金屬的腐蝕與防護(hù)教案(高二化學(xué))_第1頁
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文檔簡(jiǎn)介

第三單元金屬的腐蝕與防護(hù)

知能定位

1.了解金屬腐蝕的原因,能辨別金屬發(fā)生腐蝕的類型。

2.了解金屬電化學(xué)腐蝕的原因及反應(yīng)原理。

3.了解金屬防護(hù)的一般方法及金屬的電化學(xué)防護(hù)的原理。

情景切入

鐵生銹的現(xiàn)象隨處可見,為什么鐵在潮濕的環(huán)境中容易生銹?采取什么措施可

以防止鐵生銹呢?

鐵管道

自主研習(xí)

一、金屬的電化學(xué)腐蝕

1.金屬腐蝕

(1)定義

金屬或合金與周圍環(huán)境中的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的現(xiàn)象。

(2)實(shí)質(zhì)

金屬失去電子被氧化。

(3)類型

①化學(xué)腐蝕:指金屬與其他物質(zhì)直接接觸發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起的腐蝕。腐

蝕過程中無電流產(chǎn)生。

②電化學(xué)腐蝕:指不純的金屬或合金發(fā)生原電池反應(yīng),使較活潑的金屬失去電

子被氧化而引起的腐蝕。

2.電化學(xué)腐蝕

(1)吸氧腐蝕:鋼鐵表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性時(shí),氧氣參加電極反

應(yīng),發(fā)生吸氧腐蝕。

鋼鐵的吸儀腐蝕示意圖

負(fù)極:2Fe==4e+2Fe2+;

正極:2H2。十Ch+4e==40H;

總反應(yīng):2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2。

最終生成鐵銹(主要成分為Fe2O3?HhO),反應(yīng)如下:

4Fe(0H)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3;

2Fe(OH)3==Fe2O3?HhO-(3?犬)氏0。

(2)析氫腐蝕:金屬表面的電解質(zhì)溶液酸性較強(qiáng),腐蝕過程中不斷有旦2_放出。

負(fù)極:Fe=Fe2++2e-;

正極:2H++2e==H2t;

總反應(yīng):Fe+2H+=二Fe2++H2t。

一、金屬的電化學(xué)防護(hù)

1.金屬的防護(hù)

(1)本質(zhì):阻止金屬發(fā)生氧化反應(yīng)。

(2)方法

①改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu),如制成合金等。

②加防護(hù)層,如在金屬表面噴油漆、涂油脂、甩鍍等。

③電化學(xué)防護(hù)

2.電化學(xué)防護(hù)

(1)犧牲陽極的陰極保護(hù)法

將被保護(hù)金屬與比其更活潑的金屬連接在一起,更活潑的金屬作陽極(負(fù)極)

被腐蝕,作為陰極(正極)的金屬被保護(hù)。

(2)外加電流的陰極保護(hù)法(原理如圖)

核電源負(fù)極;口£一接電源正極

被保護(hù)用鐵一不

?b怖性電極

課堂師生互Z力

知識(shí)點(diǎn)1鋼鐵析氫腐蝕和吸氧腐白Il的比較

類型析氫腐蝕吸氧腐蝕

形成條水膜酸性較強(qiáng)水膜酸性較弱

電解質(zhì)

溶有co2的水溶t液溶有O2的水溶液

溶液

負(fù)極反Fe-2e'==Fe2+

應(yīng)

正極反+O2+2HO+4e-=4OH-

2H+2e==H2t2

應(yīng)

Fe失2e-,成為Fe2+進(jìn)入溶Fe失2e?成為Fe?+進(jìn)入溶液,Fe

形液,F(xiàn)e失去的e流入C極,失去的已流入C極,在C極02

動(dòng)

電H+趨向于C極,與C極上獲得£成為OH-進(jìn)入溶液

的已結(jié)合成H2析出溶液

F反2+

Fe+2OH==Fe(OH)2Fe+O2+2HO==2Fe(OH)

產(chǎn)222

4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3;

2Fe(OH)3==Fe2O3?xH2O+(3-x)H2O

普遍性吸氧腐蝕比析氫腐蝕更普遍

考例1(2009?北京卷,6)下列敘述不正確的是()

