知識(shí)清單19 電解池 金屬的腐蝕與防護(hù)（教師版） 2025年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)知識(shí)清單

知識(shí)清單19電解池金屬的腐蝕與防護(hù)知識(shí)點(diǎn)01電解池的工作原理知識(shí)點(diǎn)02電解原理的應(yīng)用知識(shí)點(diǎn)03金屬的腐蝕與防護(hù)

知識(shí)點(diǎn)01電解池的工作原理1．電解和電解池(1)電解：使電流通過(guò)電解質(zhì)溶液(或熔融電解質(zhì))而在陽(yáng)極、陰極引起氧化還原反應(yīng)的過(guò)程。(2)電解池：將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置(也稱電解槽)。(3)電極名稱及反應(yīng)類型陰極：與電源負(fù)極相連的電極，發(fā)生還原反應(yīng)；陽(yáng)極：與電源正極相連的電極，發(fā)生氧化反應(yīng)。(4)電解池的構(gòu)成條件①直流電源；②兩個(gè)電極；③電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)；④形成閉合回路。2．電解池的工作原理接通外界電源后，電子從電源的負(fù)極沿導(dǎo)線流入電解池的陰極，然后電解質(zhì)溶液中的陰、陽(yáng)離子發(fā)生定向移動(dòng)形成內(nèi)電路，電子再?gòu)碾娊獬氐年?yáng)極流出，并沿導(dǎo)線流回電源的正極。(1)與電源正極相連的電極為陽(yáng)極，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)；與電源負(fù)極相連的電極為陰極，陰極發(fā)生還原反應(yīng)。(2)電子流向：負(fù)極→陰極、陽(yáng)極→正極。(3)離子的移動(dòng)方向：陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)。3．電解規(guī)律(1)陽(yáng)極產(chǎn)物的判斷①活性電極(除Au、Pt以外的金屬材料作電極)，電極材料失電子，生成金屬陽(yáng)離子。②惰性電極(Pt、Au、石墨)，要依據(jù)陰離子的放電順序加以判斷。陰離子的放電順序：活潑電極＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根離子。S2－、I－、Br－、Cl－放電，產(chǎn)物分別是S、I2、Br2、Cl2；若OH－放電，則得到H2O和O2。(2)陰極產(chǎn)物的判斷直接根據(jù)陽(yáng)離子放電順序進(jìn)行判斷。陽(yáng)離子放電順序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋。①若金屬陽(yáng)離子(Fe3＋除外)放電，則得到相應(yīng)金屬單質(zhì)；若H＋放電，則得到H2。②放電順序本質(zhì)遵循氧化還原反應(yīng)的優(yōu)先規(guī)律，即得(失)電子能力強(qiáng)的離子先放電。(3)惰性電極電解電解質(zhì)溶液的產(chǎn)物判斷(圖示)4．電解后電解質(zhì)溶液的復(fù)原需加適量的某物質(zhì)，該物質(zhì)可以是陰極與陽(yáng)極產(chǎn)物的化合物。例如惰性電極電解CuSO4溶液，要恢復(fù)原溶液的濃度，可向電解后的溶液中加入CuO，也可以加入CuCO3，但不能加入Cu(OH)2，因?yàn)镃u(OH)2與生成的H2SO4反應(yīng)后使水量增加。使電解后的溶液恢復(fù)原狀的方法：先讓析出的產(chǎn)物(氣體或沉淀)恰好完全反應(yīng)，再將其化合物投入電解后的溶液中即可。如：①NaCl溶液：通HCl氣體(不能加鹽酸)；②AgNO3溶液：加Ag2O固體(不能加AgOH)；③CuCl2溶液：加CuCl2固體；④KNO3溶液：加H2O；⑤CuSO4溶液：加CuO或CuCO3[不能加Cu2O、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3]。(1)電解CuCl2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(×)錯(cuò)因：Cl2在陽(yáng)極生成。(2)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(√)(3)電解鹽酸、硫酸溶液等，H＋放電，溶液的pH逐漸增大(×)錯(cuò)因：電解鹽酸，pH變大；電解硫酸溶液，實(shí)際是電解水，pH變小。