电解池　金属的电化学腐蚀与防护

《电解池　金属的电化学腐蚀与防护》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电解池　金属的电化学腐蚀与防护（48页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、电解池金属的电化学腐蚀与防护 地球与地图地球与地图栏目索引栏目索引请请点点击击相相关关栏栏目目考点一考点一 电解原理电解原理考点二考点二 电解原理的应用电解原理的应用考点三考点三 应对电化学定量计算应对电化学定量计算 的三种方法的三种方法 课堂小结课堂小结 真题巧妙发掘真题巧妙发掘考点四考点四 金属的腐蚀与防护金属的腐蚀与防护考点一考点一 电解原理电解原理【知识梳理知识梳理】1 1电解：使电解：使电流电流通过电解质溶液通过电解质溶液( (或熔融的电解或熔融的电解质质) )而在阴、阳两极引起而在阴、阳两极引起氧化还原反应氧化还原反应的过程。的过程。2 2电解池电解池( (电解槽电解槽) )：电解

2、池是把：电解池是把电能转化为化电能转化为化学能学能的装置。的装置。3 3电解池的组成和工作原理电解池的组成和工作原理( (电解电解CuClCuCl2 2溶液溶液) )结束放映结束放映返回导航页返回导航页结束放映结束放映返回导航页返回导航页4 4电子和离子移动方向电子和离子移动方向(1)(1)电子：从电源电子：从电源负极负极流向电解池的流向电解池的阴极阴极；从电解；从电解池的池的阳极阳极流向电源的流向电源的正极正极。(2)(2)离子：离子：阳离子阳离子移向电解池的阴极；移向电解池的阴极；阴离子阴离子移向移向电解池的阳极。电解池的阳极。5 5阴、阳两极放电顺序阴、阳两极放电顺序(1)(1)阴极：阴

3、极：AgAgFeFe3 3CuCu2 2HH( (酸酸)Fe)Fe2 2ZnZn2 2HH( (水水)Al)Al3 3MgMg2 2NaNaCaCa2 2KK。(2)(2)阳极：阳极：活泼电极活泼电极SS2 2IIBrBr ClClOHOH 含氧含氧酸根离子。酸根离子。结束放映结束放映返回导航页返回导航页分析电解下列物质的过程，并总结电解规律分析电解下列物质的过程，并总结电解规律( (用惰性电极电解用惰性电极电解) ) 电解质电解质( (水溶液水溶液) )被电解的被电解的物质物质电解质浓度电解质浓度溶液溶液pHpH电解质溶液电解质溶液复原复原含氧酸含氧酸( (如如H H2 2SOSO4 4)

4、)强碱强碱( (如如NaOHNaOH) )活泼金属的含氧活泼金属的含氧酸盐酸盐( (如如KNOKNO3 3) )无氧酸无氧酸( (如如HClHCl) )不活泼金属的无不活泼金属的无氧酸盐氧酸盐( (如如CuClCuCl2 2) ) 活泼金属的无活泼金属的无氧酸盐氧酸盐( (如如NaClNaCl) )不活泼金属的含不活泼金属的含氧酸盐氧酸盐( (如如CuSOCuSO4 4) )水水 水水 水水 酸酸 盐盐 水和盐水和盐 水和盐水和盐增大增大减小减小加水加水增大增大增大增大加水加水加水加水不变不变增大增大增大增大增大增大通通HClHCl减小减小增大增大加加CuClCuCl2 2增大增大通通HClH

5、Cl减小减小加加CuOCuO或或CuCOCuCO3 3结束放映结束放映返回导航页返回导航页1.1.上表中要使电解后的上表中要使电解后的CuSOCuSO4 4溶液复原，加溶液复原，加Cu(OH)Cu(OH)2 2 固体可以吗？固体可以吗？2.2.在框图推断中若出现在框图推断中若出现“A“AH H2 2O BO BC CD”D”的的模式，则模式，则A A一般可能为什么物质？一般可能为什么物质？若通电一段时间，若通电一段时间，CuSOCuSO4 4未电解完未电解完( (即即CuCu2 2未全部放未全部放电电) )，使溶液复原应加入，使溶液复原应加入CuOCuO，而加入，而加入Cu(OH)Cu(OH)