A..鐵表面鍍鋅,鐵作陽極

B.船底鑲嵌鋅塊,鋅作負(fù)極,以防船體被腐蝕

C.鋼鐵吸氧腐蝕的正極反應(yīng):O2+2H2O+4e-==4OH-

D.工業(yè)上電解飽和食鹽水的陽極反應(yīng):2Cl-2e==C12t

解析:本題主要考查電化學(xué)知識(shí),只要掌握原電池和電解的原理就能作答,A

項(xiàng)中鋅作陽極,B項(xiàng)鋅作負(fù)極,鐵被保護(hù),C、D都是正確的。

答案:A

變式探究1(2009?上海卷,13)下圖裝置中,U型管內(nèi)為紅墨水,a、b

試管內(nèi)分別盛有食鹽水和氯化鏤溶液,各加入生鐵塊,放置一段時(shí)間。下列有關(guān)

描述錯(cuò)誤的是()

A.生鐵塊中的碳是原電池的正極

B.紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋?/p>

C.兩試管中相同的電極反應(yīng)式是:Fe-2e==Fe2+

D.a試管中發(fā)生了吸氧腐蝕,b試管中發(fā)生了析氫腐蝕

答案:B

解析:a為中性環(huán)境,發(fā)生吸氧腐蝕,氧氣被消耗,氣體壓強(qiáng)減小;b中酸性

較強(qiáng),發(fā)生析氫腐蝕,有氫氣放出,氣體壓強(qiáng)增大,所以紅墨水柱兩邊的液面變

為左高右低,故B項(xiàng)錯(cuò)。

變式探究2如右圖所示,水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘,放置數(shù)天觀察:

(1)鐵釘在逐漸生銹,則鐵釘?shù)母g屬于腐蝕。

(2)若試管內(nèi)液面上升,則原溶液是性,發(fā)生腐蝕,

電極反應(yīng),伊極,,正極?0

(3)若試著內(nèi)液面下降,則原溶液呈一建廠發(fā)生__________腐蝕,

電極反應(yīng):負(fù)極:;正極:O

答案:(1)電化學(xué)

(2)弱酸性或中吸氧2Fe-4e==2Fe2+O2+4e+2H2O==4OH

2++

(3)較強(qiáng)的酸析氫Fe-2e==Fe2H+2e-=H2t

解析:根據(jù)原電池的構(gòu)成條件,兩種不同的材料在有電解質(zhì)溶液時(shí),若形成閉

合回路,即可構(gòu)成原電池。鐵釘實(shí)際上是鋼制成的,在這種情況下具備形成原電

池的條件,此時(shí)發(fā)生的腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕。根據(jù)金屬腐蝕的條件、原理及結(jié)果

可知:試管內(nèi)液面上升,說明試管內(nèi)壓強(qiáng)減小,氣體被吸收所致,是鐵釘吸氧腐

蝕的結(jié)果,據(jù)此寫出電極反應(yīng);試管內(nèi)液面下降,說明試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)變大,試

管內(nèi)產(chǎn)生了新氣體所致,是鐵釘?shù)奈鰵涓g的結(jié)果,據(jù)此寫出電極反應(yīng)。

知識(shí)點(diǎn)2金屬腐蝕快慢的判斷以及金屬的防護(hù)

1.不純的金屬或合金,在潮濕的空氣中形成原電池發(fā)生電化學(xué)腐蝕,活潑金屬

因被腐蝕而損耗。金屬腐蝕的快慢與下列兩種因素有關(guān):

(1)與構(gòu)成原電池的材料有關(guān):

兩極材料的活潑性差別越大,氧化還原反應(yīng)的速率越快,活潑金屬被腐蝕的速

率就越快。(2)與金屬所接觸的電解質(zhì)強(qiáng)弱有關(guān):

活潑金屬在電解質(zhì)溶液中的腐蝕比在非電解質(zhì)溶液中的腐蝕速率快,在強(qiáng)電解

質(zhì)溶液中的腐蝕比在弱電解質(zhì)溶液中的腐蝕速率快。

(3)一般說來可用下列原則判斷:

電解原理引起的腐蝕〉原電池原理引起的腐蝕,化學(xué)腐蝕,有原電池防護(hù)措施的

腐蝕,有電解池防護(hù)措施的腐蝕。

考例2如下圖所示,各容器中盛有海水,鐵在其中被腐蝕時(shí),由快到慢的

順序是()

C.4>2>3>1D.3>2>4>1

解析:金屬的腐蝕,從本質(zhì)上講也是組成化學(xué)電泡發(fā)生氧化還原反應(yīng)的結(jié)果。

在原電池中,活潑金屬為負(fù)極,該金屬被氧化,不活潑金屬便被保護(hù)起來,其被

腐蝕的速度大大減小,所以裝置3中的鐵被腐蝕的速率比1中的慢;反之,當(dāng)鐵

與比它不活潑的金屬,如Sn、Cu等連接起來,則被腐蝕的速度增大,所以在容

器2中的鐵比容器1中的鐵腐蝕得快。容器4是一個(gè)電解池,在這里Fe是陽極,

不斷地以Fe?+的形式進(jìn)入容器中,從而加速了鐵的腐蝕,在上述四種容器中,容

器4中的鐵的腐蝕過程是最快的。綜上分析,按鐵被腐蝕的快慢順序?yàn)椋?>2>1〉3。

答案:A

變式探究3如圖所示,將緊緊纏繞不同金屬的鐵釘放入培養(yǎng)皿中,再加入含有

適量酚配和

NaQ的瓊脂熱溶液,冷卻后形成瓊膠(離子在瓊膠內(nèi)可以移動(dòng)),下列敘述正確

的是()