(4)用Cu作電極電解鹽酸可發(fā)生Cu＋2H＋eq\o(=,\s\up7(電解))Cu2＋＋H2↑(√)(5)電解池中的氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)不一定同時(shí)發(fā)生(×)錯(cuò)因：電解池中的陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，二者同時(shí)進(jìn)行。(6)陽(yáng)極失去的電子經(jīng)過(guò)直流電源，流向陰極(×)錯(cuò)因：陽(yáng)極失去的電子流向直流電源的正極，電子不能通過(guò)直流電源內(nèi)部的離子導(dǎo)體，直流電源的負(fù)極失去電子流向陰極。(7)電解池中的電解質(zhì)可能是熔融狀態(tài)或固體電解質(zhì)(√)提示：電解質(zhì)溶液、熔融狀態(tài)的電解質(zhì)、固體電解質(zhì)均是離子導(dǎo)體。(8)電解池中的陽(yáng)極和直流電源中的負(fù)極均發(fā)生氧化反應(yīng)(√)提示：電解池中的陽(yáng)極和直流電源中的負(fù)極均失去電子。(9)Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑能設(shè)計(jì)成電解池(√)提示：電解池是把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，所以不論自發(fā)、不自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)理論上均可設(shè)計(jì)成電解池；如用Zn作陽(yáng)極、惰性電極作陰極，電解硫酸溶液，電池反應(yīng)即為上述反應(yīng)。(10)陽(yáng)極不管是什么材料，電極本身都不反應(yīng)(×)錯(cuò)因：陽(yáng)極如果是活性電極，電極本身參加反應(yīng)。(11)用惰性電極電解飽和食鹽水一段時(shí)間后，加入鹽酸可使電解質(zhì)溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)(×)錯(cuò)因：電解飽和食鹽水，兩極產(chǎn)生H2和Cl2，因此通入HCl氣體即可使電解質(zhì)溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)。(12)電解池工作時(shí)電子從電源的負(fù)極流出，流入陰極通過(guò)溶液到陽(yáng)極，然后從陽(yáng)極流出，流回電源正極(×)錯(cuò)因：電子不能通過(guò)電解質(zhì)溶液。一、電解池的工作原理(1)如圖所示為一電解池裝置，A、B都是惰性電極，電解質(zhì)溶液c是飽和NaCl溶液，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，同時(shí)在U形管兩邊各滴入幾滴酚酞試劑，試判斷：①a電極是正極(填“正”或“負(fù)”)，B電極是陰極(填“陰”或“陽(yáng)”)B極(填“A”或“B”)附近酚酞試液顯紅色。③檢驗(yàn)A電極上產(chǎn)物的方法是把濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙放在A電極附近，試紙變藍(lán)，則證明A電極上的產(chǎn)物為氯氣。(2)電解質(zhì)溶液通電時(shí)，一定會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)嗎？為什么？一定發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。因?yàn)樵陔娊獬氐年帢O、陽(yáng)極分別發(fā)生還原反應(yīng)和氧化反應(yīng)，發(fā)生了電子的轉(zhuǎn)移，生成了新物質(zhì)，所以電解質(zhì)溶液通電時(shí)一定有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生。二、電解規(guī)律及電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)1．