牺牲阳极的阴极保护法——原电池原理
a.负极:比被保护金属活泼的金属;
b.正极:被保护的金属设备。
②外加电流的阴极保护法——电解原理
a.阴极:被保护的金属设备;
b.阳极:惰性金属或石墨。
(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、电镀、喷镀或表面钝化等方法。
应用体验
如图所示,各烧杯中盛有海水,铁在其中被腐蚀的速率由快到慢的顺序为________。
答案⑤④②①③⑥
解析②③④均为原电池,③中Fe为正极,被保护;②④中Fe为负极,均被腐蚀,但Fe 和Cu的金属活动性差别大于Fe和Sn的,故Fe-Cu原电池中Fe被腐蚀的较快。
⑤是Fe 接电源正极作阳极,Cu接电源负极作阴极的电解腐蚀,加快了Fe的腐蚀。
⑥是Fe接电源负极作阴极,Cu接电源正极作阳极的电解腐蚀,防止了Fe的腐蚀。
根据以上分析可知铁在其中被腐蚀的速率由快到慢的顺序为⑤>④>②>①>③>⑥。
金属腐蚀快慢的规律
(1)对同一电解质溶液来说,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。
(2)对同一金属来说,在不同溶液中腐蚀速率的快慢:强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非
电解质溶液中。
(3)活动性不同的两种金属,活动性差别越大,腐蚀速率越快。
(4)对同一种电解质溶液来说,电解质浓度越大,金属腐蚀越快。
(1)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样(×)
(2)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物(×)
(3)钢铁发生电化学腐蚀时,负极铁失去电子生成Fe3+(×)
(4)在金属表面覆盖保护层,若保护层破损后,就完全失去了对金属的保护作用(×)
(5)铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性(√)
(6)干燥环境下,所有金属都不能被腐蚀(×)
(7)铜在酸性环境下,不易发生析氢腐蚀(√)
题组一金属腐蚀的原理及实验探究
1.炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中含NaCl),不久便会因被腐蚀而出现红褐色锈斑。
腐蚀原理如图所示,下列说法正确的是()
A.腐蚀过程中,负极是C
B.Fe失去电子经电解质溶液转移给C
C.正极的电极反应式为4OH--4e-===2H2O+O2↑
D.C是正极,O2在C表面上发生还原反应
答案D
解析A项,铁锅中含有的Fe、C,和电解质溶液构成原电池,活泼金属作负极,Fe易失电子,故腐蚀过程中,负极是Fe,错误;B项,原电池中电子由负极Fe直接向正极C流动,在电解质溶液中依靠离子的移动导电,错误;C项,该原电池中,C作正极,正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-,错误;D项,C是正极,O2在C表面上发生还原反应,正确。
2.(2019·南阳高三模拟)某同学进行下列实验。