A.a中鐵釘附近呈現(xiàn)紅色

B.b中鐵釘上發(fā)生還原反應(yīng)

C.a中銅絲上發(fā)生氧化反應(yīng)

D.b中鋁條附近有氣泡產(chǎn)生

答案:B

解析:本題主要考查金屬的腐蝕和電極反應(yīng)。a、b均構(gòu)成原電池,a中Fe

為負(fù)極,銅絲為正極發(fā)生6+2法0+4已二40H,故A中銅絲處變紅,b中A1為負(fù)

極,F(xiàn)e釘做正極,附近有OH生成,故B項(xiàng)正確。

變式探究4(2008?廣東卷,12)卜列有關(guān)金屬腐蝕與防護(hù)的說法止確的是()

A.純銀器表面在空氣中因化學(xué)腐蝕漸漸變暗

B.當(dāng)鍍錫鐵制品的鍍層破損時(shí),鍍層仍能對(duì)鐵制品起保護(hù)作用

C.在海輪外殼連接鋅塊保護(hù)外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽極的陰極保護(hù)法

D.可將地下輸油鋼管與外加直流電源的正極相連以保護(hù)它不受腐蝕

答案:AC

解析:本題考查了金屬的腐蝕與防護(hù)問題,B中鍍錫鐵制品破損后,鐵作負(fù)極

被腐蝕;D中當(dāng)加外加直流電源正極時(shí)鋼管作陽極被腐蝕,故選AC。

變式探究5(2011?北京卷,8)結(jié)合下圖判斷,下列敘述正確的是()

------,

---Zn

3%NaCl溶液經(jīng)酸化的3%NaCI溶液

ID

A.i和n中正極均被保護(hù)

B.I和H中負(fù)極反應(yīng)均是Fe-2e==Fe2+

C.I和H中正極反應(yīng)均是O2+2H2O+4e==4OH-

D.I和H中分別加入少量K3[Fe(CN)61溶液,均有藍(lán)色沉淀

答案:A

解析:本題考查了電極反應(yīng)式的書寫,解題的關(guān)鍵是理解原電池原理。在原電

池中活潑金屬為負(fù)極失電子被氧化,不活潑金屬做正極被保護(hù),A項(xiàng)正確;I中

鋅為負(fù)極,失電子被氧化,B項(xiàng)錯(cuò)誤;II中為酸性電解液,不能生成OH\C項(xiàng)

錯(cuò)誤;亞鐵離子與鐵鼠化離子生成藍(lán)色沉淀,I中無亞鐵離子生成,故無藍(lán)色沉

淀,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

特別提醒

⑴化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的聯(lián)系和區(qū)別

化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕(主要)

定金屬跟接觸到的不純金屬(或合金)接觸到電解質(zhì)溶液所

物質(zhì)直接發(fā)生化發(fā)生的原電池反應(yīng),較活潑金屬原子失去

學(xué)反應(yīng)引起的腐電子被氧化而引起的腐蝕

蝕吸氧腐蝕(主要)析氫腐蝕

金屬與物質(zhì)直接水膜中溶有。呈極水膜酸性較強(qiáng)

件2,

接觸弱酸性或中性、堿性

本金屬被氧化而腐較活潑金屬被氧化而腐蝕

質(zhì)

區(qū)無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生

2Fe+3Cl==2FeCl負(fù)極:Fe-2e==Fe2+

應(yīng)23

正正極:

極+

:2H2O+O2+4e==4OH2H+2e==H2t

聯(lián)兩種腐蝕往往同時(shí)發(fā)生,只是電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕更普遍、

系危害更大

(2)化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的本質(zhì)區(qū)別在于是否發(fā)生原電池反應(yīng)。在電化學(xué)

腐蝕中,只有在金屬活動(dòng)性順序中位于氫前面的金屬才可能發(fā)生析氫腐蝕,而位

于氫之后的金屬只能發(fā)生吸氧腐蝕。

課后強(qiáng)化作業(yè)

基礎(chǔ)夯實(shí)