6、2 2会使溶会使溶液的浓度降低；若液的浓度降低；若CuCu2 2全部放电，又继续通电一段全部放电，又继续通电一段时间时间( (此时电解水此时电解水) )，要使溶液复原应加入，要使溶液复原应加入Cu(OH)Cu(OH)2 2或或CuCu2 2(OH)(OH)2 2COCO3 3，若只加入，若只加入CuOCuO，此时浓度偏高。，此时浓度偏高。CuSOCuSO4 4、NaCl(KClNaCl(KCl) )或或AgNOAgNO3 3，要视其他条件而定。，要视其他条件而定。结束放映结束放映返回导航页返回导航页题组一考查电解原理和电解规律题组一考查电解原理和电解规律1 1用惰性电极电解下列物质的稀溶液，经

7、过一用惰性电极电解下列物质的稀溶液，经过一段时间后，溶液的段时间后，溶液的pHpH减小的是减小的是( () )A ANaNa2 2SOSO4 4 B BNaOHNaOH C CNaCl DNaCl DAgNOAgNO3 3解析：根据电解规律，电解解析：根据电解规律，电解NaNa2 2SOSO4 4和和NaOHNaOH的稀溶液的稀溶液实质是电解水，实质是电解水，NaNa2 2SOSO4 4溶液溶液pHpH不变，不变，NaOHNaOH溶液溶液pHpH变大；变大；电解电解NaClNaCl溶液生成溶液生成NaOHNaOH，pHpH变大，电解变大，电解AgNOAgNO3 3溶液生溶液生成成HNOHNO3

8、 3，pHpH变小。变小。D D 结束放映结束放映返回导航页返回导航页2 2(2015(2015福建高考福建高考) )某模拟某模拟“人工树叶人工树叶”电化学电化学 实验装置如图所示，该装实验装置如图所示，该装置能将置能将H H2 2O O和和COCO2 2转化为转化为O O2 2和燃料和燃料(C(C3 3H H8 8O)O)。下列说。下列说法正确的是法正确的是( () )A A该装置将化学能转化为该装置将化学能转化为光能和电能光能和电能B B该装置工作时，该装置工作时，H H从从b b极区向极区向a a极区迁移极区迁移C C每生成每生成1 mol O1 mol O2 2，有，有44 g CO4

9、4 g CO2 2被还原被还原D Da a电极的反应为：电极的反应为：3CO3CO2 218H18H18e18e=C=C3 3H H8 8O O5H5H2 2O OB B 结束放映结束放映返回导航页返回导航页结束放映结束放映返回导航页返回导航页3 3(1)(1)用惰性电极电解用惰性电极电解AgNOAgNO3 3溶液：溶液： 阳极反应式阳极反应式 _； 阴极反应式阴极反应式_； 总反应离子方程式总反应离子方程式_。(2)(2)用惰性电极电解用惰性电极电解MgClMgCl2 2溶液溶液 阳极反应式阳极反应式_； 阴极反应式阴极反应式_； 总反应离子方总反应离子方程式_。题组二题组二 电极反应式、电

10、解方程式的书写电极反应式、电解方程式的书写4OH4OH4e4e=O=O2 22H2H2 2O O 4Ag4Ag4e4e=4Ag=4Ag2H2H2e2e=H=H2 22Cl2Cl2e2e=Cl=Cl2 24Ag4Ag2H2H2 2O 4AgO 4AgO O2 24H4H=通电通电MgMg2 22Cl2Cl2H2H2 2O Mg(OH)O Mg(OH)2 2 ClCl2 2H H2 2 通电通电=结束放映结束放映返回导航页返回导航页(3)(3)用铁作电极电解用铁作电极电解NaClNaCl溶液溶液 阳极反应式阳极反应式_； 阴极反应式阴极反应式_； 总化学方程式总化学方程式_。(4)(4)用铜作电极

11、电解盐酸溶液用铜作电极电解盐酸溶液 阳极反应式阳极反应式_； 阴极反应式阴极反应式_； 总反应离子方程式总反应离子方程式_。FeFe2e2e=Fe=Fe2 22H2H2e2e=H=H2 2CuCu2e2e=Cu=Cu2 22H2H2e2e=H=H2 2结束放映结束放映返回导航页返回导航页4 4某水溶液中含有等物质的量浓度的某水溶液中含有等物质的量浓度的Cu(NOCu(NO3 3) )2 2和和NaClNaCl，以惰性电极对该溶液进行电解，分阶段写，以惰性电极对该溶液进行电解，分阶段写出电解反应的化学方程式。出电解反应的化学方程式。解析：第一阶段阳极：解析：第一阶段阳极：2Cl2Cl2e2e=C

