2022屆新高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)電解池金屬的腐蝕與防護(hù)學(xué)案

第3講電解池、金屬的腐蝕與防護(hù)

最新考綱命題統(tǒng)計(jì)

1.理解電解池的構(gòu)成、工作原理及應(yīng)用。

頻度

5;?/

2.能書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)和總反應(yīng)方程式。4

3

2

3.了解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害以及

i

防止金屬腐蝕的措施。201520162017201B2019年份

素養(yǎng)落地：能多角度、動(dòng)態(tài)地分析電解池中發(fā)生的反應(yīng)，并運(yùn)用電解池原理解決

實(shí)際問(wèn)題；肯定電解原理對(duì)社會(huì)發(fā)展的重大貢獻(xiàn)，具有可持續(xù)發(fā)展意識(shí)和綠色化

學(xué)觀念，能對(duì)與電解有關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題做出正確的價(jià)值判斷。

主干知識(shí)知識(shí)桎理考向突破

考點(diǎn)一電解原理

『知識(shí)梳理』

1.電解定義

使電流通過(guò)電解質(zhì)溶液而在陰、陽(yáng)兩極引起氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過(guò)程。

2.能量轉(zhuǎn)化形式

電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。

3.電解池

(1)構(gòu)成條件

①有與電源相連的兩個(gè)電極。

②電解質(zhì)溶液(或熔融鹽)。

③形成閉合電路。

(2)電極名稱(chēng)及電極的反應(yīng)式(如圖)

電t源

[?≡1

電極名稱(chēng)：幽]卜也極I「電極名稱(chēng)：陰極

、反應(yīng)類(lèi)型:函反應(yīng)

反應(yīng)類(lèi)型：氧化反應(yīng)j∕1jj∕

業(yè)極反應(yīng)式iLil極反應(yīng)式：Cu"+2e-=Cu

2cr-2e-=cl2tCf.

CUd溶液

(3)電子和離子的移動(dòng)方向(惰性電極)

4.電解過(guò)程

(1)首先判斷陰、陽(yáng)極，分析陽(yáng)極材料是惰性電極還是活潑電極。

(2)再分析電解質(zhì)水溶液的組成，找全離子并分陰、陽(yáng)兩組。

(3)然后排出陰、陽(yáng)兩極的放電順序

陰極：陽(yáng)離子放電順序Ag+之現(xiàn)3+NCU2+2H+(酸)NFe2+?Zn2+>旦+(水)

Mg2+>Na+>Ca2+>κΛ

陽(yáng)極：活潑電極>S2->I->BI?->CI->OIΓ>最高價(jià)含氧酸根離子。

⑷分析電極反應(yīng)，判斷電極產(chǎn)物，寫(xiě)出電極反應(yīng)式，要注意遵循原子守恒和電荷

守恒。

(5)最后寫(xiě)出電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式或離子方程式。

5.惰性電極電解電解質(zhì)溶液的產(chǎn)物判斷(圖示)

陰離子

S2

放也生堿型電解電解質(zhì)型

Br

（如NaCCMgBrI等^（如CUCI八HeI等）

Cl

Fp2+中陽(yáng)■子

Na+Mg2?Zn2*OHCu2fFe"Ag+

■NO;

電解水型放O?生酸型

Sof（如CUSO八AgNO1等）

（如H^SOs、NaOH4

Na2SO∣等）

名師提示你

L不要忘記水溶液中的H卡和0H，不要把H+、OH-誤加到熔融電解質(zhì)中。

2.最常用的放電順序：陽(yáng)極：活潑金屬(一般指Pt、AU以外的金屬)>C1->OEΓ;

陰極：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+,但如果離子濃度相差十分懸殊，離子濃度大的也

可以先放電，如理論上H卡的放電能力大于Zi?+,如果溶液中C(Z∏2+)>>C(H+),則

2++

先在陰極上放電的是ZE+,例如鐵上鍍鋅時(shí)，放電順序：Zn>Ho

「考向突破』

考向一電解原理分析

命題角度

1對(duì)電解原理的理解

［題目設(shè)計(jì)］

I.判斷正誤(正確的打“J”，錯(cuò)誤的打“義”)

(1)電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過(guò)程就是電解質(zhì)溶液被電解的過(guò)程(J)

(2)電解CUCI2溶液，陰極逸出的氣體能夠使?jié)駶?rùn)的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)色(X)

