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文檔簡介

1、電化學原理及應用考點一:原電池1.原電池的基本概念(1)原電池:將化學能轉化為電能的裝置。(2)原電池的電極 負極:電子流出活動性較強發(fā)生氧化反應 正極:電子流入活動性較弱發(fā)生還原反應(3)形成原電池的基本條件 能發(fā)生氧化還原反應。 具有活動性不同的兩個電極(金屬和金屬或金屬與非金屬)。 形成閉合回路或在溶液中相互接觸。2.原電池的工作原理左邊燒杯中鋅片上的Zn原子失去電子被氧化為Zn2+進入溶液,電子通過導線流向銅片;右邊燒杯中溶液里的Cu2+從通篇上得到 電子被還原為Cu。左邊燒杯中Zn轉化為Zn2+使溶液正電性增強,右邊燒杯中Cu2+轉化為Cu使溶液負電性增強,鹽橋中的Cl-會移向ZnS

2、O4溶液,K+會移向CuSO4溶液,使ZnSO4溶液和CuSO4溶液保持中性。上圖所示的裝置就是一個電荷定向流動的閉合回路,電荷定向流動形成電流。該裝置將Zn、Cu2+的化學能通過氧化還原反應轉換成了電能。電極名稱負極正極電極材料ZnCu電極反應Zn-2e-Zn2+Cu2+2e-Cu反應類型氧化反應還原反應電子流向由負極沿導線流向正極電池反應式Zn+CuSO4Cu+ZnSO4化學方程式Zn+Cu2+Zn2+Cu離子方程式注意: (1)一般條件下,較活潑的金屬材料作負極,失去電子,電子經外電路流向正極,再通過溶液中的離子形成的內電路構成環(huán)路。在原電池中,電極可能與電解質反應,也可能不與電解質反應

3、;不發(fā)生反應的可以看做金屬發(fā)生吸氧腐蝕。閉合回路的形成也有多種方式,可以是導線連接兩個電極,也可以是兩個電極接觸。(2)在原電池中,電流的流動方向與電子流動方向相反。(3)原電池的判定:一看有無外接電源,若有外接電源則為電解池,若無外接電源則可能為原電池;二看電極是否用導線相連并與電解質溶液形成閉合回路;三看電極與電解質溶液是否能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應。3.原電池的表示-ZnZnSO4CuSO4Cu(+)考點二:常見的化學電池1.干電池普通鋅錳電池堿性鋅錳電池裝置電極反應負極:Zn-2e-Zn2+正極:2NH4+2MnO2+2e-2NH3+Mn2O3+H2O總反應:Zn+2NH4+2MnO2Z

4、n2+2NH3+Mn2O3+H2O負極:Zn+2OH-2e-Zn(OH)2正極:2MnO2+2H2O+2e-2MnOOH+2OH-總反應:Zn+2MnO2+2H2O2MnOOH+ Zn(OH)2特點優(yōu)點:制作簡單,價格便宜缺點:新電池會發(fā)生自動放電,使存放時間縮短,放點后電壓下降較快優(yōu)點:克服了普通鋅錳電池的缺點,單位質量所輸出的電能多且存儲時間長,適用于大電流和連續(xù)放點2.銀鋅電池負極:Zn+2OH-2e-Zn(OH)2正極:Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-總反應:Zn+Ag2O+H2OZn(OH)2+2Ag3.鉛蓄電池(可充電電池)(1)放電時的電極反應 負極:Pbs+SO42-(

5、aq) -2e-PbSO4(s) (氧化反應) 正極:PbO2s+4H+aq+SO42-aq+2e-PbSO4s+2H2O(l) (還原反應) 總反應:Pbs+PbO2s+2H2SO4(aq)2PbSO4s+2H2O(l)(2)充電時的電極反應 陰極:PbSO4s+2e-Pbs+SO42-(aq) (還原反應) 陽極:PbSO4s+2H2Ol-2e-PbO2s+4H+aq+SO42-(aq) (氧化反應) 總反應:2PbSO4s+2H2OlPbs+PbO2s+H2SO4(aq)注意:(1)充電電池是即能將化學能轉化為電能(放電)又能將電能轉化為化學能(充電)的一類特殊電池,充電、放點不能理解為

6、可逆反應。連接(2)書寫電極方程時必須先識別是“充電”還是“放電”。(3)電極的連接方式放點負極:氧化反應還原反應:陰極正極:還原反應氧化反應:陽極充電電源(+)()連接4.燃料電池燃料電池是一種連續(xù)地將燃料與氧化劑的化學能直接轉化為電能的化學電池。如氫氧燃料電池:裝置電池總反應2H2+O22H2O介質酸性負極:2H2-4e-4H+正極:O2+4H+4e-2H2O中性負極:2H2-4e-4H+正極:O2+2H2O+4e-4OH-堿性負極:2H2+4OH-4e-4H2O正極:O2+2H2O+4e-4OH-燃料電池電極反應書寫的注意事項(1)燃料電池的負極是可燃性氣體,失去電子發(fā)生氧化反應;正極多

