（江苏专用）2019版高考化学一轮复习专题6化学反应与能量变化3第三单元电解原理金属的腐蚀与防护教案.doc

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1、1第三单元 电解原理 金属的腐蚀与防护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。电解原理知识梳理1电解使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。2电解池(也叫电解槽)电解池是把电能转化为化学能的装置。3电解池的组成和工作原理(以电解 CuCl2溶液为例)总反应方程式：CuCl 2 CuCl 2。= = = = =通 电 4电子和离子移动方向(1)电子：从电源的负极流向电解池的阴极；从电解池的阳极流向电源的正极。(2)离子：阳离子移向电解池的阴极；阴离子移向电解池的阳极

2、。5分析电解过程的思维程序(1)首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。(2)其次分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶液中的 H和 OH )。排出阴、阳两极的放电顺序。阴极：Ag Fe3 Cu2 H (酸)Pb 2 Sn2 Fe2 Zn2 H (水)Al3 Mg2 Na Ca2 K 。阳极：活泼电极S 2 I Br Cl OH 含氧酸根离子。(3)然后分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。(4)最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。6电解规律(用惰性电极电解)电解质 电极反应 被电解 总化学方 电解质 溶液 电解质

3、溶2(水溶液) 式 的物质 程式或离子方程式浓度 pH 液复原方法含氧酸(如 H2SO4)阳极：2H2O4e =4H O 2阴极：4H 4e =2H2水2H2O= = = = =通 电 O22H 2 增大 减小 加 H2O强碱(如 NaOH)阳极：4OH 4e =O22H 2O阴极：4H2O4e =2H24OH水2H2O= = = = =通 电 O22H 2增大 增大 加 H2O活泼金属的含氧酸盐(如 KNO3、Na2SO4)阳极：4OH 4e =O22H 2O阴极：4H 4e =2H2水2H2O= = = = =通 电 O22H 2 增大 不变 加 H2O无氧酸(如 HCl，除 HF 外)阳

4、极：2Cl 2e =Cl2阴极：2H 2e =H2酸2HCl= = = = =通 电 Cl2H 2减小 增大通入 HCl气体不活泼金 阳极： 盐 CuCl2 减小 加 CuCl2固3属的无氧酸盐(如CuCl2，除氟化物外)2Cl 2e =Cl2阴极：Cu2 2e =Cu= = = = =通 电 CuCl 2体活泼金属的无氧酸盐(如 NaCl)阳极：2Cl 2e =Cl2阴极：2H 2e =H2水和盐2Cl 2H 2O= = = = =通 电 Cl2H 22OH 生成新电解质增大通入 HCl气体不活泼金属的含氧酸盐(如 CuSO4)阳极：2H2O4e =4HO 2阴极：2Cu2 4e =2Cu水

5、和盐2Cu2 2H 2O= = = = =通 电 2CuO 24H 生成新电解质减小加 CuO 或CuCO3自我检测1按要求书写有关的电极反应式及总反应式。(1)用惰性电极电解 AgNO3溶液阳极反应式：_；阴极反应式：_；总反应离子方程式：_。(2)用惰性电极电解 MgCl2溶液阳极反应式：_；阴极反应式：_；总反应离子方程式：_。(3)用铜作电极电解 NaCl 溶液阳极反应式：_；阴极反应式：_；总化学方程式：_。4(4)用铜作电极电解盐酸阳极反应式：_；阴极反应式：_；总反应离子方程式：_。答案：(1)2H 2O4e =4H O 24Ag 4e =4Ag4Ag 2H 2O 4AgO 24

6、H = = = = =通 电 (2)2Cl 2e =Cl2 2H 2e =H2Mg2 2Cl 2H 2O Mg(OH)2Cl 2H 2= = = = =通 电 (3)Cu2e =Cu2 2H 2e =H2Cu2H 2O Cu(OH)2H 2= = = = =通 电 (4)Cu2e =Cu2 2H 2e =H2Cu2H Cu2 H 2= = = = =通 电 2(教材改编)下列关于铜电极的叙述正确的是( )A铜锌原电池中铜一般作负极B电解熔融氯化钠制钠时用铜作阳极C在镀件上电镀铜时用金属铜作阳极D电解稀硫酸制 H2、O 2时铜作阳极解析：选 C。A 项，锌比铜活泼，故铜一般作正极，错误；B 项，