12、l=Cl2 2阴极：阴极：CuCu2 22e2e=Cu=Cu第二阶段阴极：第二阶段阴极：2Cu2Cu2 24e4e=2Cu=2Cu阳极：阳极：4OH4OH4e4e=O=O2 22H2H2 2O O第三阶段阴极：第三阶段阴极：4H4H4e4e=2H=2H2 2阳极：阳极：4OH4OH4e4e=O=O2 22H2H2 2O O将电极反应式合并可得电解反应的化学方程式。将电极反应式合并可得电解反应的化学方程式。结束放映结束放映返回导航页返回导航页结束放映结束放映返回导航页返回导航页考点二考点二 电解原理的应用电解原理的应用结束放映结束放映返回导航页返回导航页电镀电镀(Fe(Fe上镀上镀Cu)Cu)电

13、解精炼铜电解精炼铜阳阳极极电极材料电极材料铜铜粗铜粗铜( (含含ZnZn、FeFe、NiNi、AgAg、AuAu等杂质等杂质) )电极反应电极反应CuCu2e2e=Cu=Cu2 2CuCu2e2e=Cu=Cu2 2；ZnZn2e2e=Zn=Zn2 2FeFe2e2e=Fe=Fe2 2；NiNi2e2e=Ni=Ni2 2阴阴极极电极材料电极材料铁铁纯铜纯铜电极反应电极反应CuCu2 22e2e=Cu=Cu电解质溶液电解质溶液CuSOCuSO4 4溶液溶液注：电解精炼铜时，粗铜中的注：电解精炼铜时，粗铜中的AgAg、AuAu等不反应，沉在电解池底部形成阳极等不反应，沉在电解池底部形成阳极泥泥2 2

14、电镀与电解精炼铜电镀与电解精炼铜结束放映结束放映返回导航页返回导航页结束放映结束放映返回导航页返回导航页1 1(1)(1)电解氯化钠溶液时，如何用简便的方法检验产物？电解氯化钠溶液时，如何用简便的方法检验产物？(2)(2)氯碱工业在生产过程中必须把阳极室和阴极室用离子交氯碱工业在生产过程中必须把阳极室和阴极室用离子交换膜隔开，原因是什么？换膜隔开，原因是什么？2 2电解精炼铜时，阳极泥是怎样形成的？电解精炼铜时，阳极泥是怎样形成的？3 3CuCu的还原性比的还原性比H H2 2弱，能否采取一定措施使弱，能否采取一定措施使CuCu将酸中的将酸中的H H置换出来？采用什么措施？置换出来？采用什么措

15、施？2.2.粗铜中往往含有锌、铁、镍、银、金等多种金属杂质，当粗铜中往往含有锌、铁、镍、银、金等多种金属杂质，当含杂质的铜在阳极不断溶解时，金属活动性位于铜之前的金属含杂质的铜在阳极不断溶解时，金属活动性位于铜之前的金属杂质，如杂质，如ZnZn、FeFe、NiNi等也会同时失去电子，但是它们的阳离子等也会同时失去电子，但是它们的阳离子比铜离子难以还原，所以它们并不能在阴极析出，而只能以离比铜离子难以还原，所以它们并不能在阴极析出，而只能以离子的形式留在电解液里。金属活动性位于铜之后的银、金等杂子的形式留在电解液里。金属活动性位于铜之后的银、金等杂质，因为失去电子的能力比铜弱，难以在阳极失去电子

16、变成阳质，因为失去电子的能力比铜弱，难以在阳极失去电子变成阳离子而溶解，所以当阳极的铜等失去电子变成阳离子溶解之后离子而溶解，所以当阳极的铜等失去电子变成阳离子溶解之后，它们以金属单质的形式沉积在电解槽底部，形成阳极泥。，它们以金属单质的形式沉积在电解槽底部，形成阳极泥。 阳极产物阳极产物ClCl2 2可以用淀粉可以用淀粉KIKI试纸检验，阴极产物试纸检验，阴极产物H H2 2可可以通过点燃检验，以通过点燃检验，NaOHNaOH可以用酚酞试剂检验。可以用酚酞试剂检验。防止防止H H2 2和和ClCl2 2混合爆炸，防止混合爆炸，防止ClCl2 2与溶液中的与溶液中的NaOHNaOH反应。反应。

17、结束放映结束放映返回导航页返回导航页1.1.利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产上的利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产上的应用。下列说法正确的是应用。下列说法正确的是( () )A A氯碱工业中，氯碱工业中，X X电极上反应式是电极上反应式是4OH4OH4e4e=2H=2H2 2O OO O2 2B B电解精炼铜时，电解精炼铜时，Z Z溶液中的溶液中的CuCu2 2浓度不变浓度不变C C在铁片上镀铜时，在铁片上镀铜时，Y Y是纯铜是纯铜D D制取金属镁时，制取金属镁时，Z Z是熔融的氯化镁是熔融的氯化镁D D结束放映结束放映返回导航页返回导航页2 2以以KClKCl和和ZnClZnCl2