用惰性電極電解不同類型電解質(zhì)溶液(1)電解水型實(shí)例電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式電解質(zhì)溶液濃度復(fù)原方法H2SO4陰極：2H＋＋2e－=H2↑陽(yáng)極：2H2O－4e－=4H＋＋O2↑總反應(yīng)式：2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2H2↑＋O2↑增大加水(2)電解電解質(zhì)型實(shí)例電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式電解質(zhì)溶液濃度復(fù)原方法HCl陰極：2H＋＋2e－=H2↑陽(yáng)極：2Cl－－2e－=Cl2↑總反應(yīng)式：2HCleq\o(=,\s\up7(電解))H2↑＋Cl2↑減小通入HClCuCl2陰極：Cu2＋＋2e－=Cu陽(yáng)極：2Cl－－2e－=Cl2↑總反應(yīng)式：CuCl2eq\o(=,\s\up7(電解))Cu＋Cl2↑加CuCl2固體(3)電解質(zhì)和水均參與電解型實(shí)例電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式電解質(zhì)溶液濃度復(fù)原方法NaCl、KCl(放H2生堿)陽(yáng)極：2Cl－－2e－=Cl2↑陰極：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－總反應(yīng)式：2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))Cl2↑＋H2↑＋2OH－減小并生成新電解質(zhì)通入HCl氣體CuSO4(放O2生酸)陽(yáng)極：2H2O－4e－=4H＋＋O2↑陰極：Cu2＋＋2e－=Cu總反應(yīng)式：2Cu2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2Cu＋O2↑＋4H＋減小并生成新電解質(zhì)加CuO2．按要求書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式：(1)用惰性電極電解MgCl2溶液陽(yáng)極反應(yīng)式：_______________________；陰極反應(yīng)式：________________________；總反應(yīng)離子方程式：______________________________________。(2)以鋁材為陽(yáng)極，電解H2SO4溶液，鋁材表面形成氧化膜陽(yáng)極反應(yīng)式：______________________；陰極反應(yīng)式：__________________________；總反應(yīng)方程式：_________________________________________。(3)電解MnSO4溶液可制備MnO2，其陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)________________________。(4)將用燒堿吸收H2S后所得的溶液加入如圖所示的電解池的陽(yáng)極區(qū)進(jìn)行電解。電解過(guò)程中陽(yáng)極區(qū)發(fā)生如下反應(yīng)：S2－－2e－=S；(n－1)S＋S2－=Seq\o\al(2－,n)。①寫(xiě)出電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式：____________________________________。②電解后陽(yáng)極區(qū)的溶液用稀硫酸酸化得到硫單質(zhì)，其離子方程式為_(kāi)______________________。(5)鈰元素(Ce)是鑭系金屬中自然豐度最高的一種，常見(jiàn)有＋3、＋4兩種價(jià)態(tài)。霧霾中含有大量的污染物NO，可以被含Ce4＋的溶液吸收，生成NOeq\o\al(－,2)、NOeq\o\al(－,3)(二者物質(zhì)的量之比為1∶1)?？刹捎秒娊夥▽⑸鲜鑫找褐械腘Oeq\o\al(－,2)轉(zhuǎn)化為無(wú)毒物質(zhì)，同時(shí)再生成Ce4＋，其原理如圖所示。①Ce4＋從電解槽的________(填字母)口流出，電極反應(yīng)式：________________。②寫(xiě)出陰極的電極反應(yīng)式：_______________________________________________________。