(3)電解時(shí)，電子的移動(dòng)方向?yàn)椋弘娫簇?fù)極一陰極一陽(yáng)極一電源正極(X)

(4)電解鹽酸、硫酸等溶液，H'放電，溶液的PH逐漸增大(X)

⑸用惰性電極電解CuSO4溶液一段時(shí)間后，加入Cu(OH)2可使電解質(zhì)溶液恢復(fù)到

電解前的情況(X)

命題角度

2通過(guò)對(duì)電解裝置的正確分析，掌握電

解原理

［命題素材］

下列是四套不同介質(zhì)的電解裝置，通電后在A裝置石墨電極a和b附近分別滴加

一滴石蕊溶液。

［題目設(shè)計(jì)］

2.(1)在A裝置中，Na+、SOr如何移動(dòng)？石墨a周?chē)芤侯伾绾胃淖?？石墨b

周?chē)芤侯伾绾胃淖?

(2)根據(jù)四套裝置的電極反應(yīng)，分析電解一段時(shí)間后，四套裝置溶液的PH如何變

化？

提示(I)Na+移向陰極(石墨a),SO廠移向陽(yáng)極(石墨b),石墨a附近由于H卡放電

(2H2θ+2e-=H2f+20H^^)溶液呈堿性，石蕊顯藍(lán)色，石墨b附近由于OH一放

電(2H2O—4e==θ2f+4H+)溶液呈酸性，石蕊顯紅色。

(2)A裝置PH不變，B裝置總反應(yīng)為Cu+2H2O?tcu(OH)2+H2↑,消耗水使

OPT濃度增大，溶液的PH增大，C裝置，電解食鹽水，生成NaOH使溶液的PH

增大，D裝置，電解硫酸銅實(shí)質(zhì)是電解水和硫酸銅，水中的OH一放電使溶液中的

H+濃度增大，溶液的PH減小。

考向二電解規(guī)律的理解與應(yīng)用

命題角度

1通過(guò)電解規(guī)律實(shí)現(xiàn)非自發(fā)反應(yīng)

［題目設(shè)計(jì)］

3.根據(jù)金屬活動(dòng)性順序表，CU和稀H2SO4不反應(yīng)，怎樣根據(jù)電解規(guī)律實(shí)現(xiàn)CU和

稀H2SO4反應(yīng)產(chǎn)生H2?寫(xiě)出電極反應(yīng)，畫(huà)出裝置圖。

提示銅作陽(yáng)極，石墨作陰極，稀硫酸為電解液。

電極反應(yīng)：

陽(yáng)極：Cu-2e=Cu2+

陰極：2H^+2e=H2I

裝置圖(右圖)

命題角度

2通過(guò)電解規(guī)律判斷電解后溶液的酸堿

性變化

［題目設(shè)計(jì)］

4.根據(jù)用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的四種類(lèi)型，判斷電解一段時(shí)間后，溶液的PH

的變化

類(lèi)型化學(xué)物質(zhì)PH變化

放。2生酸型CUSO4、AgNO3、Cu(NO3)2

放H2生堿型Ke1、CaCl2

二

CuCl2

電解電解質(zhì)型

HCl

NaNo3、Na2SO4>K2SO4

電解H2O型KOH

HNo3

提示從上到下依次為減小、增大、增大、不變、增大、減小

命題角度

3電解后，電解液復(fù)原問(wèn)題分析

［題目設(shè)計(jì)］

5.若用惰性電極電解CUSO4溶液一段時(shí)間后，需加入98gCu(OH)2固體，才能使

電解質(zhì)溶液復(fù)原，則這段時(shí)間，整個(gè)電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)是多少？

提示98gCu(OH)2的物質(zhì)的量為Imol,相當(dāng)于電解了ImoI的CUSO4后，又電

解了ImOl的水，所以轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA+2NA=4NA0

命題角度

4通過(guò)電解規(guī)律，理解電解過(guò)程，書(shū)寫(xiě)電

極反應(yīng)

［命題素材］

l

根據(jù)對(duì)電解規(guī)律的理解，用惰性電極電解3mol?L^NaCl和1mol?LrCuSO4的混

合溶液，可看作三個(gè)電解階段。

［題目設(shè)計(jì)］

6.第一階段：相當(dāng)于電解溶液，

電極總反應(yīng)________________________________________________;