18、 2混合液为电镀液在铁制品上镀混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是锌，下列说法正确的是 ( () )A A未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程过程是该原电池的充电过程B B因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系与锌的析出量无确定关系C C电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率反应速率D D镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用C C结束放映结束放映返回导航页返回导航页3 3甲图为一种新型

19、污水处理装置，该装置可利用一种微生物甲图为一种新型污水处理装置，该装置可利用一种微生物将有机废水的化学能直接转化为电能。乙图是一种家用环保型将有机废水的化学能直接转化为电能。乙图是一种家用环保型消毒液发生器，用惰性电极电解饱和食盐水。下列说法中不正消毒液发生器，用惰性电极电解饱和食盐水。下列说法中不正确的是确的是( () )A A装置乙的装置乙的a a极要与装置甲的极要与装置甲的X X极连接极连接B B装置乙中装置乙中b b极的电极反应式为极的电极反应式为2Cl2Cl2e2e=Cl=Cl2 2C C若有机废水中主要含有葡萄糖，则装置甲中若有机废水中主要含有葡萄糖，则装置甲中M M极发生的电极发

20、生的电极反应为极反应为C C6 6H H1212O O6 66H6H2 2O O24e24e=6CO=6CO2 224H24H D DN N电极发生还原反应，当电极发生还原反应，当N N电极消耗电极消耗5.6 L(5.6 L(标况下标况下) )气体时，气体时，则有则有2NA2NA个个H H通过离子交换膜通过离子交换膜因图甲中传递的是质子，葡萄糖在因图甲中传递的是质子，葡萄糖在M M极放电，故电极反应式为极放电，故电极反应式为C C6 6H H1212O O6 66H6H2 2O O24e24e=6CO=6CO2 224H24H，C C正确正确. . 。 D D氧气在氧气在N N电极得到电子，电

21、极反应式为电极得到电子，电极反应式为O O2 24H4H4e4e=2H=2H2 2O O，故消耗故消耗5.6 L5.6 L氧气时，转移氧气时，转移1 mol1 mol电子，即有电子，即有NANA个个H H通过离子交通过离子交换膜，换膜，D D错误错误. .解析：由图甲分析得出解析：由图甲分析得出M(M(或或X)X)为负极，为负极，N(N(或或Y)Y)为正极，由为正极，由图乙分析得出图乙分析得出a a为阴极，为阴极，b b为阳极。乙的为阳极。乙的a a极要与甲的极要与甲的X X极相连接，极相连接，A A项正确；乙的项正确；乙的b b极为阳极，氯离子放电，极为阳极，氯离子放电，B B项正确。项正确

22、。结束放映结束放映返回导航页返回导航页4 4对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。(1)(1)以下为铝材表面处理的一种方法：以下为铝材表面处理的一种方法： 碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是泡冒出，原因是_(_(用用离子方程式表示离子方程式表示) )。为将碱洗槽液中铝以沉淀形式回收，最好。为将碱洗槽液中铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的向槽液中加入下列试剂中的_。a aNHNH3 3 b bCOCO2 2 c cNaOHNaOH d dHNOHNO3 3

23、以铝材为阳极，在以铝材为阳极，在H H2 2SOSO4 4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为阳极电极反应式为_。取少量废电解液，加入取少量废电解液，加入NaHCONaHCO3 3溶液后产生气泡和白色沉淀，溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是产生沉淀的原因是_。(2)(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原因是_。解析：解析：(1)(1)冒气泡的原因是冒气泡的原因是AlAl与与NaOHNaOH溶液反应，离子方程溶液反应，离子方程式为式为2Al2Al2OH2OH2H2H2

24、2O=2AlOO=2AlO2 2- -3H3H2 2；使；使AlOAlO2 2- -生成沉淀，最生成沉淀，最好是通入好是通入COCO2 2，若加，若加HNOHNO3 3，过量时沉淀容易溶解。，过量时沉淀容易溶解。2Al2Al2OH2OH2H2H2 2O=2AlOO=2AlO2 2- -3H3H2 2b b 解析：解析： （1 1）阳极是）阳极是AlAl发生氧化反应，要生成氧化膜，发生氧化反应，要生成氧化膜，还必须有还必须有H H2 2O O参加，故电极反应式为参加，故电极反应式为2Al2Al3H3H2 2O O6e6e=Al=Al2 2O O3 36H6H；加入；加入NaHCONaHCO3 3