答案：(1)2Cl－－2e－=Cl2↑Mg2＋＋2H2O＋2e－=H2↑＋Mg(OH)2↓Mg2＋＋2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))Mg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑(2)2Al－6e－＋3H2O=Al2O3＋6H＋2H＋＋2e－=H2↑2Al＋3H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))Al2O3＋3H2↑(3)Mn2＋＋2H2O－2e－=MnO2↓＋4H＋(4)①2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－②Seq\o\al(2－,n)＋2H＋=(n－1)S↓＋H2S↑(5)①aCe3＋－e－=Ce4＋②2NOeq\o\al(－,2)＋8H＋＋6e－=N2↑＋4H2O解析：(5)①Ce4＋在陽(yáng)極生成，從a口流出。②NOeq\o\al(－,2)轉(zhuǎn)化為無(wú)毒物質(zhì)，則NOeq\o\al(－,2)在陰極得電子，轉(zhuǎn)化為N2，由得失電子守恒、電荷守恒可得陰極電極反應(yīng)式。知識(shí)點(diǎn)02電解原理的應(yīng)用1．氯堿工業(yè)(1)電極反應(yīng)陽(yáng)極：2Cl－－2e－=Cl2↑(反應(yīng)類型：氧化反應(yīng))；陰極：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－(反應(yīng)類型：還原反應(yīng))。檢驗(yàn)陽(yáng)極產(chǎn)物的方法是用濕潤(rùn)的KI-淀粉試紙靠近陽(yáng)極，若試紙變藍(lán)，證明生成了Cl2。電解時(shí)向食鹽水中滴加酚酞，陰極附近溶液變紅，說(shuō)明該電極附近產(chǎn)生的物質(zhì)為NaOH。(2)電解方程式化學(xué)方程式：2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；離子方程式：2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2OH－＋H2↑＋Cl2↑。(3)陽(yáng)離子交換膜法電解飽和食鹽水示意圖①陽(yáng)離子交換膜的作用阻止OH－進(jìn)入陽(yáng)極室與Cl2發(fā)生副反應(yīng)：2NaOH＋Cl2=NaCl＋NaClO＋H2O；阻止陽(yáng)極產(chǎn)生的Cl2和陰極產(chǎn)生的H2混合發(fā)生爆炸。②a、b、c、d加入或取出的物質(zhì)分別是飽和食鹽水、稀NaOH溶液、稀食鹽水、濃NaOH溶液；X、Y分別為Cl2、H2。2．電鍍(1)電鍍的概念：利用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的加工工藝。(2)電鍍的主要目：使金屬增強(qiáng)抗腐蝕能力，增加表面硬度和美觀(3)電鍍池的構(gòu)成陽(yáng)極：鍍層金屬浸入電鍍液中與直流電源的正極相連作陽(yáng)極；陰極：待鍍金屬制品與直流電源的負(fù)極相連作陰極；電鍍液：含有鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液；特點(diǎn)：電鍍時(shí)，電解質(zhì)溶液的濃度保持不變；陽(yáng)極減少的質(zhì)量和陰極增加的質(zhì)量相等；陽(yáng)極失電子總數(shù)和陰極得電子總數(shù)相等。3．電冶金(1)電解精煉銅①電極材料：陽(yáng)極為粗銅，陰極為純銅。②電解質(zhì)溶液：含Cu2＋的鹽溶液。③電極反應(yīng)式陽(yáng)極：Zn－2e－=Zn2＋、Fe－2e－=Fe2＋、Ni－2e－=Ni2＋、Cu－2e－=Cu2＋；陰極：Cu2＋＋2e－=Cu。④陽(yáng)極泥的形成粗銅中不活潑的雜質(zhì)(金屬活動(dòng)性順序中位于銅之后的銀、金等)在陽(yáng)極難以失去電子，當(dāng)陽(yáng)極上的銅失去電子變成離子之后，它們以金屬單質(zhì)的形式沉積于電解槽的底部，成為陽(yáng)極泥。(2)利用電解熔融鹽(或氧化物)的方法來(lái)冶煉活潑金屬Na、Ca、Mg、Al等?？偡匠淌疥?yáng)極、陰極反應(yīng)式冶煉鈉2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))2Na＋Cl2↑2Cl－－2e－=Cl2↑、2Na＋＋2e－=2Na冶煉鎂MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))Mg＋Cl2↑2Cl－－2e－=Cl2↑、Mg2＋＋2e－=Mg冶煉鋁2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))4Al＋3O2↑6O2－－12e－=3O2↑、4Al3＋＋12e－=4Al4．