第二階段：相當(dāng)于電解溶液，

電極總反應(yīng)________________________________________________；

第三階段：相當(dāng)于電解溶液,

電極總反應(yīng)________________________________________________O

提示1mol?L1CuChCuCh==^=Cu÷Cht

11

1mol?LNaCl2NaCl+2H2O^^2NaOH+H2t+Cl2↑1mol?L~NaOH

2H2O^?O2↑+2H2↑

考點(diǎn)二電解原理的應(yīng)用

「知識(shí)梳理』

1.電解飽和食鹽水

（1）電極反應(yīng)

陽(yáng)極反應(yīng)式：2C「一2e「=C12t（氧化反應(yīng)）

陰極反應(yīng)式：2H++2e--H2t（還原反應(yīng)）

（2）總反應(yīng)方程式

由解

2NaCl+2H2O=?^2NaOH+H2↑+Cl2↑

離子反應(yīng)方程式：2C1+2H2O~?^=2OH+H2Q+Cb』

（3）應(yīng)用：氯堿工業(yè)制燒堿、氫氣和氯氣

陽(yáng)極：鈦網(wǎng)（涂有鈦、釘?shù)妊趸锿繉樱?/p>

陰極：碳鋼網(wǎng)。

陽(yáng)離子交換膜：

①只允許陽(yáng)離子通過(guò)，能阻止陰離子和氣體通過(guò)。

②將電解槽隔成陽(yáng)極室和陰極室。

2.電解精煉銅

(r----------「陽(yáng)極：粗銅

電"（兩極材料H-陰極:純銅

解

花

-陽(yáng)極（含Zn、Ni、Ag、AU等雜質(zhì)）

煉

銅-［兩極反應(yīng)卜

)

CU-2e-=CM+（主要反應(yīng)）

?*（Λ^?<***>ZSZ%*V^^?*-?*?**V*wΛΛ*<SΛZ**w*XZ>^√V^V***w*X*

-陰極：Cu2*+2e'：=Cu

3.電鍍銅

I-陽(yáng)極：銅

兩極材料一

J陰極：待鍍金屬

電

鍍碉液］—含鍍層金屬陽(yáng)離子的電解質(zhì)溶液

銅

L陽(yáng)極：Cu—2屋-Cu,

電極反應(yīng)一

一陰極：C?Z?uk-.**?ι'—2e-Cu

4.電冶金

利用電解熔融鹽的方法來(lái)冶煉活潑金屬Na、Ca,Mg、Al等

二總方程式陽(yáng)極、陰極反應(yīng)式

2CΓ-2e-=Ch↑

冶煉鈉2NaCl（熔融）皂蛆2Na+Cbt

2Na++2e-^=2Na

20—2e=Cht

冶煉鎂MgeI2（熔融）里鯉Mg+CbI

Mg2'+2e^=Mg

6。2一一12?一=3。2t

冶煉鋁2AI2O3（熔融）里處4Al+3ChI

4A——+I2el=4AI

名師提示你

由于AlCh為共價(jià)化合物，熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電，所以電解冶煉鋁時(shí)，電解的為熔

點(diǎn)很高的氧化鋁，為降低熔點(diǎn)，加入了助熔劑冰晶石(Na3AlF6);而且電解過(guò)程中，

陽(yáng)極生成的氧氣與石墨電極反應(yīng)，所以石墨電極需不斷補(bǔ)充。

「考向突破」

考向一電解原理的常規(guī)應(yīng)用

命題角度1對(duì)電解原理的常規(guī)應(yīng)用做出判斷

［題目設(shè)計(jì)］

1.判斷正誤(正確的打“J”，錯(cuò)誤的打“義”)

⑴電鍍銅和電解精煉銅時(shí)，電解質(zhì)溶液中C(CU2+)均保持不變(X)

(2)電解飽和食鹽水時(shí)，兩個(gè)電極均不能用金屬材料(X)

(3)電解冶煉鎂、鋁通常電解MgCl2和Al2O3,也可以電解MgO和AlCl3(X)

(4)電解精煉銅時(shí)，陽(yáng)極泥可以作為提煉貴重金屬的原料(J)

(5)用Zn作陽(yáng)極，F(xiàn)e作陰極，Znel2溶液作電解質(zhì)溶液，由于放電順序H+>ZI?+,

不可能在鐵上鍍鋅(X)