7、电解熔融氯化钠时用铜作阳极，阳极上 Cl 不能失电子生成 Cl2，错误；C 项，电镀时，待镀金属作阴极，镀层金属为阳极，正确；D 项，电解 H2SO4制 H2、O 2时，阳极必为惰性电极，错误。(1)阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是电解质溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。(2)最常用、最重要的放电顺序是阳极：Cl OH ；阴极：Ag Cu2 H 。(3)电解水溶液时，K 、Ca 2 、Na 、Mg 2 、Al 3 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。(2016高考全国卷，11，6 分)三室式电渗析法处理含 Na2SO4废水的原理如

8、图所示，采用惰性电极，ab、cd 均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的 Na和 SO 可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确245的是( )A通电后中间隔室的 SO 离子向正极迁移，正极区溶液 pH 增大24B该法在处理含 Na2SO4废水时可以得到 NaOH 和 H2SO4产品C负极反应为 2H2O4e =O24H ，负极区溶液 pH 降低D当电路中通过 1 mol 电子的电量时，会有 0.5 mol 的 O2生成解析 该装置为电解池。H 2O 在正(阳)极区放电，生成 O2和 H ，正(阳)极区溶液 pH减小，中间隔室中的阴离子 SO 通过 cd

9、离子交换膜移向正(阳)极，故正(阳)极区可得到24H2SO4；当电路中通过 1 mol 电子时生成 0.25 mol O2；H 2O 在负(阴)极区放电，生成 OH和 H2，负(阴)极区溶液 pH 增大，中间隔室中的阳离子 Na 通过 ab 离子交换膜移向负(阴)极，故负(阴)极区可得到 NaOH，A、C、D 项错误，B 项正确。答案 B上述例题中装置不变，若向中间隔室里加入的是含 NaNO3废水，则两端隔室分别得到什么产物？若是含 NaCl 废水呢？答案：加入含 NaNO3废水时，阳极室得到 O2和 HNO3，阴极室得到 NaOH 和 H2；加入含NaCl 废水时，阳极室得到 Cl2，阴极室

10、得到 NaOH 和 H2。题组一 电解原理和电解规律的考查1以石墨为电极，电解 KI 溶液(含有少量的酚酞和淀粉)。下列说法错误的是( )A阴极附近溶液呈红色B阴极逸出气体C阳极附近溶液呈蓝色D溶液的 pH 变小解析：选 D。以石墨为电极，电解 KI 溶液，阴离子在阳极的放电能力：I OH 。阳离子在阴极的放电能力：H K 。所以该电解反应的方程式是2KI2H 2O I2H 22KOH。由于在溶液中含有少量酚酞和淀粉，所以在阳= = = = =通 电 极附近淀粉遇碘单质变为蓝色；在阴极逸出 H2，由于产生 OH ，溶液显碱性，使酚酞溶液变为红色。因为产生了碱，溶液碱性增强，所以溶液的 pH 变

11、大。2(2018唐山高三检测)用石墨电极电解 CuCl2溶液(见下图)。下列分析正确的是( 6)Aa 端是直流电源的负极B通电使 CuCl2发生电离C阳极上发生的反应：Cu 2 2e =CuD通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体解析：选 A。A 项铜离子移向阴极，则 a 为负极。B 项 CuCl2发生电离是在水分子的作用下完成的，并非通电才能发生。C 项反应 Cu2 2e =Cu 应在阴极上发生，阳极上发生的反应应为 2Cl 2e =Cl2。D 项通电一段时间后，应在阳极附近观察到黄绿色气体。题组二 电极反应式的书写3(2015高考四川卷)用如图所示装置除去含 CN 、Cl 废水中的 C

12、N 时，控制溶液pH 为 910，阳极产生的 ClO 将 CN 氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是( )A用石墨作阳极，铁作阴极B阳极的电极反应式：Cl 2OH 2e =ClO H 2OC阴极的电极反应式：2H 2O2e =H22OH D除去 CN 的反应：2CN 5ClO 2H =N22CO 25Cl H 2O解析：选 D。A.由题干信息可知 Cl 在阳极放电生成 ClO ，则阳极应为惰性电极，A项正确；B.Cl 在阳极放电生成 ClO ，Cl 的化合价升高，故在阳极发生氧化反应，又已知该溶液呈碱性，B 项正确；C.阳离子在电解池的阴极得电子发生还原反应，在碱性条件下，H2O 提供阳