1.下列有關(guān)金屬腐蝕的說法中正確的是()

①金屬的腐蝕全部是氧化還原反應(yīng)

②金屬的腐蝕可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕,只有電化學(xué)腐蝕才是氧化還原反

應(yīng)

③因?yàn)槎趸计毡榇嬖冢凿撹F的電化學(xué)腐蝕以析氫腐蝕為主

④無論是析氫腐蝕還是吸氧腐蝕,總是金屬被氧化

A.①③B.②③

C.①④D.①③④

答案:C

解析:金屬腐蝕的實(shí)質(zhì)是M—ne-==M",總是被氧化,均是氧化還原反應(yīng);鋼

鐵在潮濕的空氣中發(fā)生的電化學(xué)腐蝕以吸氧腐蝕為主。

2.為了探究金屬腐蝕的條件和速率,某課外小組學(xué)生用不同金屬絲將三根大小相

同的鐵釘分別固定在圖示的三個(gè)裝置內(nèi),并將這些裝置在相同的環(huán)境中放置相

同的一段時(shí)間,下列對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)現(xiàn)象的描述不正確的是()

A.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),裝置I左側(cè)的液面一定下降

B.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),裝置I一定比裝置n左側(cè)液面低

c.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),裝置n中的鐵釘腐蝕最嚴(yán)重

D.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),裝置HI中的鐵釘幾乎沒被腐蝕

虎絲伊絲?桐絲

n-niTTfizztn-0ITTn三

110%鹽酸nio%鹽酸HI濃瓶酸

答案:B

解析;這是一道原電池原理應(yīng)用于金屬腐蝕的選擇題,主要考查如何分析鐵

釘所處的環(huán)境,對(duì)鐵釘?shù)母g起到促進(jìn)還是保護(hù)作用,同時(shí)考查了鹽酸具有

揮發(fā)性,濃硫酸具有吸水性等知識(shí)點(diǎn)。裝置I中鐵釘處于鹽酸的蒸氣中,被

侵蝕而釋放出H2,使左側(cè)液面下降,右側(cè)液面上升;裝置II中鐵釘同樣處于

鹽酸的蒸氣中,所不同的是懸掛鐵釘?shù)慕饘俳z由鐵絲換成了銅絲,由于Fe比

Cu活潑,在這種氛圍中構(gòu)成的原電池也會(huì)加速鐵釘?shù)母g而放出更多的H2,

使左側(cè)液面下降得更多,右側(cè)液面上升得更多;裝置HI中雖然懸掛鐵釘?shù)倪€

是銅絲,但由于濃硫酸有吸水性而無揮發(fā)性,使鐵釘處于一種較為干燥的空

氣中,因而在短時(shí)間內(nèi)兒乎沒有被侵蝕。

3.鐵制自來水管與下列材料做成的水龍頭連接,自來水管銹蝕最快的是()

A.鐵水龍頭B.銅水龍頭

C塑料水龍頭D.陶瓷水龍頭

答案:B

解析:鐵制水管和銅制水龍頭兩種材料可以構(gòu)成原電池的兩極,其中鐵管做負(fù)

極,銅做正極,水可作電解質(zhì)溶液,這樣鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕,而其他選項(xiàng)不能

構(gòu)成原電池。

4.下列關(guān)于金屬腐蝕的敘述中正確的是()

A.金屬被腐蝕的本質(zhì)是:(M表示金屬)而被氧化

B.金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕一定是在酸性環(huán)境中

C.鍍鋅鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)是鋅被腐蝕,而鐵一定不會(huì)被腐蝕

D.金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)是較活潑金屬作負(fù)極先被腐蝕

答案:AD

瑞析:金屬的電化學(xué)腐蝕也可以在中性或堿性環(huán)境下進(jìn)行;鍍鋅鐵中鋅若被腐

蝕完,F(xiàn)e也可繼續(xù)被腐蝕,而且實(shí)際上鋅被腐蝕后露出的鐵也會(huì)被空氣、水所

腐蝕(即鐵的吸氧腐蝕)。

5.下列說法中,不正確的是()

A.電解精煉銅時(shí),粗銅中的金、銀、鋅等形成陽極泥而與銅分離

B.在海輪外殼連接鋅塊保護(hù)外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽極的陰極保護(hù)法