命題角度

2對(duì)電解原理應(yīng)用的裝置分析

［命題素材］

下面是兩套電解應(yīng)用的常規(guī)裝置

電鍍銅實(shí)驗(yàn)裝置

甲乙

［題目設(shè)計(jì)］

2.(1)請(qǐng)分析兩裝置中各電極的質(zhì)量變化？

⑵請(qǐng)分析兩裝置中電解質(zhì)溶液濃度的變化？

提示(1)甲圖中銅片質(zhì)量減小，鐵制品質(zhì)量增加；乙圖中粗銅質(zhì)量減小，精銅質(zhì)

量增加

(2)甲圖中CUSo4溶液濃度幾乎未變化，因?yàn)殛?yáng)極溶解多少銅，陰極就析出多少銅;

乙圖中CUSO4溶液濃度逐漸變小，因?yàn)榇帚~中混有Zn、Fe等雜質(zhì)，放電后轉(zhuǎn)化

成Zi?+、Fe?'等離子，止匕時(shí)C/'會(huì)轉(zhuǎn)化為Cu,造成CUSo4溶液濃度減小

考向二電解原理在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

命題角度1

通過(guò)電解原理，形成致密氧化膜，提高

抗腐蝕性

［命題素材］

用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜，電解質(zhì)溶液一般為

H2SO4—H2C2O4混合溶液。

［題目設(shè)計(jì)］

3.待加工鋁質(zhì)工件應(yīng)作陽(yáng)極還是陰極？寫(xiě)出電極反應(yīng)式。

提示鋁質(zhì)工件應(yīng)作陽(yáng)極陽(yáng)極2Al-6e-+3H2θ=A12θ3+6H'陰極6H++6e

=3H2↑總反應(yīng)2Al+3H2θ^^Abθ3+3H2t

命題角度2

應(yīng)用電解原理制備新物質(zhì)

［命題素材］

用惰性電極電解法可制備硼酸［H3BO3或B(OH)3］,其工作原理如圖所示(陽(yáng)膜和陰

膜分別只允許陽(yáng)離子和陰離子通過(guò))O

NaOHNaB(OH)1H3BO3稀硫酸

稀溶液濃溶液稀溶液

［題目設(shè)計(jì)］

4.分析制備原理，并寫(xiě)出產(chǎn)品室發(fā)生的反應(yīng)。

提示由圖可知，b電極為陽(yáng)極，電解時(shí)陽(yáng)極上水失電子生成02和H+,a電極為

陰極，電解時(shí)陰極上水得電子生成H2和0H，原料室中的鈉離子通過(guò)陽(yáng)膜進(jìn)入a

極室，B(OH)4通過(guò)陰膜進(jìn)入產(chǎn)品室，b極室中氫離子通過(guò)陽(yáng)膜進(jìn)入產(chǎn)品室，

B(OH)入H'發(fā)生反應(yīng)生成H3BO3。產(chǎn)品室發(fā)生的反應(yīng)為B(OH)4+H=H3BO3

+H?0

命題角度

3應(yīng)用電解原理治理污染

［命題素材］

某些無(wú)公害免農(nóng)藥果園利用如圖所示電解裝置，進(jìn)行果品的安全生產(chǎn)，解決了農(nóng)

藥殘留所造成的生態(tài)及健康危害問(wèn)題。

Fl直流電源戶(hù)I

堿性水

離

廣

交

換

膜

().02moI?L^'

KcI溶液

［題目設(shè)計(jì)］

5.說(shuō)出離子交換膜的類(lèi)型，以及“酸性水”的成分及作用。

提示由裝置圖可知，左側(cè)產(chǎn)生酸性水，為氯離子放電，產(chǎn)生氯氣，溶于水生成

鹽酸、次氯酸，具有強(qiáng)氧化性，能殺菌消毒。右側(cè)產(chǎn)生堿性水，為氫離子放電，

產(chǎn)生氫氧根所致，鉀離子通過(guò)交換膜由左端(陽(yáng)極區(qū))遷移到右端(陰極區(qū))與氫氧根

結(jié)合生成氫氧化鉀，所以交換膜為陽(yáng)離子交換膜。

驍微專(zhuān)題?