13、离子(H )，C 项正确；D.由于溶液是碱性条件，故除去 CN 发生的反应为2CN 5ClO H 2O=N2 2CO25Cl 2OH ，D 项错误。4(1)PbO 2可以通过石墨为电极，Pb(NO 3)2和 Cu(NO3)2的混合溶液为电解液电解制取。阳极发生的电极反应式为_，阴极上观察到的现象是_；7若电解液中不加入 Cu(NO3)2，阴极发生的电极反应式为_，这样做的主要缺点是_。(2)将烧碱吸收 H2S 后的溶液加入如图所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应：S 2 2e =S ( n1)SS 2 =S2n写出电解时阴极的电极反应式：_。电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化

14、得到硫单质，其离子方程式可写成：_。解析：(1)阳极发生氧化反应，即 Pb2 失去电子被氧化生成 PbO2，同时考虑盐溶液水解得到的强酸性环境；阴极发生还原反应，即氧化性强的 Cu2 得到电子生成铜；若电解液中不加入 Cu(NO3)2，阴极 Pb2 得电子变为 Pb，这样就不能有效利用 Pb2 。(2)在阴极电解质溶液是 NaOH，同时图中显示产生了 H2，因此阴极发生的电极反应为2H2O2e =H22OH ； 加入 H2SO4后，H 与 S 反应生成 S 和 H2S。2n答案：(1)Pb 2 2H 2O2e =PbO24H 石墨上包上铜镀层 Pb 2 2e =Pb 不能有效利用 Pb2(2)

15、2H 2O2e =H22OH S 2H =(n1)SH 2S2n电解池电极反应式的书写“二判二析一写”题组三 有关电解的计算5(2018开封高三模拟)用两支惰性电极插入 CuSO4溶液中，通电电解，当有1103 mol 的 OH 放电时，溶液显浅蓝色，则下列叙述正确的是( )A阳极上析出 3.6 mL O2(标准状况)B阴极上析出 32 mg Cu8C阴极上析出 11.2 mL H2(标准状况)D阳极和阴极质量都无变化解析：选 B。用惰性电极电解 CuSO4溶液时，电极反应为阴极：2Cu 2 4e =2Cu，阳极：4OH 4e =O22H 2O。当有 1103 mol 的 OH 放电时，生成标

16、准状况下的 O2为5.6 mL，在阴极上析出 32 mg Cu，阴极质量增加。6在如图所示的装置中，若通直流电 5 min 时，铜电极质量增加 2.16 g。试回答下列问题：(1)电源中 X 为直流电源的_极。(2)pH 变化：A_，B_，C_。(填“增大”“减小”或“不变”)(3)通电 5 min 时，B 中共收集 224 mL(标准状况下)气体，溶液体积为 200 mL，则通电前 CuSO4溶液的物质的量浓度为_(设电解前后溶液体积无变化)。(4)若 A 中的 KCl 足量且溶液的体积也是 200 mL，电解后，溶液的 pH 为_(设电解前后溶液体积无变化)。解析：(1)三个装置是串联的电

17、解池。电解 AgNO3溶液时，Ag 在阴极发生还原反应生成 Ag，所以质量增加的铜电极是阴极，则银电极是阳极，Y 是正极，X 是负极。(2)电解 KCl 溶液生成 KOH，溶液 pH 增大；电解 CuSO4溶液生成 H2SO4，溶液 pH 减小；电解 AgNO3溶液，银为阳极，不断溶解，Ag 浓度基本不变，pH 不变。(3)通电 5 min 时，C 中析出 0.02 mol Ag，电路中通过 0.02 mol 电子。B 中共收集0.01 mol 气体，若该气体全为氧气，则电路中需通过 0.04 mol 电子，电子转移不守恒。因此，B 中电解分为两个阶段，首先电解 CuSO4溶液，生成 O2和

18、Cu，然后电解水，生成 O2和 H2，B 中收集到的气体是 O2和 H2的混合物。设电解 CuSO4溶液时生成 O2的物质的量为x，电解 H2O 时生成 O2的物质的量为 y，生成 H2的物质的量为 2y，则 4x4 y0.02 mol(电子转移守恒)， x3 y0.01 mol(气体物质的量之和 )，解得 x y0.002 5 mol，所以 n(CuSO4)20.002 5 mol0.005 mol， c(CuSO4)0.005 mol0.2 L0.025 molL1 。(4)通电 5 min 时，A 中放出 0.01 mol H2，溶液中生成 0.02 mol KOH， c(OH )0.0

