2023高考化學(xué)電化學(xué)腐蝕講義無答案

第頁高考化學(xué)——電化學(xué)腐蝕——講義授課主題電化學(xué)腐蝕與防護(hù)教學(xué)目的1、掌握金屬的兩種電化學(xué)腐蝕和防護(hù)方法2、建立電化學(xué)計(jì)算的思路3、能夠熟練的應(yīng)用電子得失守恒定律教學(xué)重難點(diǎn)電極方程式的書寫教學(xué)內(nèi)容三、本節(jié)知識點(diǎn)講解一〔金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)〕1．金屬腐蝕的本質(zhì)金屬原子失去電子變?yōu)榻饘訇栯x子，金屬發(fā)生氧化反響。2．金屬腐蝕的類型〔1〕化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件金屬跟非金屬單質(zhì)直接接觸不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸現(xiàn)象無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生本質(zhì)金屬被氧化較活潑金屬被氧化聯(lián)系兩者往往同時(shí)發(fā)生，電化學(xué)腐蝕更普遍〔2〕析氫腐蝕與吸氧腐蝕以鋼鐵的腐蝕為例進(jìn)行分析：類型析氫腐蝕吸氧腐蝕圖示條件水膜酸性較強(qiáng)(pH≤4.3)水膜酸性很弱或呈中性電極反響負(fù)極Fe?2e?SKIPIF1<0Fe2+正極2H++2e?SKIPIF1<0H2↑O2+2H2O+4e?SKIPIF1<04OH?總反響式Fe+2H+SKIPIF1<0Fe2++H2↑2Fe+O2+2H2OSKIPIF1<02Fe(OH)2聯(lián)系吸氧腐蝕更普遍鐵銹的形成：4Fe(OH)2+O2+2H2OSKIPIF1<04Fe(OH)3，2Fe(OH)3SKIPIF1<0Fe2O3·xH2O(鐵銹)+(3?x)H2O。3．金屬腐蝕的防護(hù)方法〔1〕改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)例如把鉻、鎳等參加普通鋼里制成不銹鋼，就大大增加了鋼鐵對各種侵蝕的抵抗力?！?〕在金屬外表覆蓋保護(hù)層在金屬外表覆蓋致密的保護(hù)層，從而使金屬制品跟周圍物質(zhì)隔離開來，這是一種普遍采用的防護(hù)方法?！?〕電化學(xué)防護(hù)法犧牲陽極的陰極保護(hù)法外加電流的陰極保護(hù)法依據(jù)原電池原理電解原理原理形成原電池時(shí)，被保護(hù)金屬作正極(陰極)，不反響受到保護(hù)；活潑金屬作負(fù)極(陽極)，發(fā)生反響受到腐蝕，陽極要定期予以更換將被保護(hù)的金屬與另一附加電極作為電解池的兩個極，使被保護(hù)金屬作陰極，在外加直流電的作用下使陰極得到保護(hù)應(yīng)用保護(hù)一些鋼鐵設(shè)備，如鍋爐內(nèi)壁、船體外殼等裝上鎂合金或鋅片保護(hù)土壤、海水及水中的金屬設(shè)備實(shí)例示意圖①犧牲陽極的陰極保護(hù)法—原電池原理a．負(fù)極：比被保護(hù)金屬活潑的金屬；b．正極：被保護(hù)的金屬設(shè)備。③犧牲陽極的陰極保護(hù)法的實(shí)驗(yàn)按如下圖連接好裝置，往Fe電極區(qū)滴入2滴黃色K2[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液(Fe2＋與[Fe(CN)6]3－反響生成帶有特征藍(lán)色的鐵氰化亞鐵沉淀：3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－=Fe3[Fe(CN)6]2↓)，可以看到電壓表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，F(xiàn)e電極上有氣泡產(chǎn)生，沒有藍(lán)色沉淀生成，說明溶液中不含F(xiàn)e2＋，F(xiàn)e受到保護(hù)。②外加電流的陰極保護(hù)法—電解原理a．陰極：被保護(hù)的金屬設(shè)備；b．陽極：惰性金屬或石墨。判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律(1)對同一電解質(zhì)溶液來說，腐蝕速率的快慢：電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕>有防腐措施的腐蝕。(2)對同一金屬來說，在不同溶液中腐蝕速率的快慢：強(qiáng)電解質(zhì)溶液中>弱電解質(zhì)溶液中>非電解質(zhì)溶液中。(3)活動性不同的兩種金屬，活動性差異越大，腐蝕速率越快。(4)對同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)濃度越大，金屬腐蝕越快。兩種保護(hù)方法的比擬外加電流的陰極保護(hù)法保護(hù)效果大于犧牲陽極的陰極保護(hù)法。例題解析1、如下圖，各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐蝕的速度由快到慢的順序?yàn)锳．②①③④⑤⑥B．⑤④③①②⑥C．⑤④②①③⑥D(zhuǎn)．⑤③②④①⑥3、利用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，開始時(shí)，左右兩管液面相平，密封好，放置一段時(shí)間。以下說法正確的選項(xiàng)是A．左管中O2得到電子，右管中H+得到電子B．一段時(shí)間后，左管液面低于右管液面C．a(chǎn)、b兩處具有相同的電極反響式：Fe?3e?Fe3+D．a(chǎn)處溶液的pH增大，b處溶液的pH減小4、銅板上鐵鉚釘長期暴露在潮濕的空氣中，形成一層酸性水膜后鐵鉚釘會被腐蝕，示意圖如下圖。以下說法不正確的選項(xiàng)是A．因鐵的金屬性比銅強(qiáng)，所以鐵鉚釘被氧化而腐蝕B．假設(shè)水膜中溶解了SO2，那么鐵鉚釘腐蝕的速率變小C．銅極上的反響是2H++2e?H2↑、O2+4e?+4H+2H2OD．在金屬外表涂一層油脂，能防止鐵鉚釘被腐蝕穩(wěn)固練習(xí)1、[2023江蘇][雙選]以下說法正確的選項(xiàng)是A．反響N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的ΔH<0，ΔS>0B．地下鋼鐵管道用導(dǎo)線連接鋅塊可以減緩管道的腐蝕C．常溫下，Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10?12，pH=10的含Mg2+溶液中，c(Mg2+)≤5.6×10?4mol·L?1D．常溫常壓下，鋅與稀H2SO4反響生成11.2LH2，反響中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為6.02×10232、[2023新課標(biāo)Ⅰ]支撐海港碼頭根底的鋼管樁，常用外加電流的陰極保護(hù)法進(jìn)行防腐，工作原理如下圖，其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極。