拓展拾遺：電化學(xué)裝置中的交換膜

知識(shí)拓展

1?交換膜的功能

使離子選擇性定向遷移(目的是平衡整個(gè)溶液的離子濃度或電荷)。

2.交換膜在中學(xué)電化學(xué)中的作用

(1)防止副反應(yīng)的發(fā)生，避免影響所制取產(chǎn)品的質(zhì)量；防止引發(fā)不安全因素。如在

電解飽和食鹽水中，利用陽(yáng)離子交換膜，防止陽(yáng)極產(chǎn)生的氯氣進(jìn)入陰極室與氫氧

化鈉反應(yīng)，導(dǎo)致所制產(chǎn)品不純；防止與陰極產(chǎn)生的氫氣混合發(fā)生爆炸。

⑵用于物質(zhì)的制備、分離、提純等。

3.離子交換膜的類(lèi)型

種類(lèi)允許通過(guò)的離子及移動(dòng)方向說(shuō)明

陽(yáng)離子陽(yáng)離子一移向電解池的陰極或原電池陰離子和氣體不能通

交換膜的正極過(guò)

陰離子陰離子一移向電解池的陽(yáng)極或原電池陽(yáng)離子和氣體不能通

交換膜的負(fù)極過(guò)

質(zhì)子質(zhì)子一移向電解池的陰極或原電池的

只允許H+通過(guò)

交換膜正極

題目：

三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如下圖所示，采用惰性電極，ab、Cd

均為離子交換膜，在直流電場(chǎng)的作用下，兩膜中間的Na'和SoF可通過(guò)離子交換

膜，而兩端隔室中離子被阻擋不能進(jìn)入中間隔室。判斷ab、Cd是什么交換膜；判

斷離子的遷移方向；書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式；判斷電極產(chǎn)物。

［思維模板］

①弄清是原電池還是電解池，判斷電極

有外接電源一電解池；∏f陽(yáng)極，mf陰極

②根據(jù)電極判斷離子的移動(dòng)方向和交換膜的種類(lèi)

Na+-通過(guò)ab-陰極,ab是陽(yáng)離子交換膜

Serf通過(guò)Cdf陽(yáng)極今Cd是陰離子交換膜

③根據(jù)放電順序?qū)懗鲭姌O反應(yīng)式

陰極，陽(yáng)離子競(jìng)爭(zhēng)放電，放電順序：H+>Na+,陰極的電極反應(yīng)式為2H2θ+2e-

=H2t+2OH；

陽(yáng)極，陰離子競(jìng)爭(zhēng)放電，放電順序：OH->SCT,陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為2比0-

4b=。2t+4H+o

④根據(jù)電極反應(yīng)式和離子移動(dòng)方向確定電極反應(yīng)物

陰極H+放電生成H2，剩余OH與遷移過(guò)來(lái)的Na+生成NaOH；

陽(yáng)極OH一放電生成。2，剩余H'與遷移過(guò)來(lái)的SOr生成H2SO40

案例分析

案例1通過(guò)電解利用交換膜除雜

用電解法可提純含有某種含氧酸根雜質(zhì)的粗KOH溶液，其工作原理如圖所示。

下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

粗KoH溶液"'HQ（含少量KOH）

A.陽(yáng)極反應(yīng)式為40H-4e^=2H20+02↑

B.通電后陰極區(qū)溶液PH會(huì)增大

CK’通過(guò)交換膜從陰極區(qū)移向陽(yáng)極區(qū)

D.純凈的KOH溶液從b口導(dǎo)出

解析陽(yáng)極區(qū)為粗KOH溶液，陽(yáng)極上OET失電子發(fā)生氧化反應(yīng)：40H-4e^

=2H2O÷O2t,A項(xiàng)正確；陰極上H?0得電子發(fā)生還原反應(yīng)：2H2O+2e—=H2t

+20H,陰極區(qū)附近溶液中C（OH一）增大，PH增大，B項(xiàng)正確；電解時(shí)陽(yáng)離子向

陰極移動(dòng)，故κ+通過(guò)陽(yáng)離子交換膜從陽(yáng)極區(qū)移向陰極區(qū)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；陰極區(qū)生成

KOH,故純凈的KoH溶液從b口導(dǎo)出，D項(xiàng)正確。

答案C

案例2通過(guò)電解利用交換膜制備物質(zhì)