19、2 mol0.2 L0.1 molL 1 ，pH13。答案：(1)负 (2)增大 减小 不变(3)0.025 molL1 (4)139解电解计算题的常用方法电解原理的应用知识梳理1电解饱和食盐水(1)电极反应阳极：2Cl 2e =Cl2(反应类型：氧化反应)；阴极：2H 2e =H2(反应类型：还原反应)。(2)总反应方程式：2NaCl2H 2O 2NaOHH 2Cl 2；= = = = =通 电 离子方程式：2Cl 2H 2O 2OH H 2Cl 2。= = = = =通 电 (3)应用：氯碱工业制烧碱、氯气和氢气。2电镀和电解精炼铜电镀( 以 Fe上镀 Cu 为例)电解精炼铜电极材料镀层金

20、属铜粗铜 (含 Zn、Fe、Ni、 Ag、Au 等杂质)阳极电极反应Cu2e =Cu2Zn2e =Zn2 、Fe2e =Fe2 、Ni2e =Ni2 、Cu2e =Cu2电极材料待镀金属铁 纯铜阴极电极 Cu2 2e =Cu10反应电解质溶液 含 Cu2 的盐溶液注：(1)电镀时，溶液中离子浓度保持不变；(2)电解精炼铜时，粗铜中的 Ag、Au 等不反应，沉积在电解池底部形成阳极泥3.电冶金利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属 Ca、Na、Mg、Al 等。(1)冶炼钠：2NaCl 2NaCl 2= = = = =通 电 阳极：2Cl 2e =Cl2；阴极：2Na 2e =2Na。(2)冶炼镁：M

21、gCl 2 MgCl 2= = = = =通 电 阳极：2Cl 2e =Cl2；阴极：Mg 2 2e =Mg。(3)冶炼铝：2Al 2O3 4Al3O 2= = = = =通 电 阳极：6O 2 12e =3O2；阴极：4Al 3 12e =4Al。自我检测1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)反应 CuH 2SO4=CuSO4H 2可以设计成电解池，但不能设计成原电池。( )(2)电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料。( )(3)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。( )(4)电解是把电能转变成化学能。( )(5)电解质溶液导电是化学变化，金属

22、导电是物理变化。( )(6)任何水溶液电解时，必发生氧化还原反应。( )答案：(1) (2) (3) (4) (5) (6)2下列描述中，符合生产实际的是_(填序号)。电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极在镀件上电镀锌，用锌作阳极解析：中电解熔融的氧化铝制取金属铝，应用石墨作阳极，若用铁作阳极，铁会被氧化。11答案：(2017高考全国卷，11，6 分)用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为 H2SO4H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是( )A待加工铝质工件为阳极B可选用不锈钢网作为阴极C阴

23、极的电极反应式为 Al3 3e =AlD硫酸根离子在电解过程中向阳极移动解析 利用电解氧化法在铝制品表面形成致密的 Al2O3薄膜，即待加工铝质工件作阳极，A 项正确；阴极与电源负极相连，对阴极电极材料没有特殊要求，可选用不锈钢网等，B 项正确；电解质溶液呈酸性，阴极上应是 H 放电，C 项错误；在电解过程中，电解池中的阴离子向阳极移动，D 项正确。答案 C(2017高考海南卷)一种电化学制备 NH3的装置如图所示，图中陶瓷在高温时可以传输 H 。下列叙述错误的是( )APd 电极 b 为阴极B阴极的反应式为 N26H 6e =2NH3CH 由阳极向阴极迁移D陶瓷可以隔离 N2和 H2解析：选

24、 A。此装置为电解池，总反应是 N23H 2 2NH3，Pd 电极 b 上= = = = =通 电 是氢气失去电子化合价升高，Pd 电极 b 为阳极，故 A 说法错误；根据 A 选项分析，Pd 电极a 为阴极，反应式为 N26H 6e =2NH3，故 B 说法正确；H 在阴极上与 N2反应，则 H由阳极移向阴极，故 C 说法正确；根据装置图，陶瓷可以隔离 N2和 H2，故 D 说法正确。题组一 电解原理的“常规”应用1. 利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产上的应用。下列说法正确的是( )12A氯碱工业中，X 电极上反应式是 4OH 4e =2H2OO 2B电解精炼铜时，Z 溶液中的 Cu2