以下有關(guān)表述不正確的選項(xiàng)是A．通入保護(hù)電流使鋼管樁外表腐蝕電流接近于零B．通電后外電路電子被強(qiáng)制從高硅鑄鐵流向鋼管樁C．高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流D．通入的保護(hù)電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進(jìn)行調(diào)整3、[2023上海]研究電化學(xué)腐蝕及防護(hù)的裝置如下圖。以下有關(guān)說法錯誤的選項(xiàng)是A．d為石墨，鐵片腐蝕加快B．d為石墨，石墨上電極反響為：O2+2H2O+4e→4OH–C．d為鋅塊，鐵片不易被腐蝕D．d為鋅塊，鐵片上電極反響為：2H++2e→H2↑4、用如圖裝置研究電化學(xué)原理，以下分析中錯誤的選項(xiàng)是選項(xiàng)連接電極材料分析abAK1K2石墨鐵模擬鐵的吸氧腐蝕BK1K2鋅鐵模擬鋼鐵防護(hù)中犧牲陽極的陰極保護(hù)法CK1K3石墨鐵模擬電解飽和食鹽水DK1K3鐵石墨模擬鋼鐵防護(hù)中外加電流的陰極保護(hù)法本節(jié)知識點(diǎn)講解二〔電化學(xué)計(jì)算〕1．計(jì)算類型原電池和電解池的計(jì)算包括兩極產(chǎn)物的定量計(jì)算、溶液pH的計(jì)算、相對原子質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)的計(jì)算、產(chǎn)物的量與電量關(guān)系的計(jì)算等。2．三種方法(1)根據(jù)總反響式計(jì)算先寫出電極反響式，再寫出總反響式，最后根據(jù)總反響式列出比例式計(jì)算。(2)根據(jù)電子守恒計(jì)算①用于串聯(lián)電路中陰陽兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計(jì)算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。②用于混合溶液中電解的分階段計(jì)算。(3)根據(jù)關(guān)系式計(jì)算根據(jù)得失電子守恒定律建立起量與未知量之間的橋梁，構(gòu)建計(jì)算所需的關(guān)系式。如以通過4mole－為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式：4e－～2Cl2(Br2、I2)～O2～2H2～2Cu～4Ag～eq\f(4,n)M陽極產(chǎn)物陰極產(chǎn)物(式中M為金屬，n為其離子的化合價(jià)數(shù)值)該關(guān)系式具有總攬電化學(xué)計(jì)算的作用和價(jià)值，熟記電極反響式，靈活運(yùn)用關(guān)系式便能快速解答常見的電化學(xué)計(jì)算問題。提示在電化學(xué)計(jì)算中，還常利用Q＝I·t和Q＝n(e－)×NA×1.60×10－19C來計(jì)算電路中通過的電量。例題解析【例題1】兩個惰性電極插入500mLAgNO3溶液中，通電電解。當(dāng)電解液的pH從6.0變?yōu)?.0時(shí)(設(shè)電解過程中陰極沒有H2放出，且電解液在電解前后體積變化可以忽略不計(jì))，電極上析出銀的質(zhì)量最大為()A．27mg B．54mg C．106mg D．216mg【例題2】500mLKNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NOeq\o\al(－,3))＝0.6mol·L－1，用石墨作電極電解此溶液，當(dāng)通電一段時(shí)間后，兩極均收集到2.24L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，假定電解后溶液體積仍為500mL，以下說法正確的選項(xiàng)是()A．原混合溶液中c(K＋)為0.2mol·L－1B．上述電解過程中共轉(zhuǎn)移0.2mol電子C．電解得到的Cu的物質(zhì)的量為0.05molD．電解后溶液中c(H＋)為0.2mol·L－1穩(wěn)固練習(xí)【練習(xí)1】將兩個鉑電極插入500mLCuSO4溶液中進(jìn)行電解，通電一定時(shí)間后，某一電極增重0.064g(設(shè)電解時(shí)該電極無氫氣析出，且不考慮水解和溶液體積變化)，此時(shí)溶液中氫離子濃度約為()A．4×10－3mol·L－1 B．2×10－3mol·L－1C．1×10－3mol·L－1 D．1×10－7mol·L－1【練習(xí)2】用石墨作電極電解1000mL0.1mol·L－1AgNO3溶液，通電一段時(shí)間后關(guān)閉電源，測得溶液的質(zhì)量減少了13.4g。以下有關(guān)表達(dá)正確的選項(xiàng)是(NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值)()A．電解過程中流經(jīng)外電路的電子數(shù)目為0.1NAB．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，兩極共產(chǎn)生3.92L氣體C．電解后溶液的pH為2(假設(shè)溶液體積不變)D．參加13.8gAg2CO3可將溶液徹底復(fù)原【練習(xí)3】甲醇是一種重要的化工原料和新型燃料。以下圖是甲醇燃料電池工作的示意圖，其中A、B、D均為石墨電極，C為銅電極。工作一段時(shí)間后，斷開K，此時(shí)A、B兩極上產(chǎn)生的氣體體積相同。(1)甲中負(fù)極的電極反響式為________________。(2)乙中A極析出的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為______。(3)丙裝置溶液中金屬陽離子的物質(zhì)的量與轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量變化關(guān)系如右圖，那么圖中②線表示的是________的變化；反響結(jié)束后，要使丙裝置中金屬陽離子恰好完全沉淀，需要________mL5.0mol·L－1NaOH溶液。當(dāng)堂檢測1、南開大學(xué)化學(xué)學(xué)院教授陳軍團(tuán)隊(duì)在2023年研究出一種“可充室溫Na-二氧化碳電池〞，該電池放電時(shí)的工作示意圖如下圖，以下說法錯誤的選項(xiàng)是A.負(fù)極的電極反響式為Na-e-Na+B.放電時(shí)，電解液中Na+向多壁碳納米管電極移動C.假設(shè)非水溶液換成水溶液，那么兩種電池的總反響不一樣D.充電時(shí)，多壁碳納米管電極的電極反響式為4Na++4e-+3CO22Na2CO3+C2、鋰錳電池反響原理如下圖，其中電解質(zhì)LiClO4溶于混合有機(jī)溶劑中，Li+