高鐵酸鈉（NazFeCU）是一種新型綠色水處理劑。工業(yè)上可用電解濃NaOH溶液制備

Na2FeO4,其工作原理如圖所示，兩端隔室中離子不能進(jìn)入中間隔室。下列說(shuō)法

錯(cuò)誤的是（）

離子離子

W膜a/嗎》

甲溶液_?÷c?<??<?→乙溶液

三三二—拿岑

（含少量NaOH）濃NaoH溶液

A.陽(yáng)極反應(yīng)式：Fe-6e+8OH=FeθΓ+4H2O

B.甲溶液可循環(huán)利用

C.離子交換膜a是陰離子交換膜

D.當(dāng)電路中通過(guò)2mol電子的電量時(shí)，會(huì)有1molH2生成

解析A項(xiàng)，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式：Fe-6e+80H=FeθΓ+4H2O,

正確；B項(xiàng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，水電離出的氫離子放電生成氫氣和氫氧根，甲

溶液為濃的氫氧化鈉溶液，可循環(huán)利用，正確；C項(xiàng)，電解池中陽(yáng)離子向陰極移

動(dòng)，通過(guò)離子交換膜a的是Na+,故a為陽(yáng)離子交換膜，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，陰極發(fā)生

還原反應(yīng)，水電離出的氫離子放電生成氫氣和氫氧根，電極反應(yīng)式為2H2θ+2e-

=H2t÷20H,當(dāng)電路中通過(guò)2mol電子的電量時(shí)，會(huì)有1molH2生成，正確。

答案C

考點(diǎn)三金屬的腐蝕與防護(hù)

『知識(shí)梳理』

1.金屬腐蝕的本質(zhì)

金屬原子失去電子變?yōu)榻饘訇?yáng)離子,金屬發(fā)生氧化反應(yīng)。

2.金屬腐蝕的類(lèi)型

（1）化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕

類(lèi)型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕

金屬與干燥氣體（如。2、CI2、SO2

不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液

條件等）或非電解質(zhì)液體（如石油）等

接觸

接觸

現(xiàn)象無(wú)電流產(chǎn)生在微弱電流產(chǎn)生

本質(zhì)金屬被氧化較活潑金屬被氧化

兩者往往同時(shí)發(fā)生,電化學(xué)腐蝕

聯(lián)系

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(lèi)型析氫腐蝕吸氧腐蝕

水膜酸性較強(qiáng)(pH≤水膜酸性很弱或呈中

條件

性

負(fù)極Fe：Fe~~2e

電極材料及

C：O2+2H2θ+4e

反應(yīng)正極C：2H++2b=H2t

=40H-

Fe+FH+=Fe2+-∣-2Fe+0j^F

總反應(yīng)式

2HzQ≡2Fe(QHj2

聯(lián)系吸氧腐蝕更普遍

名師提示你

1.電解質(zhì)所處環(huán)境決定金屬的腐蝕方式：若電解質(zhì)酸性較強(qiáng)，如NH4CKH2SO4

等，則發(fā)生析氫腐蝕，相當(dāng)于金屬與酸構(gòu)成原電池；若電解質(zhì)為弱酸、中性、弱

堿，則發(fā)生吸氧腐蝕，相當(dāng)于金屬、氧氣構(gòu)成燃料電池。

2.兩種腐蝕正極的現(xiàn)象不同：析氫腐蝕正極產(chǎn)生H2,氣體壓強(qiáng)變大，PH增大；

吸氧腐蝕正極吸收。2,氣體壓強(qiáng)變小，PH增大。

3.金屬的防護(hù)

(1)電化學(xué)防護(hù)

①犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法一原電池原理

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。

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(yáng)極：惰性金屬。

（2）改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成，如制成合金、不銹鋼等。

（3）加防護(hù)層，如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法。

名師提示你

我們通常把原電池的兩極叫做正極和負(fù)極，電解池的兩極叫做陽(yáng)極和陰極，但實(shí)

際上，我們把失電子發(fā)生氧化反應(yīng)的電極都統(tǒng)稱(chēng)為陽(yáng)極，即原電池的負(fù)極也稱(chēng)為

陽(yáng)極，這種叫法在教材上也有所體現(xiàn)（如下圖）。

陽(yáng)陰

極

1mol?LIZnSOJ溶液Imol?LTCuSO∣溶液

LK選修4P2i銅鋅原電池裝置示意圖

鋼閘門(mén)

