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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
件
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)
電
如
子
Fe失2e-,成為Fe2+進(jìn)入溶Fe失2e?成為Fe?+進(jìn)入溶液,Fe
何
流
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)
成
電H+趨向于C極,與C極上獲得£成為OH-進(jìn)入溶液
通
的已結(jié)合成H2析出溶液
路
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
義
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
條
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)
蝕
區(qū)無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生
別
反
2Fe+3Cl==2FeCl負(fù)極:Fe-2e==Fe2+
應(yīng)23
正正極:
式
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
.
答
案
: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
屜
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)
反
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)
的
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
陽
原而--k還原反應(yīng)
電|—
離
離
子
池子I
電解質(zhì)溶液移
高
向
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
主
①改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)
要
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
化
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
電
解
型
網(wǎng)R?
一(情件電極)
Ur-fKE氧化反應(yīng)■<---陰
反應(yīng)原理.J陽
肉
卓
子
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