25、 浓度不变C在铁片上镀铜时，Y 是纯铜D制取金属镁时，Z 是熔融的氯化镁解析：选 D。氯碱工业中阳极是 Cl 放电生成 Cl2；电解精炼铜时阳极粗铜溶解，阴极Cu2 放电析出 Cu，由于粗铜中含有锌、铁、镍等杂质，溶液中 Cu2 浓度变小；铁片上镀铜时，阴极应该是铁片，阳极是纯铜。2金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量 Fe、Zn、Cu、Pt 等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是(已知：氧化性 Fe2 Ni 2 Cu 2 )( )A阳极发生还原反应，其电极反应式为 Ni2 2e =NiB电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C电解后，溶液中存在的金属阳离子只有 Fe2 和

26、Zn2D电解后，电解槽底部的阳极泥中有 Cu 和 Pt解析：选 D。阳极应发生氧化反应：Ni2e =Ni2 ，A 错；由于 Fe、Zn 的还原性大于 Ni，所以阳极同时还发生：Zn2e =Zn2 、Fe2e =Fe2 ，比较两电极反应，因Fe、Zn、Ni 的相对原子质量不等，当两极通过的电量相等时，阳极减少的质量与阴极增加的质量不相等，B 错；纯镍作阴极，电解质溶液中需含有 Ni2 ，因 Ni2 的氧化性大于 Fe2和 Zn2 ，所以溶液中阳离子有 Fe2 、Zn 2 和 Ni2 ，C 错；Cu、Pt 还原性小于 Ni，所以不反应，D 正确。题组二 电解原理的“不寻常”应用3(2018泉州高三

27、检测)工业上用电解法处理含镍酸性废水并得到单质 Ni 的原理如图所示。已知：Ni 2 在弱酸性溶液中发生水解氧化性：Ni 2 (高浓度)H Ni 2 (低浓度)下列说法不正确的是( )A碳棒上发生的电极反应：4OH 4e =O22H 2OB电解过程中，B 中 NaCl 溶液的物质的量浓度将不断减少C为了提高 Ni 的产率，电解过程中需要控制废水 pHD若将图中阳离子膜去掉，将 A、B 两室合并，则电解反应总方程式发生改变解析：选 B。A 项，电极反应式为阳极：4OH 4e =2H2OO 2，阴极：13Ni2 2e =Ni、2H 2e =H2，正确；B 项，由于 C 中 Ni2 、H 不断减少，

28、Cl 通过阴离子膜从 C 移向 B，A 中 OH 不断减少，Na 通过阳离子膜从 A 移向 B，所以 B 中 NaCl 溶液的物质的量浓度不断增大，错误；C 项，由于 H 的氧化性大于 Ni2 (低浓度)的氧化性，所以为了提高 Ni 的产率，电解过程需要控制废水的 pH，正确；D 项，若去掉阳离子膜，在阳极 Cl 放电生成 Cl2，反应总方程式发生改变，正确。4(1)根据 2CrO 2H Cr 2O H 2O 设计图示装置(均为惰性电极)电解24 27Na2CrO4溶液制取 Na2Cr2O7，图中右侧电极连接电源的_极，其电极反应式为_。(2)电解尿素CO(NH 2)2的碱性溶液制氢气的装置示

29、意图如下：电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳两极均为惰性电极。A 极为_，电极反应式为_。B 极为_，电极反应式为_。解析：(1)根据 NaOH 溶液浓度的变化及 Na 交换膜，左侧为阴极区域，右侧为阳极区域，电极反应式为阴极：4H 2O4e =2H24OH ；阳极：4OH 4e =O22H 2O。(2)H2产生是因为 H2O 电离的 H 在阴极上得电子，即 6H2O6e =3H26OH ，所以B 极为阴极，A 极为阳极，电极反应式为 CO(NH2)26e 8OH =N2CO 6H 2O，阳23极反应式容易错写成 4OH 4e =2H2OO 2。答案：(1)正 4OH 4e =O22H 2O(

