化学腐蚀

阴极： 2Cu2+ +4e－＝2Cu 阳极： 4OH－－4e－＝2H2O +O2↑ 总反应：2CuSO4 +2H2O电＝解2Cu+O2↑ +2H2SO4
电解 2Cu2+ +2H2O ＝ 2Cu+O2↑ +4H+ 浓度： 减小 pH： 减小 复原： CuO固体
阴极： 4Ag+ +4e－＝4Ag
阳极： 4OH－－4e－＝2H2O +O2↑ 放氧生酸型
4FFee(2OOH3)2·+2nHH2O2+O（O2=铁4F锈e(O）H)3
3、化学腐蚀与电化学腐蚀的比较：
电化腐蚀
化学腐蚀
条件
不纯金属或合金 与 电解质溶液 接触 与 氧化剂
直接接触
有无电流
弱电流
无
本质 联系
较活泼的金属被氧化 金属被氧化
两种腐蚀往往 同时发生，但电化学腐蚀更普遍， 速度快，危害更重。
6、Cu+2H2O电＝解H2 ↑ + Cu(OH)2
7、 Cu+2H+电＝解H2 ↑ + Cu2+ 8、Cu+2H2O电＝解H2 ↑ + Cu(OH)2
书写步骤及注意事项： 1、看清电极材料 2、找出溶液中的阳离子和阴离子
3、根据放电顺序及电极材料确定放电微粒 4、电极反应式一定为离子方程式：
不考虑放电微粒来源以及后续反应 5、总反应式：
（四）电解原理应用
1、电解饱和食盐水 ——氯碱工业
⑴阴极材料：
Fe 电极反应：2H++2e- = H2↑ 。
阳极材料 ： Ti
电极反应：2Cl- - 2e- = Cl2↑ 。
电解
总反应： 2NaCl+2H2O =2NaOH+Cl2↑+H2↑
。
⑵设备 阳离子交换膜电解槽
。
只允许阳离子自由通过 而阻止阴离子和气体通过。 避免Cl2和NaOH反应
活性电极> S2- > I- > Br- > Cl- > OH- > 含氧酸根 > F阴极： 阳 离子，
Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+>活泼金属阳离子
正常浓度时
H+正常浓度小，
Fe2+、Zn2+浓度浓度一直保持很大时
（三）电解的类型及电极反应式的书写
化学能与电能
化学腐蚀
内容讲解
一、电化学基本内容 1、定义：研究化学能与电能相互转换的 装置、过程和效率的科学。 2、根据反应产物与电流的关系，电化学 反应过程（及其装置）可以分为两类：
产生电流的反应 ：化学能转换为电能 借助电流发生的反应：电能转换为化学能
1.能量转化 2.电极名称 3.电子流向
2、本质： M - ne- = Mn+ （ 氧化 反应）
3、类型：直接反应— 化学 腐蚀；原电池反应—电化学 腐蚀 （二）化学腐蚀： 金属与接触到的 干燥的氧化剂（如 O2 、 Cl2 、SO2 等） 直接发生化学反应而引起的腐蚀。
（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 原电池 反 应， 较活泼 的金属失去电子而被 氧化 。如 生铁 在潮湿的空
电解液含有 Cu2+ 。
⑶比铜活动性强的杂质形成 金属阳离子进入溶液 ，
比铜活动性弱的杂质形成 阳极泥
。
⑷电解液的浓度在电解过程中 减小 。 Fe、Zn等活泼金属溶解时，析出Cu，使Cu2+浓度减小
4、活泼金属的冶炼 （1）制钠： 阴极： 2Na+ + 2e— = 2Na
阳极： 2Cl — — 2e— = Cl2↑ 电解
作
原 阳极：电子 的一极， 电子，发生 反应
理
流出
失去
氧化
7. 构
⑴有外加直流电源
成 ⑵有两个电极
条 ⑶两电极插入电解质溶液或熔融的 件 电解质
⑷形成闭合回路
（一）电极的分类：
1、按照电源： 阳极 阴极
