2019-2020学年高三化学一轮复习电化学专题1.3金属腐蚀及电化学计算

专题1-2 化学腐蚀及电化学计算

【考纲要求】

1.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。

2.掌握电化学计算的方法与类型

【教学过程】

【例题解析】

例1.说一说金属钠、镁、铝、铁、铜、银在空气中的变化的情况。

例2.下列Fe片（铁钉）不受到被腐蚀的是。

【共同整合，知识提升】

一、金属的腐蚀

1．金属腐蚀的本质：金属原子失去电子变成金属阳离子，金属发生氧化反应。

2．金属腐蚀的类型

(1)

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－===M n＋M－ne－===M n＋

现象金属被腐蚀较活泼金属被腐蚀

区别电流产生电流产生

联系腐蚀比腐蚀普遍得多，腐蚀速率更快，危害也更严重

【问题情境】

例3.如图所示，甲、乙两试管中各放一枚铁钉，甲试管中为NH4Cl溶液，乙试管中为NaCl

溶液，数天后导管中观察到的现象是________，甲中正极反应为，

乙中正极反应为_________________。

【共同整合，知识提升】

3.析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以钢铁的腐蚀为例)

类型析氢腐蚀吸氧腐蚀

条件水膜酸性较强(pH≤4.3) 水膜酸性很弱或呈中性

电极反应负极Fe－2e－===Fe2＋正极

总反应式Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2联系腐蚀更普遍

【问题情境】例4.如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为( )

A．②①③④⑤⑥B．⑤④③①②⑥ C．⑤④②①③⑥ D．⑤③②④①⑥

【共同整合，知识提升】

4.判断金属腐蚀快慢的规律

(1)对同一电解质溶液来说，腐蚀的快慢：电解池原理引起的腐蚀>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，腐蚀的快慢：强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中(浓度相同)。

(3)活泼性不同的两种金属，活泼性差异越大，腐蚀越快。

(4)对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，金属腐蚀速率越快。

【问题情境】

例5.试说明镀层损坏时为什么白铁皮比马口铁较耐腐蚀。

例6.解释水中的钢闸门连接电源的负极可以防止钢闸门的腐蚀。

【共同整合，知识提升】

5．金属的防护

(1)电化学防护

①牺牲阳极的保护法——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。

③利用原电池原理和电解原理的金属的防护措施都是以防止金属失去电子被氧化为出发点设计的。其中，外加电流的阴极保护法保护效果大于牺牲阳极的阴极保护法。

(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。

【课堂训练】

1.下列关于金属腐蚀正确的是（）

A.金属在潮湿空气中的腐蚀实质是：M+nH2O=M(OH)n+n/2H2↑

B.金属的化学腐蚀的实质是M-ne－=M n＋，电子直接转移给氧化剂

C.金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行

D.金属的电化腐蚀比化学腐蚀普遍

E.无论哪种类型的腐蚀，其实质都是金属被氧化

2.如上图所示，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U型管中。

(1)闭合K2，铁棒不会被腐蚀，此种金属的防护方法是________________。

(2)闭合K1，铁棒被腐蚀，此电化学腐蚀是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀？________，

写出其正极反应式________________________________。

3.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圈中心区(a)已被腐蚀而变暗，

在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如右图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。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＋

例7.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电极为直流电源的________极。

(2)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)。（0.025 mol·L－1）

(3)若A中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)。13

例8、将两个铂电极插入500 mL CuSO4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064 g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢离子浓度约为( ) A．4×10－3mol·L－1 B．2×10－3mol·L－1

C．1×10－3mol·L－1 D．1×10－7mol·L－1

例9、用惰性电极电解400 mL一定浓度的硫酸铜溶液(不考虑电解过程中溶液体积的变化)，通电一段时