30、2)阳极 CO(NH 2)28OH 6e =N2CO 6H 2O 阴极 236H2O6e =3H26OH 电解原理应用中的注意要点14(1)阳离子交换膜(以电解 NaCl 溶液为例)只允许阳离子(Na 、H )通过，而阻止阴离子(Cl 、OH )和分子 (Cl2)通过，这样既能防止 H2和 Cl2混合爆炸，又能避免 Cl2和 NaOH 溶液作用生成NaClO 影响烧碱质量。(2)电解或电镀时，电极质量减少的电极必为金属电极阳极；电极质量增加的电极必为阴极，即溶液中的金属阳离子得电子生成金属附着在阴极上。(3)电解精炼铜，粗铜中含有的 Zn、Fe、Ni 等活泼金属失去电子，变成金属阳离子进入溶液

31、，其活泼性小于铜的杂质以阳极泥的形式沉积。电解过程中电解质溶液中的 Cu2 浓度会逐渐减小。 金属的腐蚀与防护知识梳理1化学腐蚀和电化学腐蚀的比较类型 化学腐蚀 电化学腐蚀条件金属与接触到的物质直接反应不纯金属接触到电解质溶液发生原电池反应本质 M ne =Mn现象 金属被腐蚀 较活泼金属被腐蚀区别 无电流产生 有电流产生联系 两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍2.钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀水膜性质 酸性 弱酸性或中性负极反应 Fe2e =Fe2正极反应 2H 2e =H22H2OO 24e =4OH总反应Fe2H =Fe2 H 22FeO 22H 2O=2Fe(OH)2

32、其他反应铁锈的形成：4Fe(OH) 2O 22H 2O=4Fe(OH)3，2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O(铁锈)(3 x)H2O3.金属的防护(1)电化学防护牺牲阳极的阴极保护法利用原电池原理15负极(阳极)是作保护材料的金属，正极(阴极)是被保护的金属设备。外加电流的阴极保护法利用电解原理阴极是被保护的金属设备；阳极是惰性电极。(2)其他方法改变金属内部结构，如制成合金；使金属与空气、水等物质隔离，如电镀、喷油漆等。自我检测1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(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

33、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)外加电流的阴极保护法构成了电解池；牺牲阳极的阴极保护法构成了原电池。二者均能有效地保护金属不容易被腐蚀。( )解析：(1)银器表面变黑，主要是生成 Ag2S，钢铁表面生锈是生成 Fe2O3nH2O，原理不同，错误；(2)铜是生成“铜绿”Cu 2(OH)2CO3，错误；(3)钢铁腐蚀时，负极铁失电子生成 Fe2 ，错误；(4)若镀层比被保护金属活泼，如铁表面镀锌，锌层破损后，锌铁构成原电池，铁作正极，受到保护，错误。答案：(1) (2) (3) (4) (

34、5)2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_。解析：是 Fe 为负极、杂质碳为正极的原电池腐蚀，是铁的吸氧腐蚀，腐蚀较慢。均为原电池，中 Fe 为正极，被保护；中 Fe 为负极，均被腐蚀，但 Fe 和 Cu的金属活泼性差别大于 Fe 和 Sn 的活泼性差别，故 FeCu 原电池中 Fe 被腐蚀的较快。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。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。故铁在海水中被腐蚀的速率由快到慢的顺序为。答案：16电化学腐蚀规律(1)对同一种金属来说，腐蚀快慢：强电

35、解质溶液弱电解质溶液非电解质溶液。(2)活动性不同的两金属：活动性差别越大，活动性强的金属腐蚀越快。(3)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快，且氧化剂的浓度越高，氧化性越强，腐蚀越快。(4)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。(5)从防腐措施方面分析，腐蚀的快慢为无防护条件的防腐有一般防护条件的防腐牺牲阳极的阴极保护法防腐外加电流的阴极保护法防腐。(2017高考全国卷，11，6 分)支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是( )A通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流

36、接近于零B通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整解析 依题意，钢管桩为阴极，电子流向阴极，阴极被保护，钢管桩表面腐蚀电流是指铁失去电子形成的电流，接近于 0，铁不容易失去电子，A 项正确；阳极上发生氧化反应，失去电子，电子经外电路流向阴极，B 项正确；高硅铸铁作阳极，阳极上发生氧化反应，阳极上主要是海水中的水被氧化生成氧气，惰性辅助阳极不被损耗，C 项错误；根据海水对钢管桩的腐蚀情况，增大或减小电流强度，D 项正确。答案 C(2015高考上海卷)研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是(