有關(guān)電解的計(jì)算(1)計(jì)算原則①陽(yáng)極失去的電子數(shù)等于陰極得到的電子數(shù)。②串聯(lián)電池中各電極上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目相等。③電源輸出的電子總數(shù)和電解池中各電極上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目相等。(2)計(jì)算方法①得失電子守恒法計(jì)算：用于串聯(lián)電路各極的電量相同等類型的計(jì)算。②總反應(yīng)式計(jì)算：根據(jù)總反應(yīng)式列比例式計(jì)算。③關(guān)系式計(jì)算：根據(jù)得失電子守恒關(guān)系建立已知量與未知量之間的橋梁，建立計(jì)算所需的關(guān)系式。以通過(guò)4mole－為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式：(式中M為金屬，n為其離子的化合價(jià)數(shù)值)(1)電解飽和食鹽水時(shí)，兩個(gè)電極均不能用金屬材料(×)錯(cuò)因：金屬材料Pt和Au都是惰性電極，兩極都可用，陰極也可用活潑金屬電極。(2)電解飽和食鹽水制堿時(shí)，用Fe作陰極可增強(qiáng)導(dǎo)電性(√)(3)工業(yè)上電解飽和食鹽水時(shí)，Na＋通過(guò)交換膜移向陽(yáng)極(×)錯(cuò)因：Na＋通過(guò)交換膜移向陰極。(4)電解飽和食鹽水制堿時(shí)，食鹽水中不能含有Ca2＋、Mg2＋等離子(√)提示：Ca2＋、Mg2＋等會(huì)與陰極產(chǎn)生的OH-生成沉淀。(5)在鍍件上電鍍銅時(shí)，鍍件應(yīng)連接電源的正極(×)錯(cuò)因：鍍件應(yīng)連接電源的負(fù)極，作電解池的陰極。(6)根據(jù)得失電子守恒可知電解精煉銅時(shí)，陽(yáng)極減少的質(zhì)量和陰極增加的質(zhì)量相等(×)錯(cuò)因：陽(yáng)極溶解的金屬還有Zn、Ni、Fe等。(7)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(×)錯(cuò)因：電鍍銅時(shí)c(Cu2＋)保持不變，電解精煉銅時(shí)c(Cu2＋)減小。(8)電解冶煉鎂、鋁通常電解熔融的MgCl2和Al2O3，也可以電解熔融的MgO和AlCl3(×)錯(cuò)因：MgO熔點(diǎn)高，熔融需要能量高；AlCl3是共價(jià)化合物，熔融時(shí)不導(dǎo)電。(9)用電解法冶煉活潑金屬時(shí)，不能電解相應(yīng)化合物的水溶液(√)(10)若把Cu＋H2SO4=CuSO4＋H2↑設(shè)計(jì)成電解池，應(yīng)用Cu作陽(yáng)極(√)(11)用Zn作陽(yáng)極，F(xiàn)e作陰極，ZnCl2作電解質(zhì)溶液，由于放電順序H＋>Zn2＋，不可能在鐵上鍍鋅(×)錯(cuò)因：溶液中H＋濃度較小，Zn2＋先放電。(12)氯堿工業(yè)中陽(yáng)離子交換膜的作用是防止H2和Cl2混合爆炸，同時(shí)避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO影響燒堿質(zhì)量(√)(13)用惰性電極電解MgCl2溶液所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))Cl2↑＋H2↑＋2OH－(×)錯(cuò)因：Mg2＋與陰極產(chǎn)生的OH-生成沉淀。(14)粗銅電解精煉時(shí)，若電路中通過(guò)2mole－，陽(yáng)極減少64g(×)錯(cuò)因：陽(yáng)極為粗銅，Zn、Fe、Ni等金屬先失去電子。(15)用銅作陽(yáng)極、石墨作陰極電解CuCl2溶液時(shí)，陽(yáng)極電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－=Cl2↑(×)錯(cuò)因：活潑金屬作陽(yáng)極時(shí)，金屬首先失電子被氧化，故陽(yáng)極反應(yīng)為Cu－2e－=Cu2＋。