2、按照活泼性： 惰性电极： C、Pt、Au
活性电极： Ag及Ag之前的金属 （二）放电顺序：
阳极： 阴 离子，
2Cl－+2H2O＝Cl2↑ + H2 ↑ + 2OH－
浓度： 减小 pH： 增大 复原： HCl气体
NaCl溶液换成MgCl2溶液呢？
阴极： 2H+ +2e－＝ H2 ↑ 阳极： 2Cl －－ 2e－＝Cl2↑
电解 总反应： MgCl2+2H2O＝Mg(OH）2+ Cl2↑ + H2↑
电解 Mg2++2Cl－+2H2O＝Cl2↑ + H2 ↑ + Mg（OH)2
⑷电镀液的浓度在电镀过程中 不变 。
⑸注意： 离子浓度会影响放电顺序 当Fe2+、Zn2+浓度一直保持很大时，将优先于H+放电 从而实现镀铁、镀锌
3、精炼：
⑴实质是用电解原理，使粗金属先 溶解再在纯金属上析出的过程
⑵精炼铜的原理：粗铜作 阳 极， Cu—2e- = Cu2+ ； 精铜作 阴极， Cu2++ 2e- = Cu ；
考虑放电微粒的来源，满足离子方程式的书写规则 6、两极相加不一定为总反应 7、总反应写条件：电解
电解饱和食盐水
H+从何来？ 2H++2e- = H2↑ NaOH溶液
H2
Cl2
-
+
阴极 阳极
OH-
Na+
2Cl- - 2e- =Cl2↑ 淡盐水
只允许阳离子通过
阳离子交换膜
H2O+少量NaOH
饱和NaCl
总反应： 2NaCl（熔融） = 2Na+Cl2↑
（2）制镁： 阴极： Mg2+ + 2e— = Mg
阳极： 2Cl — — 2e— = Cl2↑ 电解
总反应：MgCl2（熔融）= Mg+Cl2↑
注意: 不用MgO， MgO熔点太高
（3）制铝：
阴极： 4Al3+ + 12e— = 4Al 阳极： 6O2 — — 12e— = 3O2↑
将以上装置中的惰性电极换为Cu电极？ 如何快速改写?
所有装置的阳极反应进改为： Cu — 2e- = Cu2+ 阴极反应不变
总反应做相应的变化:
1、无 电解 2、Cu+2H+ ＝ H2 ↑ + Cu2+
电解 3、Cu+2H2O＝ H2 ↑ + Cu(OH)2
4、无
电解
5、Cu +2 Ag+ = Cu2+ + 2Ag
总反应：4AgNO3
电解 +2H2O ＝ 4Ag+O2↑
+4HNO3
电解
4Ag+ +2H2O ＝ 4Ag+O2↑ +4H+
浓度： 减小 pH： 减小 复原： Ag2O固体
阴极： 4H+ +4e－＝2H2 ↑
阳极： 4OH－－电4解e－＝2H2O +O2↑ 总反应： 2H2O＝ O2↑ +2H2↑ 浓度：增大 pH： 不变 复原：H2O 阴极： 4H+ +4e－＝2H2 ↑
电解
2Al2O3（熔融）= 4Al+3O2↑
注意: 不用AlCl3，熔融AlCl3不导电
不同金属冶炼方法的选择
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag
电解法
还原法
热分解法
同一种金属可能有不同的冶炼方法 简单，实用，节省的原则
六、金属的腐蚀 （一）金属腐蚀： 1、定义：是指金属或合金跟 接触到的气体或液体 发生 氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。
（写出下列装置的电极反应式、总反应式pH变化、复原方法）
惰性电极：
阴极： Cu2+ +2e－＝ Cu
阳极： 2Cl －－电解2e－＝Cl2↑ 总反应： CuCl2＝Cu +Cl2↑
电解 Cu2++2Cl－＝Cu +Cl2↑
浓度： 减小 pH： 增大 复原：CuCl2固体