37、 )Ad 为石墨，铁片腐蚀加快Bd 为石墨，石墨上电极反应为 O22H 2O4e =4OHCd 为锌块，铁片不易被腐蚀17Dd 为锌块，铁片上电极反应为 2H 2e =H2解析：选 D。A.由于活动性：Fe石墨，所以铁、石墨及海水构成原电池，Fe 为负极，失去电子被氧化变为 Fe2 进入溶液，溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原，比没有形成原电池时铁片的腐蚀速率快，正确。B.d 为石墨，由于是中性电解质，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应为O22H 2O4e =4OH ，正确。 C.若 d 为锌块，则由于金属活动性：ZnFe，Zn 为原电池的负极，Fe 为

38、正极，首先被腐蚀的是 Zn，铁得到保护，铁片不易被腐蚀，正确。D.d 为锌块，由于电解质为中性环境，发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反应为O22H 2O4e =4OH ，错误。题组一 金属的腐蚀1. 如图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有 pH4 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。下列说法正确的是( )A生铁片中的碳是原电池的阳极，发生还原反应B雨水酸性较强，生铁片仅发生析氢腐蚀C墨水回升时，碳电极反应式为 O22H 2O4e =4OHD具支试管中溶液 pH 逐渐减小解析：选 C。生铁片中的碳是原电池的正极，A 错；雨水

39、酸性较强，开始时铁片发生析氢腐蚀，产生氢气，导管内液面下降，一段时间后铁片发生吸氧腐蚀，吸收氧气，导管内液面回升，B 错；墨水回升时，铁片发生吸氧腐蚀，碳极为正极，电极反应为O22H 2O4e =4OH ，C 对；铁片无论是发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，具支试管内溶液 pH 均增大，D 错。2.(1)如图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。该电化学腐蚀称为_。图中 A、B、C、D 四个区域，生成铁锈最多的是_(填字母)。(2)(2015高考重庆卷)下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。18腐蚀过程中，负极是_(填图中字母“a”或“b”或“c”)；环境中的 Cl 扩散到

40、孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为_；若生成 4.29 g Cu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为_L(标准状况)。解析：(1)金属在中性和较弱的酸性条件下发生的是吸氧腐蚀。发生吸氧腐蚀，越靠近液面接触到的 O2越多，生成的铁锈越多。(2)负极发生失电子的反应，铜作负极失电子，因此负极为 c。负极反应：Cu2e =Cu2 ，正极反应： O22H 2O4e =4OH 。正极反应产物为 OH ，负极反应产物为 Cu2 ，两者与 Cl 反应生成 Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为 2Cu2 3OH Cl =Cu2(OH)3Cl。4.29 g

41、 Cu2(OH)3Cl 的物质的量为 0.02 mol，由 Cu 元素守恒知，发生电化学腐蚀失电子的 Cu 单质的物质的量为 0.04 mol，失去电子 0.08 mol，根据电子守恒可得，消耗 O2的物质的量为 0.02 mol，所以理论上消耗氧气的体积为 0.448 L(标准状况)。答案：(1)吸氧腐蚀 B(2)c 2Cu 2 3OH Cl =Cu2(OH)3Cl 0.448题组二 金属的防护3下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是( )A水中的钢闸门连接电源的负极B金属护栏表面涂漆C汽车底盘喷涂高分子膜D地下钢管连接镁块解析：选 A。外加电流的阴极保护法是指把要保护的金属连接

42、在直流电源的负极上，使其作为电解池的阴极被保护，A 项符合题意；金属表面涂漆或喷涂高分子膜是防止金属与其他物质接触发生反应，B、C 选项不符合题意；地下钢管连接镁块，是牺牲阳极的阴极保护法，D 项不符合题意。4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 H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极的电极反应式为_。(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_。在此过程中，两个电极上质量的变化值：阴极_阳极(填“”“NO ，根据题给信息，阳极一定是 3OH 放电，生成 0.05 mol 氧气，转移 0.2 mol 电子；阴极离子放电能力：Cu 2 H Na ，所以 Cu2 先放电，然后是 H 放电，阴极生成 0.05 mol 氢气时，转移 0.1 mol 电子，根据得失电子守恒知，Cu 2 转移 0.1 mol 电子， n(Cu2 )0.05 mol。所以原溶液中 nCu(NO3)20.05 mol，又 n(NO )0.3 molL1 0.5 L0.15 mol，则 n(NaNO3)0.05 mo