C.用鋁質(zhì)鉀釘焊接鐵板,鐵不易被腐蝕

D.鋼鐵設(shè)備與外加直流電源的負(fù)極相連可.以防止鋼鐵腐蝕

答案:A

解析:A選項(xiàng)中電解榨煉銅時(shí),粗銅中的金、銀等形成陽極泥而與銅分離,

但Zn不能形成陽極泥,故A錯(cuò);B選項(xiàng)中在海輪外殼連接鋅塊保護(hù)外殼,鋅

塊作負(fù)極,可以起到保護(hù)海輪的作用,故B正確;C選項(xiàng)原理同B,故C正

確;D選項(xiàng)中鋼鐵設(shè)備與外加直流電源的負(fù)極相連可以避免鐵失電子,防止

鋼鐵腐蝕,故D正確。

6.鐵在下列情況下腐蝕最快的是()

A.鐵放入海水中

B.鐵和鋅連接放入水中

C.鐵和錫連接放入海水中

D.鐵和錫連接放入淡水中

答案:C

解瓦:金屬腐蝕的實(shí)質(zhì)是金屬與所接觸的物質(zhì)反應(yīng)失電子而轉(zhuǎn)化為金屬離子。

其中鐵的腐蝕主要是與接觸到的電解質(zhì)形成原電池反應(yīng)而發(fā)生電化學(xué)腐蝕為

主。根據(jù)原電池的工作原理可知,F(xiàn)e若作原電池的負(fù)極,被腐蝕的速度就快,

而作原電池的正極,則被腐蝕的速度就減慢。本題中要找鐵被腐蝕最快的,當(dāng)

然應(yīng)找鐵與錫連接放入海水中的腐蝕。因?yàn)榇藭r(shí)已構(gòu)成形成原電池的條件,且

鐵作負(fù)極,電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力也很強(qiáng),腐蝕速度最快。

7.為保護(hù)地下鋼管不受腐蝕,可采取的措施有()

A.與石墨棒相連

B.與直流電源負(fù)極連接

C.與直流電源正極連接

D.與鋅板相連

答案:BD

解蘇:本題考查金屬腐蝕的一種防護(hù)方法一二電化學(xué)保護(hù)法。該方法的理論根

據(jù)是:金屬晶體(如Fe)中存在如下平衡Fe-Fe?++2e-。顯然,鐵接觸到的物

質(zhì)若易失電子,使平衡向左移動(dòng),即鐵不易失電子;否則,將加速Fe失電子

被腐蝕。電源負(fù)極是產(chǎn)生電子的極;Zn比Fe活潑。

8.下列敘述中正確的是()

A.構(gòu)成原電池正極和負(fù)極的材料必須是兩種金屬

B.由Cu、Zn作電極與CuSCU溶液組成的原電池中,Cu是負(fù)極

C.馬口鐵(鍍錫鐵)破損時(shí)與電解質(zhì)溶液接觸,錫先被腐蝕

D.銅鋅原電池工作時(shí),若有13g鋅被溶解,電路中就有0.4mol電子通過

答案:D

解析:兩種活動(dòng)性不同的金屬與電解質(zhì)溶液能夠組成原電池,但不能因此說構(gòu)

成原電池的材料一定都是金屬,例如鋅與石墨電極也能與電解液構(gòu)成原電池。

在原電池中,活潑金屬中的電子流向不活潑的電極,因此活潑金屬是負(fù)極。鍍

錫鐵表皮破損后與電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池,鐵比錫活潑,鐵先失電子被腐蝕。

銅鋅原電池工作,鋅作負(fù)極失電子,電極反應(yīng)為Zn==2e-+ZM+,1molZn失去

2mol電子,則().2molZn(質(zhì)量為13g)被溶解時(shí)電路中有().4mol電子通過。

能力提升

1.(2010?北京高考D下列有關(guān)鋼鐵腐蝕與防護(hù)的說法正確的是()

A.鋼管與電源正極連接,鋼管可被保護(hù)

B.鐵遇冷濃硝酸表面鈍化,可保護(hù)內(nèi)部不被腐蝕

C.鋼管與銅管露天堆放在一起,鋼管不易被腐蝕

D.鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí),負(fù)極反應(yīng)是Fe?3e-=Fe3+

答案:B

解析:A中鋼管與電源正極連接,成為電解池的陽極而溶解,加速了鋼管的

腐蝕,故A項(xiàng)不符合題意。鐵遇冷濃硝酸表面鈍化,形成了一層致密的氧化

物保護(hù)膜,可保護(hù)內(nèi)部不被腐蝕,故B正確。鋼管與銅管露天堆放在一起,

潮濕的空氣作為電解質(zhì)溶液,銅管為正極、鋼管為負(fù)極發(fā)生電化學(xué)腐蝕,加

速了鋼管的腐蝕,故C項(xiàng)不合題意。鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí),負(fù)極反應(yīng)式應(yīng)是

Fe-2e==Fe2+,故D項(xiàng)不合題意。

2.下列敘述不正確的是()