（陰極）_鋅板

Q（犧牲陽(yáng)極）

RJ選修4P86犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法示意圖

「考向突破』

考向一金屬腐蝕類(lèi)型分析與判斷

金屬腐蝕原理分析

［命題素材］

炒過(guò)菜的鐵鍋未及時(shí)洗凈（殘液中含NaCI）,不久便會(huì)因被腐蝕而出現(xiàn)紅褐色銹斑。

腐蝕原理如圖所示

電解質(zhì)溶液多孔鐵銹

［題目設(shè)計(jì)］

1.根據(jù)金屬腐蝕原理分析鐵鍋腐蝕過(guò)程，并寫(xiě)出所發(fā)生的電極反應(yīng)及有關(guān)的化學(xué)

反應(yīng)。

提示鐵鍋中含有的Fe、C和電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池，活潑金屬作負(fù)極，F(xiàn)e為負(fù)

極，C作正極。具體電極反應(yīng)如下:

負(fù)極：2Fe-4e=2Fe2

正極：02+4e^^+2H20=40H-

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

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

2Fe(OH)3=Fe2O3?xH2O(鐵銹)+(3-X)H2O

金屬腐蝕類(lèi)型的判斷

［命題素材］

正確判斷“介質(zhì)”溶液的酸堿性是分析析氫腐蝕和吸氧腐蝕的關(guān)鍵。潮濕的空氣、

酸性很弱或中性溶液發(fā)生吸氧腐蝕；NECl溶液、稀H2SO4等酸性溶液發(fā)生析氫

腐蝕。

［題目設(shè)計(jì)］

2.實(shí)驗(yàn)探究(如圖所示)

鐵釘

1。丈有某溶

火液的棉團(tuán)

⑴若棉團(tuán)浸有NH4Cl溶液，鐵釘發(fā)生腐蝕，正極反應(yīng)式為

____________________________________________________,

右試管中現(xiàn)象是O

⑵若棉團(tuán)浸有NaCl溶液，鐵釘發(fā)生腐蝕，正極反應(yīng)式為

____________________________________________________,

右試管中現(xiàn)象是O

+

提示⑴析氫2H+2e==H2↑有氣泡冒出

(2)吸氧O2+4e^+2H2O=4OH^導(dǎo)管內(nèi)液面上升

金屬腐蝕快慢的判斷

［命題素材］

對(duì)同一電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō)，電解原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕＞化學(xué)腐

蝕＞有防護(hù)措施的腐蝕。

［題目設(shè)計(jì)］

3.如圖所示，各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐蝕的速率由快到慢的順序?yàn)?/p>

∕τr6^σ?∕τπHΓ?

IFeI.(Sn?Il?FeZ1n?1I?Ffe

①3

Fe^^CuCUFh"?FeCuFe

1餐11迷(11l?11|[

④■>⑥

提示⑤>④>②>①>③>⑥

考向二金屬腐蝕防護(hù)措施

命題角度

1兩種電化學(xué)防腐判斷

［命題素材］

利用下圖裝置可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)

［題目設(shè)計(jì)］

4.(1)若X為鋅棒，開(kāi)關(guān)K置于M處，可減緩鐵的腐蝕，我們把這種防腐稱(chēng)為

⑵若X為碳棒，開(kāi)關(guān)K置于N處，可減緩鐵的腐蝕，我們把這種防腐稱(chēng)為

提示(1)犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法

(2)外加電流的陰極保護(hù)法

命題角度2兩種電化學(xué)防腐的設(shè)計(jì)與選擇

［命題素材］

某同學(xué)進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)

操作現(xiàn)象

含酚猷和KJFe(CN)J

的食鹽及、紅色0

放置一段時(shí)間后，生鐵片上出現(xiàn)如圖所

生鐵片

示“斑痕”，其邊緣為紅色，中心區(qū)域

取一塊打磨過(guò)的生鐵片，在其表面滴一

為藍(lán)色，在兩色環(huán)交界處出現(xiàn)鐵銹

滴含酚獻(xiàn)和K3［Fe(CN)6］的食鹽水

［題目設(shè)計(jì)］

5.生鐵片發(fā)生_______腐蝕，中心區(qū)的電極反應(yīng)式為

邊緣處的電極反應(yīng)式為,

交界處發(fā)生的反應(yīng)為O

-

提示吸氧Fe—=Fe2+O2+2H2O+4e=40H4Fe(OH)2+O2+

2H2O=4Fe(OH)3、2Fe(OH)3=Fe2O3?龍H2O+(3-X)H2。

翼堂檢H真題再練模擬精選

基礎(chǔ)知識(shí)鞏固

1.(2021.江蘇化學(xué)，10)將鐵粉和活性炭的混合物用NaCl溶液濕潤(rùn)后，置于如圖所

示裝置中，進(jìn)行鐵的電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)。下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法正確的是()