25、溶液后产生气泡和白色沉淀，是由于溶液后产生气泡和白色沉淀，是由于HCOHCO消耗消耗H H，使溶液，使溶液pHpH不断升高。不断升高。2Al2Al3H3H2 2O O6e6e=Al=Al2 2O O3 36H6HHCOHCO3 3- -消耗消耗H Hc(Hc(H) )减小，减小，c(OHc(OH) )增大，使增大，使Al(OH)Al(OH)3 3沉淀析出沉淀析出阳极阳极CuCu可以发生氧化反应生成可以发生氧化反应生成CuCu2 2 结束放映结束放映返回导航页返回导航页结束放映结束放映返回导航页返回导航页考点三考点三 应对电化学定量计算的三种方法应对电化学定量计算的三种方法【知识梳理知识梳理】1

26、 1计算依据计算依据原电池和电解池综合装置的有关计算的根本依原电池和电解池综合装置的有关计算的根本依据就是电子转移的守恒，分析时要注意两点：据就是电子转移的守恒，分析时要注意两点：(1)(1)串联电路中各支路电流相等；串联电路中各支路电流相等；(2)(2)并联电路中总电流等于各支路电流之和。并联电路中总电流等于各支路电流之和。结束放映结束放映返回导航页返回导航页2 2三种常用方法三种常用方法提示：在电化学计算中，还常利用提示：在电化学计算中，还常利用Q QI It t和和Q Qn n(e(e) )N NA A1.601.6010101919C C来计算电路中通过的电量来计算电路中通过的电量 结

27、束放映结束放映返回导航页返回导航页分析判断分析判断A AD D各属于哪种电化学装置？各属于哪种电化学装置？ 原电池原电池 原电池原电池电解池电解池电解池电解池结束放映结束放映返回导航页返回导航页题组一根据总反应式，建立等量关系进行计算题组一根据总反应式，建立等量关系进行计算1 1两个惰性电极插入两个惰性电极插入500 500 mLmL AgNO AgNO3 3溶液中，通电溶液中，通电电解。当电解液的电解。当电解液的pHpH从从6.06.0变为变为3.03.0时时( (设电解过程中设电解过程中阴极没有阴极没有H H2 2放出，且电解液在电解前后体积变化可放出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略不

28、计以忽略不计) )，电极上析出银的质量最大为，电极上析出银的质量最大为 ( () )A A27 mg27 mgB B54 mg C54 mg C106 mg D106 mg D216 mg216 mgB B 结束放映结束放映返回导航页返回导航页2 2将两个铂电极插入将两个铂电极插入500 500 mLmL CuSO CuSO4 4溶液中进行溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064 g(0.064 g(设设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化积变化) )，此时溶液中氢离子浓度约为，此时溶液中

29、氢离子浓度约为( () )A A4 410103 3 molLmolL1 1 B B2 210103 3 molLmolL1 1C C1 110103 3 molLmolL1 1 D D1 110107 7 molLmolL1 1A A 结束放映结束放映返回导航页返回导航页3 3500 500 mLmL KNO KNO3 3和和Cu(NOCu(NO3 3) )2 2的混合溶液中的混合溶液中c(NOc(NO) )0.6 0.6 mol/Lmol/L，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到后，两极均收集到2.24 L2.24 L气体气体( (

30、标准状况下标准状况下) )，假定电，假定电解后溶液体积仍为解后溶液体积仍为500 500 mLmL，下列说法正确的是，下列说法正确的是( () )A A原混合溶液中原混合溶液中c(Kc(K) )为为0.2 0.2 molmolL L1 1B B上述电解过程中共转移上述电解过程中共转移0.2 mol0.2 mol电子电子C C电解得到的电解得到的CuCu的物质的量为的物质的量为0.05 mol0.05 molD D电解后溶液中电解后溶液中c(Hc(H) )为为0.2 0.2 molmolL L1 1解析：石墨作电极电解解析：石墨作电极电解KNOKNO3 3和和Cu(NOCu(NO3 3) )2

31、2的混合溶液，的混合溶液，阳极反应式：阳极反应式：4OH4OH4e4e=2H=2H2 2O OO O2 2，阴极先后发生，阴极先后发生两个反应：两个反应：CuCu2 22e2e=Cu,2H=Cu,2H2e2e=H=H2 2。从收集。从收集到到O O2 2为为2.24 L2.24 L这个事实推知上述电解过程中共转移这个事实推知上述电解过程中共转移0.4 0.4 molmol电子，而在生成电子，而在生成2.24 L H2.24 L H2 2的过程中转移的过程中转移0.2 mol0.2 mol电电子，所以子，所以CuCu2 2共得到共得到0.4 mol0.4 mol0.2 mol0.2 mol0.2