(16)根據(jù)得失電子守恒可知電解精煉銅時(shí)，陽(yáng)極減少的質(zhì)量和陰極增加的質(zhì)量相等(×)錯(cuò)因：電解精煉銅時(shí)，陰極析出的只有Cu，而陽(yáng)極減少的有活潑的Zn、Fe、Ni等形成陽(yáng)離子存在于溶液中，不活潑的Ag、Au等形成陽(yáng)極泥沉在底部，故兩極的質(zhì)量變化不相等。(17)電鍍過(guò)程中，溶液中離子濃度不變(√)提示：電鍍過(guò)程中陽(yáng)極質(zhì)量減輕等于陰極質(zhì)量增加，電鍍液中離子濃度保持不變。1．工業(yè)電解氧化鋁制取金屬鋁時(shí)，常加入冰晶石(Na3AlF6)，其作用是________。電解過(guò)程中還需不斷補(bǔ)充陽(yáng)極(石墨)，其原因是_________________________________________________。答案：降低熔化溫度陽(yáng)極生成的氧氣與石墨電極發(fā)生了反應(yīng)2．(1)如圖電解飽和食鹽水過(guò)程中，陽(yáng)離子交換膜的作用為只允許陽(yáng)離子通過(guò)，阻止Cl2與H2混合，防止Cl2與NaOH反應(yīng)。(2)粗銅的電解精煉示意圖如圖所示。①在粗銅的電解過(guò)程中，粗銅板應(yīng)是圖中電極c(填圖中的字母)；在電極d上發(fā)生的電極反應(yīng)為Cu2＋＋2e－=Cu。②若粗銅中還含有Au、Ag、Fe，則陽(yáng)極的電極反應(yīng)為Fe－2e－=Fe2＋、Cu－2e－=Cu2＋，粗銅中的Au、Ag的存在形式和位置為Ag、Au以單質(zhì)形式沉積在c電極的下方，形成陽(yáng)極泥，溶液中c(Cu2＋)變小(填“變大”“變小”或“不變”)。3．電鍍是材料表面處理中不可或缺的一部分，解答下列問(wèn)題：(1)鍍銅可防止鐵制品腐蝕，電鍍時(shí)用銅而不用石墨作陽(yáng)極的原因是____________________________。(2)以鋁材為陽(yáng)極，電解H2SO4溶液，鋁材表面形成氧化膜。陽(yáng)極反應(yīng)式：_________________________；陰極反應(yīng)式：_________________________；總反應(yīng)方程式：____________________________________。(3)用有機(jī)陽(yáng)離子、Al2Cleq\o\al(－,7)和AlCleq\o\al(－,4)組成的離子液體作電解液時(shí)，可在鋼制品上電鍍鋁。鋼制品應(yīng)接電源的_____極，已知電鍍過(guò)程中不產(chǎn)生其他離子且有機(jī)陽(yáng)離子不參與電極反應(yīng)，陰極反應(yīng)式為_(kāi)________________________。若改用AlCl3水溶液作電解液，則陰極產(chǎn)物為_(kāi)_______。答案：(1)用銅作陽(yáng)極可補(bǔ)充溶液中消耗的Cu2＋，保持溶液中Cu2＋濃度恒定(2)2Al－6e－＋3H2O=Al2O3＋6H＋6H＋＋6e－=3H2↑2Al＋3H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))Al2O3＋3H2↑(3)負(fù)4Al2Cleq\o\al(－,7)＋3e－=Al＋7AlCleq\o\al(－,4)H2知識(shí)點(diǎn)03金屬的腐蝕與防護(hù)1．金屬的腐蝕(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)腐蝕條件金屬與接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)不純的金屬接觸到電解質(zhì)溶液發(fā)生原電池反應(yīng)本質(zhì)M－ne－=Mn＋M－ne－=Mn＋現(xiàn)象金屬被腐蝕較活潑金屬被腐蝕區(qū)別無(wú)電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生聯(lián)系電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕普遍得多，腐蝕速率更快，危害也更嚴(yán)重②析氫腐蝕與吸氧腐蝕(以鋼鐵的腐蝕為例)類型析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜酸性較強(qiáng)水膜酸性很弱或呈中性電極反應(yīng)負(fù)極Fe－2e－=Fe2＋正極2H＋＋2e－=H2↑O2＋2H2O＋4e－=4OH－總反應(yīng)式Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2聯(lián)系吸氧腐蝕更普遍【特別提醒】鋼鐵暴露在潮濕空氣中主要發(fā)生的是吸氧腐蝕，鐵銹的形成過(guò)程中主要發(fā)生的反應(yīng)為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3,2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O(鐵銹)＋(3－x)H2O。