A.鐵表面鍍鋅,鐵作陽極

B.船底鑲嵌鋅塊,鋅作負(fù)極,以防船體被腐蝕

C.鋼鐵吸氧腐蝕的正極反應(yīng):02+2比0+4已==40日

D.工業(yè)上電解飽和食鹽水的陽極反應(yīng):2Cr-2e=C12t

答案:A

解析:本題考查電化學(xué)知識(shí)的應(yīng)用。A項(xiàng),鐵為鍍件,應(yīng)為陰極。B項(xiàng),F(xiàn)e與

Zn構(gòu)成原電池時(shí),活潑的Zn作負(fù)極溶解(即陽極,A項(xiàng)錯(cuò)),使正極Fe受到

保護(hù)(B項(xiàng)對(duì))。C項(xiàng),鋼鐵吸氧腐蝕時(shí),F(xiàn)e作負(fù)極被腐蝕,Ch在正極(碳)

得電子,C項(xiàng)正確。D項(xiàng),在陽極上失電子的能力是C1>OH,D項(xiàng)對(duì)。

3.鐵生銹是一種常見的自然現(xiàn)象,其主耍的化學(xué)反應(yīng)方程式

為:4Fe+3O2+%H2O==2Fe2O3?HhO。如圖為一放在水槽中的鐵架,水位高度如

圖。最容易生銹的鐵架橫桿是()

A①

.

B②

C③

D④

.

:C

解析:此處鐵生銹屬于吸氧腐蝕。④處沒有和電解質(zhì)溶液接觸,

不能構(gòu)成原電池,銹蝕速率較慢;①②③處已與電解質(zhì)溶液接

觸,但①②處含。2較少,所以③處腐蝕最快。

4.家用炒菜鐵鍋用水清洗放置后,出現(xiàn)紅棕色的銹斑,在此變化過程中不發(fā)生的

化學(xué)反應(yīng)()

A.4Fe(OH)2+2H2O+O2==4Fe(OH)3

B.2Fe+2H2O+O2==2Fe(OH)2

C.2H2O+O2+4e-==4OH-

D.Fe-3e==Fe3+

答案:D

解析:洗過的鐵鍋在空氣中放置,可發(fā)生吸氧腐蝕,負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是:

Fe-2e==Fe2+,正極發(fā)生的反應(yīng)是:2H2O+O2+4e==4OH,總反應(yīng)方程式是

2Fe+2H2O+O2==2Fe(OH)2,而生成的Fe(OH)2又被氧化為Fe(OH)3:4Fe(OH)

2+2H2O+O2==4Fe(OH)3。

5.下列關(guān)于金屬保護(hù)方法的說法正確的是()

A.我們使用的快餐杯表面有一層搪瓷,若搪瓷層破損后仍能起到防止鐵生銹的

作用

B.白鐵(鍍鋅鐵)鍍層破損后鐵皮的腐蝕速率很慢

C.輪船的船殼水線以下常裝有一些鋅塊,這是利用了犧牲陰極的陽極保護(hù)法

D.鋼鐵制造的暖氣管道外常涂有一層瀝青,這是鋼鐵的電化學(xué)保護(hù)法

答案:B

解析:A選項(xiàng)中涂層破損后金屬鐵直接暴露在空氣中,因而搪瓷層不能對(duì)破

損部位形成有效的保護(hù);B選項(xiàng)中鍍層破損后由于鋅的還原性比鐵強(qiáng),發(fā)生電

化學(xué)腐蝕時(shí)鋅作負(fù)極被腐蝕,從而保護(hù)鐵不被腐蝕,;C選項(xiàng)應(yīng)是犧牲陽極的陰

極保護(hù)法;D選項(xiàng)中應(yīng)是用瀝青做涂層的涂層保護(hù)法。

6.下列有關(guān)純鐵的描述正確的是()

A.熔點(diǎn)比生鐵低

B.與相'同濃度的鹽酸反應(yīng)生成氫氣的速率比生鐵快

C.在潮濕的空氣中比生鐵容易生銹

D.在冷的濃硫酸中可發(fā)生鈍化

答案:D

解加:生鐵是鐵和碳的合金,由于合金的熔點(diǎn)低于組分金屬的熔點(diǎn),所以A選

項(xiàng)不正確;生鐵與酸反應(yīng)時(shí),因?yàn)閮?nèi)部含有很多雜質(zhì),構(gòu)成無數(shù)微小的原電池,

使反應(yīng)速率比純鐵要快,B選項(xiàng)不正確;同樣生鐵在潮濕的空氣中Fe、C構(gòu)成

許多微小的原電池而發(fā)生電化學(xué)腐蝕,腐蝕速率比純鐵要快得多,C選項(xiàng)不正

確;金屬鐵、鋁在常溫下都能在濃硫酸、濃硝酸中發(fā)生鈍化,D選項(xiàng)正確。

7.下列敘述正確的是()