32、 mol0.2 mol电子电子，电解前，电解前CuCu2 2的物质的量和电解得到的的物质的量和电解得到的CuCu的物质的量的物质的量都为都为0.1 mol0.1 mol。A A电解前后分别有以下守恒关系：电解前后分别有以下守恒关系：c(Kc(K) )2c(Cu2c(Cu2 2) )c(NOc(NO3 3- -) )，c(Kc(K) )c(Hc(H) )c(NOc(NO3 3- -) )，不难算出：电解，不难算出：电解前前c(Kc(K) )0.2 mol/L0.2 mol/L，电解后，电解后c(Hc(H) )0.4 mol/L0.4 mol/L。题组二根据电子守恒，突破电解分段计算题组二根据电子

33、守恒，突破电解分段计算结束放映结束放映返回导航页返回导航页 4. 4.新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入上分别通入CHCH4 4和和O O2 2，电解质为，电解质为KOHKOH溶液。某研究小组将两溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示。解实验，如图所示。(1)(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为_、_；(2)(2)闭合闭合K K开关后，开关后，a a、b b电极上均有气体产生，其中电极

34、上均有气体产生，其中b b电极上电极上得到的是得到的是 _，电解氯化钠溶液的总反应方程式为，电解氯化钠溶液的总反应方程式为_；解析：解析：(1)(1)总反应式总反应式为为CHCH4 42O2O2 22OH2OH=CO=CO3 32-2-3H3H2 2O O，正，正极反应式为极反应式为2O2O2 24H4H2 2O O8e8e=8OH=8OH，则负极反应式由总则负极反应式由总反应式减正极反应反应式减正极反应式得到式得到。2O2O2 24H4H2 2O O8e8e=8OH=8OHCHCH4 410OH10OH8e8e=CO=CO3 32-2-7H7H2 2O O解析：解析：(2)(2)由图可由图可

35、看出一二两池为串看出一二两池为串联的电源，其中甲联的电源，其中甲烷是还原剂，所在烷是还原剂，所在电极为负极，因而电极为负极，因而与之相连的与之相连的b b电极电极为阴极，产生的气为阴极，产生的气体为氢气；体为氢气；H H2 22NaCl2NaCl2H2H2 2O 2NaOHO 2NaOHH H2 2ClCl2 2=通电通电结束放映结束放映返回导航页返回导航页(3)(3)若每个电池甲烷通入量为若每个电池甲烷通入量为1 L(1 L(标准状况标准状况) )，且反，且反应完全，则理论上通过电解池的电量为应完全，则理论上通过电解池的电量为_, _, ( (法拉第常数法拉第常数F F9.659.65101

36、04 4 C Cmolmol1 1，列式计算，列式计算) )，最多能产生的氯气体积为最多能产生的氯气体积为 _L(_L(标准状况标准状况) )。解析：解析：1 mol1 mol甲烷氧化失去电子甲烷氧化失去电子8 mol8 mol，电量为，电量为8 896 500 C96 500 C，因题中虽有两个燃料电池，但电子的，因题中虽有两个燃料电池，但电子的传递只能用一个池的甲烷量计算，传递只能用一个池的甲烷量计算，1 L1 L为为1/22.4 mol1/22.4 mol，可求电量；甲烷失电子是可求电量；甲烷失电子是ClCl失电子数的失电子数的8 8倍，则得倍，则得到氢气为到氢气为4 L(CH4 L(C

37、H4 48Cl8Cl4Cl4Cl2 2) )。4 4 8 89.659.6510104 4 C Cmolmol1 13.453.4510104 4 C C【答案答案】3.453.4510104 4 C C结束放映结束放映返回导航页返回导航页考点四考点四 金属的腐蚀与防护金属的腐蚀与防护【知识梳理知识梳理】结束放映结束放映返回导航页返回导航页结束放映结束放映返回导航页返回导航页1 1化学腐蚀与电化学腐蚀化学腐蚀与电化学腐蚀类型类型化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀反应物反应物金属、干燥的气体金属、干燥的气体或或非电解质非电解质不纯金属、电不纯金属、电解质溶液解质溶液反应类型反应类型直接发生化学