2．金屬電化學(xué)腐蝕規(guī)律(1)對(duì)同一種金屬來(lái)說(shuō)，在不同溶液中腐蝕的快慢：強(qiáng)電解質(zhì)溶液>弱電解質(zhì)溶液>非電解質(zhì)溶液。(2)活動(dòng)性不同的兩金屬：活動(dòng)性差別越大，活動(dòng)性強(qiáng)的金屬腐蝕越快。(3)對(duì)同一種電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō)，電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕越快，且氧化劑的濃度越高，氧化性越強(qiáng)，腐蝕越快。(4)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。3．金屬的防護(hù)(1)改變金屬材料的組成在金屬中添加其他金屬或非金屬可以制成性能優(yōu)異的合金。如普通鋼中加入鎳、鉻等制成不銹鋼產(chǎn)品，鈦合金不僅具有優(yōu)異的抗腐蝕性，還具有良好的生物相容性。(2)在金屬表面覆蓋保護(hù)層在金屬表面覆蓋致密的保護(hù)層，將金屬制品與周?chē)镔|(zhì)隔開(kāi)是一種普遍采用的防護(hù)方法。如，在鋼鐵制品的表面噴涂油漆、涂礦物性油脂、覆蓋搪瓷、塑料等；電鍍鋅、錫、鉻、鎳等；利用化學(xué)方法、離子注入法、表面滲鍍等方式在金屬表面形成穩(wěn)定的鈍化膜。(3)電化學(xué)保護(hù)法金屬在發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，總是作為原電池負(fù)極(陽(yáng)極)的金屬被腐蝕，作為正極(陰極)的金屬不被腐蝕，如果能使被保護(hù)的金屬成為陰極，則該金屬就不易被腐蝕。(1)犧牲陽(yáng)極法原理：原電池原理，被保護(hù)的金屬作正極，活潑性更強(qiáng)的金屬作負(fù)極。應(yīng)用：鍋爐內(nèi)壁、船舶外殼、鋼鐵閘門(mén)安裝鎂合金或鋅塊。(2)外加電流法原理：電解池原理，被保護(hù)的金屬作為陰極，與電源的負(fù)極相連。應(yīng)用：鋼鐵閘門(mén)，高壓線鐵架，地下管道連接直流電源的負(fù)極。(1)干燥環(huán)境下，所有金屬都不能被腐蝕(×)錯(cuò)因：干燥環(huán)境下，金屬可發(fā)生化學(xué)腐蝕。(2)在潮濕空氣中，鋼鐵表面形成水膜，金屬發(fā)生的一定是吸氧腐蝕(×)錯(cuò)因：水膜酸性較強(qiáng)時(shí)，鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕。(3)銅在酸性環(huán)境下，不易發(fā)生析氫腐蝕(√)(4)在船體外嵌入鋅塊，可以減緩船體的腐蝕，屬于犧牲陰極的保護(hù)法(×)錯(cuò)因：應(yīng)該是犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法——原電池原理。(5)外加電流的陰極保護(hù)法是將被保護(hù)金屬接在直流電源的正極(×)錯(cuò)因：外加電流的陰極保護(hù)法中，被保護(hù)金屬應(yīng)接電源的負(fù)極。(6)電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕的速率大得多(√)提示：電化學(xué)腐蝕是金屬作原電池的負(fù)極而被加速腐蝕。(7)鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕中都是鐵作負(fù)極(√)提示：鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕中都是活潑金屬鐵作負(fù)極。(8)鋼鐵設(shè)備與金屬銅捆綁即可被保護(hù)(×)錯(cuò)因：鋼鐵設(shè)備作為原電池的正極才能被保護(hù)。(9)把金屬鉻、鎳等加入普通鋼中能增強(qiáng)鋼鐵的耐腐蝕性(√)提示：鋼鐵中加入金屬鉻、鎳等形成不銹鋼。