①鋅跟稀硫酸反應(yīng)制H2,加入少量硫酸銅溶液能加快反應(yīng)速率;

②鍍層破損后,白口鐵(鍍鋅的鐵)比馬口鐵(鍍錫的鐵)更易腐蝕;

③電鍍時(shí),應(yīng)把鑲件置于電解槽的陰極;

①冶煉鋁時(shí),把氧化鋁加入液態(tài)冰晶石中熔融后電解;

⑤鋼鐵表面常易腐蝕生成Fe2O3?"H2O

A.全部B.①③④⑤

C.①③⑤D.②④

答案:B

解析:①對(duì),因?yàn)槟芙M成原電池,反應(yīng)速率加快。②錯(cuò),因?yàn)榘卓阼F(鍍鋅的

鐵)鍍層破損后,腐蝕鋅保護(hù)鐵,馬口鐵(鍍錫的鐵)是腐蝕鐵、保護(hù)錫;③

對(duì),因?yàn)殡婂儠r(shí),鍍件金屬作陰極,鍍層金屬作陽極;④對(duì),因?yàn)檠趸X熔點(diǎn)

很高,只有在冰晶石助熔劑的作用下,在較低溫度下就能熔融,可節(jié)能降耗;

⑤對(duì),因?yàn)殍F銹的主要成分是Fe2O3?幾比0,顯紅色。

8.鍍鋅鐵在發(fā)生析氫腐蝕時(shí),若有0.2mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移,下列說法正確的是()

①有5.6g金屬被腐蝕

②有6.5g金屬被腐蝕

③在標(biāo)準(zhǔn)狀況下有2.24L氣體放出

④在標(biāo)準(zhǔn)狀況下有1.12L氣體放出

A.①②B.②③

C.①④D.③④

答案:B

解析:鍍Zn的鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕,鋅作負(fù)極:Zn-2e-=Zn2+,有0.2mol電子

+

轉(zhuǎn)移,有0.1molZn溶解,在正極上:2H+2e==H21,生成0.1mol氏。

9.下列關(guān)于金屬腐蝕敘述正確的是()

A.金屬在潮濕情況下的腐蝕,其實(shí)質(zhì)是:M+A?H2O==M(OH)?+^H2t

B.金屬的化學(xué)腐蝕實(shí)質(zhì)是M+/?e-=Mn+,金屬得電子被氧化成陽離子

C.金屬的化學(xué)腐蝕必須在酸性條件下進(jìn)行

D.在潮濕的中性環(huán)境中,金屬的電化學(xué)腐蝕主要是吸氧腐蝕

答案:D

解析:金屬在潮濕的空氣中易被腐蝕,但并不一定就是金屬與水的反應(yīng),把金

腐蝕的條件及原理搞錯(cuò),故A錯(cuò);化學(xué)腐蝕是金屬直接與周圍接觸的物質(zhì)發(fā)生

化學(xué)反應(yīng),金屬失電子,被氧化,B不正確;金屬發(fā)生化學(xué)腐蝕,只要有氧化

劑即可,C錯(cuò)。

10.(2010-山東高考)對(duì)金屬制品進(jìn)行抗腐蝕處理,可延長(zhǎng)其使用壽命。

(1)以下為鋁材表面處理的一種方法。

廣耐性鋁材

氏脂一&洗一水洗除灰電解

①堿洗的目的是除去鋁材表面的自然氧化膜,堿洗時(shí)常有氣泡冒出,原因是

(用離子方程式表示)。為將堿洗糟液中鋁以沉淀形式回收,最好

向槽液中加入下列試劑中的。

a.NH3b.CO2

c.NaOHd.HNCh

②以鋁材為陽極,在H2s04溶液中電解,鋁材表面形成氧化膜,陽極電極反應(yīng)

式為□取少量廢電解液,加入NaHCCh溶液后產(chǎn)生氣泡和白色沉

淀,產(chǎn)生沉淀的原因是。

(2)鍍銅可防止鐵制品腐蝕,電鍍時(shí)用銅而不用石墨作陽極的原因

是。

(3)利用下圖裝置可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。

M

若X為碳棒,為減緩鐵的腐蝕,開關(guān)K應(yīng)置于處。

若X為鋅,開關(guān)K置于M處,該電化學(xué)防護(hù)法稱為o

答案:(1)①2A1+2H2O+2OH=2A1O2+3H2fb

②2AI+3H2O-6e=AI2O3+6H+

因?yàn)镠CO3與H+反應(yīng),使得H+濃度減小,產(chǎn)生A1(OH)3沉淀

(2)陽極Cu可以發(fā)生氧化反應(yīng)生成C/+

(3)N犧牲陽極的陰極保護(hù)法

解析:(1)①冒氣泡的原因是A1與NaOH反應(yīng),離子方程式為:

2AI+2H2O+2OH=2AIO2+3H2t;使AIO2生成沉淀,最好是通入CCh,若加

HNO3,生成的沉淀容易溶解"

②陽極是A1發(fā)生氧化反應(yīng),要生成氧化膜,還必須有H2O參加,故電極反應(yīng)

+

式為:2A1+3H2O-6e-=Al2O3+6H;加入NaHCO3溶液后產(chǎn)生氣泡和白色沉淀,

是由于廢電解液中含有H+,HCO-3與H+反應(yīng)生成CO?氣體,隨著H+的減少,溶

液堿性增強(qiáng),產(chǎn)生A1(OH)3沉淀。

(2)電鍍時(shí),陽極Cu可以發(fā)生氧化反應(yīng)生成Cu-,以補(bǔ)充CM卡。

(3)鐵被保護(hù),可以作原電池的正極,或者電解池的陰極,故若X為碳棒,

開關(guān)K應(yīng)置于N處,Fe作陰極受到保護(hù);若X為鋅,開關(guān)K置于M處,鐵作正

極,鋅作負(fù)極,稱為犧牲陽極的陰極保護(hù)法。

專題小結(jié)

知識(shí)脈絡(luò)

一、化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)

(本質(zhì)原因:化學(xué)反應(yīng)是舊鍵斷裂和新鍵形成的過程

吸熱反應(yīng):A//>0,£反應(yīng)物<*成.

t

化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)熱:符號(hào)為A”,單位是kJ?mol"或J?moL

的熱盤變化I

放熱反應(yīng):4//<0,£及應(yīng)■:>£生?,

反應(yīng)熱的測(cè)證:一般利用fit熱計(jì)進(jìn)行測(cè)址

化【反應(yīng)熱的計(jì)算:可利用蓋斯定律計(jì)算無法測(cè)證的反應(yīng)熱

學(xué)

f意義:既表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化,又表明了化學(xué)反應(yīng)

應(yīng)■中的能量變化

中熱化學(xué)方程式((①要注明反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)

熬②要標(biāo)明AA/的數(shù)值、單位和符號(hào)

效展[③要標(biāo)明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)(不標(biāo)時(shí)表示常慍常壓下的數(shù)值)

應(yīng)

④熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)fit數(shù)可以是整數(shù),也可以是分?jǐn)?shù),

[它只代表物質(zhì)的證的數(shù)值要與化學(xué)計(jì)發(fā)數(shù)相對(duì)應(yīng)

A'=£生成.-七反應(yīng).

計(jì)算依據(jù)蓋斯定律

化學(xué)鍵斷裂、形成過程中的能量變化

二、化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化

裝置特點(diǎn):化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

f①兩個(gè)活潑性不同的電極

形成條件②電解質(zhì)溶液(一般與活潑性強(qiáng)的電極發(fā)生氧化還原反應(yīng))

,③形成閉合回路(或在溶液中接觸)

失<r,沿導(dǎo)線傳遞,有電流產(chǎn)生

反應(yīng)正極

原理氧m化反u應(yīng).’銅俾原電池

原而--k還原反應(yīng)

電|—

池子I

電解質(zhì)溶液移

化學(xué)腐蝕

金屬腐蝕

電化學(xué)腐蝕I析氨腐蝕、現(xiàn)象、本質(zhì)、聯(lián)系

電化子腌I吸氧腐蝕

①改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)

②在金屬表面覆蓋保護(hù)層

應(yīng)防護(hù)方法

犧牲陽極的陰極保護(hù)法

用③電化學(xué)保護(hù)法

電外加電流的陰極保護(hù)法

學(xué)制造新化學(xué)電源

概念:使電流通過電解質(zhì)溶液(或熔化的電解質(zhì))而在陰、陽兩極引起氧化

還原反應(yīng)的過程

裝置特點(diǎn):電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

f①與電源相連的兩個(gè)電極

形成條件②電解質(zhì)溶液(或熔化的電解質(zhì))

③形成閉合回路

(電子流向

網(wǎng)R?

一(情件電極)

Ur-fKE氧化反應(yīng)■<---陰

反應(yīng)原理.J陽

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