38、反应直接发生化学反应原电池反应原电池反应有无电流产生有无电流产生无无有有实质实质金属原子失电子被金属原子失电子被氧化氧化结束放映结束放映返回导航页返回导航页2.2.电化学腐蚀的分类电化学腐蚀的分类( (钢铁腐蚀钢铁腐蚀) )类型类型析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀水膜性质水膜性质酸性酸性弱酸性、中性或碱性弱酸性、中性或碱性负极反应负极反应FeFe2e2e=Fe=Fe2 2正极反应正极反应2H2H2e2e=H=H2 22H2H2 2O OO O2 24e4e=4OH=4OH总反应总反应FeFe2H2H=Fe=Fe2 2H H2 22Fe2FeO O2 22H2H2 2O= O= 2Fe(OH)2

39、Fe(OH)2 2其他反应其他反应4Fe(OH)4Fe(OH)2 2O O2 22H2H2 2O = 4Fe(OH)O = 4Fe(OH)3 3 2Fe(OH)2Fe(OH)3 3=Fe=Fe2 2O O3 3xHxH2 2O O(3(3x)H2Ox)H2O注：吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍注：吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍结束放映结束放映返回导航页返回导航页3.3.金属的防护金属的防护(1)(1)牺牲阳极的阴极保护法利用牺牲阳极的阴极保护法利用原电池原理原电池原理。(2)(2)外加电流的阴极保护法利用外加电流的阴极保护法利用电解池原理电解池原理。(3)(3)改变金属内部结构改变金属内部结构如制成不锈钢。

40、如制成不锈钢。(4)(4)加保护层加保护层如电镀、喷漆、覆膜等。如电镀、喷漆、覆膜等。结束放映结束放映返回导航页返回导航页1 1判断正误判断正误( (正确的打正确的打“”“”，错误的打，错误的打“”)”)(1)(1)所有金属纯度越大，越不易被腐蚀所有金属纯度越大，越不易被腐蚀( () )(2)(2)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样 ( () )(3)(3)干燥环境下金属不被腐蚀干燥环境下金属不被腐蚀 ( () )(4)Al(4)Al、FeFe、CuCu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物 ( () )(5)(5)钢铁发生电

41、化学腐蚀时，负极铁失去电子生成钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成FeFe3 3( ( ) )(6)(6)在金属表面覆盖保护层，若保护层破损后，就完全失去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了对金属的保护作用 ( () )(7)(7)外加电流的阴极保护法，构成了电解池；牺牲阳极的阴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蚀 ( () )结束放映结束放映返回导航页返回导航页2 2探究钢铁生锈探究钢铁生锈(Fe(Fe2 2O O3 3xHxH2 2

42、O)O)的主要过程。的主要过程。3 3探究影响金属腐蚀的因素。探究影响金属腐蚀的因素。(1)(1)吸氧腐蚀：吸氧腐蚀：负极：负极：2Fe2Fe4e4e=2Fe=2Fe2 2正极：正极：O O2 22H2H2 2O O4e4e= 4OH= 4OH原电池反应：原电池反应：2Fe2FeO O2 22H2H2 2O=2Fe(OH)O=2Fe(OH)2 2(2)Fe(OH)(2)Fe(OH)2 2被氧化：被氧化：4Fe(OH)4Fe(OH)2 2O O2 22H2H2 2O= 4Fe(OH)O= 4Fe(OH)3 3(3)Fe(OH)(3)Fe(OH)3 3分解形成铁锈：分解形成铁锈：2Fe(OH)2F

43、e(OH)3 3=Fe=Fe2 2O O3 3xHxH2 2O O(3(3x)Hx)H2 2O O影响金属腐蚀的因素包括金属的本性和介质两个方面。就影响金属腐蚀的因素包括金属的本性和介质两个方面。就金属本性来说，金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀。金属本性来说，金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀。介质对金属的腐蚀的影响也很大，如果金属在潮湿的空气中，介质对金属的腐蚀的影响也很大，如果金属在潮湿的空气中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，都容易被腐蚀。接触腐蚀性气体或电解质溶液，都容易被腐蚀。结束放映结束放映返回导航页返回导航页题组一金属腐蚀快慢的比较题组一金属腐蚀快慢的比较1 1下面各容器中盛有

44、海水，铁在其中被腐蚀时由下面各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是快到慢的顺序是( () ) A A B B C C D D A A 结束放映结束放映返回导航页返回导航页2 2相同材质的铁在下列情形下最不易被腐蚀的是相同材质的铁在下列情形下最不易被腐蚀的是( () ) 解析：解析：A A、D D均由均由FeFe、CuCu构成原电池加速铁的腐蚀；在构成原电池加速铁的腐蚀；在B B中，中，食盐水提供电解质溶液环境，炒锅和铁铲都是铁合金，符合食盐水提供电解质溶液环境，炒锅和铁铲都是铁合金，符合原电池形成的条件，铁是活泼金属作负极，碳作正极，易被原电池形成的条件，铁是活泼金属作负极，碳作正