通過電解質(zhì)遷移入MnO2晶格中生成LiMnO2。以下說法錯誤的選項(xiàng)是A.Li為電池的負(fù)極B.電池正極反響式為MnO2+e-+Li+LiMnO2C.放電過程中Li+在有機(jī)溶劑中的濃度不變D.假設(shè)將混合有機(jī)溶劑換成水，放電效果會更好3、直接氨硼烷(NH3·BH3)電池可在常溫下工作，裝置如下圖。未參加氨硼烷之前，兩極室質(zhì)量相等，電池反響為NH3·BH3+3H2O2NH4BO2+4H2O。兩極室中電解質(zhì)足量，以下說法正確的選項(xiàng)是A.正極的電極反響式為2H++2e-H2↑B.電池工作時(shí)，H+通過質(zhì)子交換膜向負(fù)極移動C.電池工作時(shí)，正、負(fù)極分別放出H2和NH3D.工作一段時(shí)間后，假設(shè)左右兩極室質(zhì)量差為1.9g，那么電路中轉(zhuǎn)移0.6mol電子4、為了探究電化學(xué)原理，某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)如圖裝置。以下說法正確的選項(xiàng)是A.假設(shè)斷開K2，接通K1，那么鐵極的電極反響式為Fe-3Fe3+B.假設(shè)斷開K1，接通K2，那么可用帶火星的木條放在石墨極導(dǎo)管口處檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體C.假設(shè)斷開K1，接通K2，那么在U形管底部可能產(chǎn)生白色沉淀D.假設(shè)斷開K2，接通K1，那么石墨極的電極反響式為O2+4+2H2O4O5、常溫下，將除去外表氧化膜的Al、Cu片插入濃HNO3中組成原電池(圖1)，測得原電池的電流強(qiáng)度(I)隨時(shí)間(t)的變化如圖2所示，反響過程中有紅棕色氣體產(chǎn)生。以下說法錯誤的選項(xiàng)是A.0~t1時(shí)，原電池的負(fù)極是Al片B.0~t1時(shí)，正極的電極反響式是+2H++e-