阴极： 2H+ +2e－＝ H2 ↑
健身器材刷油漆
某些金属工具或“机械传 动部位” ，用油脂来防锈
衣架和电线外面包上一层塑料层
船身如何防腐蚀的？ 船身上装锌块
用牺牲锌块的方法来保护
下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是
______(_5__) _>__( _2_)__>_(__1_)__>_(__3_)__>_(_4 )
金属腐蚀的快慢速度： 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
气中生锈。
2、类型：
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条件 水膜呈 较强酸性 水膜呈 中性、碱性、弱酸性
负极（Fe） Fe－2e-＝Fe2+
正极（C） Fra Baidu bibliotek反应
2H++2e-＝H2↑ Fe+2H+＝ Fe2++H2↑
Fe－2e-＝Fe2+
O2 + 4e- + 2H2O ＝ 4 OH-
2Fe+2H2O+O2＝2Fe(OH)2
⑶电解过程： 阴极 H+ 放电，产生 H2 ，使 OH-浓度增大，
即阴极区产生 H2 NaOH 。 开始时阴极区需要加入 H2O 少量NaOH。
增强导电性 阳极 Cl- 放电，产生 Cl2 。开始时阴极区需要加入 NaCl溶液。 电解过程中Na+定向移向： 阴极 。 ⑷NaCl精炼： ①→加入NaOH溶液 ②→加入Na2CO3溶液
阳极： 4OH－电－解4e－＝2H2O +O2↑ 总反应： 2H2O＝ O2↑ +2H2↑
电解水型
浓度：增大 pH： 减小 复原：H2O
阴极： 4H+ +4e－＝2H2 ↑
阳极： 4OH－电－解4e－＝2H2O +O2↑ 总反应： 2H2O＝ O2↑ +2H2↑
浓度：增大 pH： 增大 复原：H2O
阳极： 2Cl －－ 2e－＝Cl2↑ 电解
总反应： 2HCl＝电解Cl2↑ + H2↑ 2H++Cl－＝ Cl2↑ + H2↑
电解自身型
浓度： 减小 pH： 增大 复原：HCl气体
阴极： 2H+ +2e－＝ H2 ↑
放氢生碱型
阳极： 2Cl －－ 2e－＝Cl2↑ 电解
总反应： 2NaCl+2H2O＝2NaOH+ Cl2↑ + H2↑ 电解
③→加入BaCl2溶液 ④→过滤→加入盐酸
①②③④ ②①③④ ②③①④
2、电镀：
称为镀件
称为镀层
⑴用 电解 的原理在金属表面镀上一层金属或合金的过程。
实质是 镀层金属在阳极溶解然后在镀件上析出
.
⑵镀层金属作 阳 极，镀件作 阴 极，
电镀液 含有镀层金属离子的溶液 。
⑶Fe上镀Cu原理： Fe 作阴极，Cu2++ 2e- = Cu ； Cu 作阳极， Cu—2e- = Cu2+ 。
3.电流方向
5.离子运动方 向
电解池 电 能转化为 化学能
阴极 阳极
负 极到 阴极 _阳____极到 正 极 正 极到 阳极 __阴_____极到 负 极
阳离子阴→ 极， （记忆方法：阴极上有电）子
阴离子阳→ 极. （记忆方法阳：极上缺电子）
电解池
6. 工
流入
得到
还原
阴极：电子 的一极， 电子，发生 反应
(四)金属的防护 1、改变金属的内部结构
制成合金（不锈钢） 2、在金属表面覆盖保护层，
使它隔离___空_气____、___水___等物质
喷油漆、涂油脂、电镀、表面钝化、搪瓷等。 3、金属的电化学防护 （1）牺牲阳极的阴极保护法
被保护的金属做正极， 活泼金属保护不活泼金属
（2）外加直流电源的阴极保护法 被保护的金属做阴极