45、极，易被腐蚀；腐蚀；C C中铜镀层把铁完全覆盖，构不成原电池而不被腐蚀。中铜镀层把铁完全覆盖，构不成原电池而不被腐蚀。C C结束放映结束放映返回导航页返回导航页结束放映结束放映返回导航页返回导航页题组二正确判断析氢腐蚀和吸氧腐蚀题组二正确判断析氢腐蚀和吸氧腐蚀3 3如图所示的钢铁腐蚀中，下列说法正确的是如图所示的钢铁腐蚀中，下列说法正确的是( () )A A碳表面发生氧化反应碳表面发生氧化反应B B钢铁被腐蚀的最终产物为钢铁被腐蚀的最终产物为FeOFeOC C生活中钢铁制品的腐蚀以图所示为主生活中钢铁制品的腐蚀以图所示为主D D图中，正极反应式为图中，正极反应式为O O2 24e4e2H2H2

46、 2O=4OHO=4OHD D 结束放映结束放映返回导航页返回导航页4 420152015重庆理综，重庆理综，11(4)(5)11(4)(5)我国古代青铜器我国古代青铜器工艺精湛，有很高的艺术价值和历史价值。但出土工艺精湛，有很高的艺术价值和历史价值。但出土的青铜器大多受到环境腐蚀，故对其进行修复和防的青铜器大多受到环境腐蚀，故对其进行修复和防护具有重要意义。护具有重要意义。(1)(1)采用采用“局部封闭法局部封闭法”可以防止青铜器进一步被可以防止青铜器进一步被腐蚀。如将糊状腐蚀。如将糊状AgAg2 2O O涂在被腐蚀部位，涂在被腐蚀部位，AgAg2 2O O与有害与有害组分组分CuClCuC

47、l发生复分解反应，该化学方程式为发生复分解反应，该化学方程式为_。AgAg2 2O O2CuCl=2AgCl2CuCl=2AgClCuCu2 2O O 结束放映结束放映返回导航页返回导航页腐蚀过程中，负极是腐蚀过程中，负极是_(_(填图中字母填图中字母“a”a”或或“b”b”或或“c”)c”)；环境中的环境中的ClCl扩散到孔口，并与正极反应产物和扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈负极反应产物作用生成多孔粉状锈CuCu2 2(OH)(OH)3 3ClCl，其离，其离子方程式为子方程式为_；(3)(3)若生成若生成4.29 g Cu4.29 g Cu2 2(OH)(OH

48、)3 3ClCl，则理论上耗氧体积，则理论上耗氧体积为为_L(_L(标准状况标准状况) )。(2)(2)如图所示为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐如图所示为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。蚀的原理示意图。c c 2Cu2Cu2 23OH3OHClCl=Cu=Cu2 2(OH)(OH)3 3Cl Cl 0.4480.448 结束放映结束放映返回导航页返回导航页结束放映结束放映返回导航页返回导航页【高考还可以这样考高考还可以这样考】 (1)(1)闭合闭合K K2 2，该装置为电解装置，则：，该装置为电解装置，则： 阴极反应式：阴极反应式：_， 阳极反应式：阳极反应式：_， 如何通过实验

49、检验该电极产物？如何通过实验检验该电极产物？_， 总反应的化学方程式：总反应的化学方程式：_。结束放映结束放映返回导航页返回导航页结束放映结束放映返回导航页返回导航页(2)(2)闭合闭合K K2 2，电解一段时间后，如何操作才能使电，电解一段时间后，如何操作才能使电解液恢复到电解前的状态？解液恢复到电解前的状态？_。(3)(3)闭合闭合K K1 1，铁棒上发生的电极反应式是，铁棒上发生的电极反应式是_，此时石墨棒周围溶液此时石墨棒周围溶液pHpH如何变化？如何变化？ (4)(4)闭合闭合K K2 2，铁棒不会被腐蚀，此种金属的防护方，铁棒不会被腐蚀，此种金属的防护方法是法是_。【答案答案】结束放映结束放映返回导航页返回导航页(5)(5)闭合闭合K K1 1，铁棒被腐蚀，此电化学腐蚀是析氢，铁棒被腐蚀，此电化学腐蚀是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀？腐蚀还是吸氧腐蚀？_，写出其正极反应，写出其正极反应式式_。(6)(6)闭合闭合K K2 2，电路中通过，电路中通过0.0020.002N NA A个电子时，两极个电子时，两极共产生气体的物质的量共产生气体的物质的量_。【答案答案】