NO2↑+H2OC.t1后，原電池的正、負(fù)極發(fā)生互變D.t1后，正極上每得到0.3mol電子，那么負(fù)極質(zhì)量減少2.7g6、金屬燃料電池是一類特殊的燃料電池，具有本錢低、無毒無污染、比功率高等優(yōu)點(diǎn)，Al燃料電池的根本結(jié)構(gòu)如下圖。以下說法正確的選項(xiàng)是A.電池工作時(shí)，鋁離子向負(fù)極移動，氫氧根離子向正極移動B.金屬鋁在正極失去電子被氧化為鋁離子C.正極反響式為O2+4e-+2H2O4OH-D.為提高電池效率，可以用濃硫酸作電解液7、用石墨作電極電解溶有物質(zhì)的量之比為3∶1的NaCl和H2SO4的水溶液。根據(jù)反響產(chǎn)物，電解可明顯分為三個階段，以下表達(dá)不正確的選項(xiàng)是A.電解的最后階段為電解水B.陽極先逸出氯氣后逸出氧氣C.陰極逸出氫氣D.電解過程中溶液的pH不斷增大，最后pH為78、以甲醇為主要原料，電化學(xué)合成碳酸二甲酯工作原理如以下圖所示。電源負(fù)極為________〔填“A〞或“B“〕，寫出陽極的電極反響式_______________。

假設(shè)參加反響的O2為

1.12m

3〔標(biāo)準(zhǔn)狀況〕，那么制得碳酸二甲酯的質(zhì)量為___________kg。以鎂、石墨為電極，以次氯酸鈉溶液為電解質(zhì)溶液可以構(gòu)成一次性電池，如下圖。電池反響為Mg+NaClO+H2OMg(OH)2+NaCl，那么負(fù)極的電極反響式為；放電過程中，ClO—向

(填“鎂〞或“石墨〞)極遷移。家庭作業(yè)1、近日,我國科學(xué)家研發(fā)的比傳統(tǒng)鋅錳電池能量更高的鋁錳電池已取得突破性進(jìn)展.鋁錳電池以氯化鈉和稀氨水混合溶液為電解質(zhì),鋁和二氧化錳一石墨為兩極,其電池反響為═以下有關(guān)該電池放電時(shí)的說法不正確的選項(xiàng)是(

)

A.

二氧化錳一石墨為電池正極

B.

負(fù)極反響式為═

C.

不斷由負(fù)極向正極移動

D.

每生成

轉(zhuǎn)移1

mol電子2、某潛航器使用新型鎂-過氧化氫燃料電池系統(tǒng)，其工作原理如下圖。以下說法中錯誤的選項(xiàng)是〔〕A.當(dāng)電路中有2mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，鎂電極的質(zhì)量減輕24gB.電池工作時(shí)，正極上有H2生成C.工作過程中溶液的pH會增大D.電池正極的反響式為H2O2+2e-+2H+=2H2O3、二甲醚汽車發(fā)動機(jī)具有顯著的節(jié)能減排效果，其核心為燃料電池，該電池工作的原理示意圖如下圖．以下有關(guān)說法錯誤的選項(xiàng)是〔〕A.

負(fù)極上的電極反響式CH3OCH3-12e-+3H2O═2CO2+12H+B.

工作過程中，H+移向正極C.

每消耗0.5mo