A.鐵被氧化的電極反應(yīng)式為Fe-3e^=Fe3+

B.鐵腐蝕過(guò)程中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能

C.活性炭的存在會(huì)加速鐵的腐蝕

D.以水代替NaCl溶液，鐵不能發(fā)生吸氧腐蝕

答案C

2?(2021?遵義航天高級(jí)中學(xué)第三次月考)關(guān)于圖中裝置說(shuō)法正確的是()

M溶液

A.裝置中電子移動(dòng)的途徑：負(fù)極一FefM溶液一石墨一正極

B.若M為滴加酚獻(xiàn)的NaCl溶液，通電一段時(shí)間后，鐵電極附近溶液顯紅色

C.若M為CUSO4溶液，可以實(shí)現(xiàn)石墨上鍍銅

D.若將電源反接，M為NaCI溶液，可以用于制備Fe（OH）2并可以使其較長(zhǎng)時(shí)間

保持白色

答案B

3.（2021?長(zhǎng)沙市長(zhǎng)郡中學(xué)上學(xué)期第五次調(diào)研）城市地下潮濕的土壤中常埋有縱橫交

錯(cuò)的管道和輸電線路，當(dāng)有電流泄漏并與金屬管道形成回路時(shí)，就會(huì)引起金屬管

道的腐蝕。原理如圖所示，但若電壓等條件適宜，鋼鐵管道也可能減緩腐蝕，此

現(xiàn)象被稱(chēng)為“陽(yáng)極保護(hù)”。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是（）

A.該裝置能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為化學(xué)能

B.管道右端腐蝕比左端快，右端電極反應(yīng)式為Fe-2e-=Fe2+

C.如果沒(méi)有外加電源，潮濕的土壤中的鋼鐵管道比較容易發(fā)生吸氧腐蝕

D.鋼鐵“陽(yáng)極保護(hù)”的實(shí)質(zhì)是在陽(yáng)極金屬表面形成一層耐腐蝕的鈍化膜

解析A.該裝置相當(dāng)于電解池，能將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，正確；B.左端為陽(yáng)極，

其腐蝕速率較右端快，錯(cuò)誤；C.如果沒(méi)有外加電源，潮濕的土壤（接近中性）中的

鋼鐵管道發(fā)生原電池反應(yīng)，所以發(fā)生的是吸氧腐蝕，正確；D.根據(jù)題意，此種腐

蝕較慢，所以“陽(yáng)極保護(hù)”實(shí)際上是在金屬表面形成了一層致密的保護(hù)膜，正確。

答案B

4.（2020?北京市海淀區(qū)適應(yīng)性練習(xí)）某實(shí)驗(yàn)小組在常溫下進(jìn)行電解飽和Ca（OH）2溶

液的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置與現(xiàn)象見(jiàn)下表。

序號(hào)IJF

裝置

飽和Ca(OH)J容液飽和Ca(OH)2溶液

兩極均產(chǎn)生大量氣泡，b極比a兩極均產(chǎn)生大量氣泡，d極

極多；a極溶液逐漸產(chǎn)生白色比C極多；C極表面產(chǎn)生少

現(xiàn)象

渾濁，該白色渾濁加入鹽酸有量黑色固體；C極溶液未見(jiàn)

氣泡產(chǎn)生白色渾濁

下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋與推論，正確的是()

A.a極溶液產(chǎn)生白色渾濁的主要原因是電解過(guò)程消耗水，析出Ca(OH)2固體

B.b極產(chǎn)生氣泡：40H-4e=O2t+2H2O

C.c極表面變黑：Cu-2e+2OH=CuO÷H2θ

D.d極電極反應(yīng)的發(fā)生，抑制了水的電離

解析A、a極為電解池的陽(yáng)極，氫氧根離子放電生成氧氣與石墨電極反應(yīng)生成二

氧化碳，二氧化碳與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣，該白色渾濁為碳酸鈣，加入鹽酸

有二氧化碳產(chǎn)生，而不是析出Ca(OH)2固體，故A錯(cuò)誤；B、b極是陰極，水電

離產(chǎn)生的氫離子放電生成氫氣，而不是氫氧根離子放電，生成氧氣，故