7、為氧氣或空氣,得到電子發(fā)生還原反應,可根據電荷守恒來配平。(2)燃料電池的電極不參與反應,有很強的催化活性,起導電作用。(3)燃料電池的電極反應中,酸性溶液中不能出現OH-,堿性溶液中不能出現H+;水溶液中不能出現O2-,而熔融電解質中O2被還原為O2-。(4)正負兩極的電極反應在得失電子守恒的前提下,相加后的電池反應必然是燃料燃燒反應和燃燒產物與電解質溶液反應的疊加??键c三:電解原理及應用1.電解:使電流通過電解質溶液而在陰、陽兩極引起氧化還原反應的過程。2.電解池(1)定義:借助于電流引起氧化還原反應的裝置,也就是把電能轉化為化學能的裝置。(2)陰極與陽極 陽極:與電源正極相連的電極叫陽極

8、,發(fā)生氧化反應。 陰極:與電源負極相連的電極叫陰極,發(fā)生還原反應。(3)電解池構成的條件與直流電源相連的兩個電極:陰極和陽極;電解質溶液(或熔融電解質);形成閉合回路。(4)電解池的工作原理如圖表示的是一個電解池,按此方法對CuCl2溶液進行電解,電解的化學反應原理如下:在CuCl2溶液中,CuCl2和H2O發(fā)生如下電離:CuCl2=Cu2+2Cl- H2OOH-+H+。所以CuCl2溶液中存在Cu2+、Cl-、OH-、H+四種離子。 通電之前這些離子呈自由移動狀態(tài)。通電后,有電子由直流電源的負極流向電解池的陰極,使負極顯負電性,有電子由電解池的陽極直流電源的正極,使陽極顯正電性,在電源作用下

9、,Cu2+和H+移向陰極,Cl-和OH-移向陽極。 Cu2+比H+氧化性強,Cu2+在陰極上得到電子被還原為Cu; Cl-比OH-還原性強,Cl-在陽極上失去電子被氧化為Cl2。Cl-失去的電子流向直流電源的正極。有關的化學反應如下:陰極反應式:Cu2+2e-Cu 還原反應 陽極反應式:2Cl-2e-Cl2 氧化反應化學方程式:CuCl2Cu+Cl2 離子方程式:Cu2+2Cl-Cu+Cl2說明:在電解池的電極中,用C(石墨)、Au、Pt等極不活潑的材料制作的電極叫做惰性電極,它不能發(fā)生化學反應;用Ag、Cu、Fe等活潑或較活潑材料制作的電極叫活潑電極,當它做電解池的的陽極時會發(fā)生氧化還原反應

10、。(5)電解質離子的放電順序用惰性電極電解電解質溶液時,由于電解質溶液里往往含有多種陽離子和多種陰離子,所以要判斷出離子放電(離子發(fā)生氧化反應或還原反應)的順序,以便確定發(fā)生化學反應的離子。常見的離子的放電順序如下:陽離子的放電順序:Ag+Cu2+H+Na+K+ (實際上是離子的氧化性順序)陰離子的放電順序:I-Br-Cl-OH- 常見的含氧酸根離子(實際上是離子的還原性順序)3.電解原理的應用(1)電解飽和食鹽水制取燒堿、氯氣和氫氣 陽極(石墨):2Cl-2e-Cl2 氧化反應 陰極(鐵或石墨):2H+2e-H2 還原反應 總反應:2NaCl+2H2O電解2NaOH+Cl2+H2(2)電解法

11、精煉銅粗銅做陽極,和外加電源的正極相連,純銅做陰極,和外加電源的負極相連。用硫酸銅或硝酸銅溶液做電解質溶液。 陽極(粗銅):Cu-2e-Cu2+(Fe-2e-Fe2+、Zn-2e-Zn2+、Ni-2e-Ni2+等) 陰極(純銅):Cu2+2e-Cu注意:粗銅中不活潑的雜質(金屬活動性順序中位于銅之后的金、銀等),在陽極上難以失去電子變成陽離子,當陽極上的銅失去電子變成離子后,它們以金屬單質的形式沉積于電解槽的底部,稱為陽極泥。活潑的金屬(金屬活動性順序中位于銅之前的鐵、鎳等),當銅在陽極不斷溶解時,它們也同時失去電子變成陽離子,但它們的陽離子比銅離子難還原,故不能在陰極獲得電子而析出,只能留在

12、電解液中。通過電解在陰極得到純度很高的金屬銅。(3)電鍍 鍍層金屬或惰性電極作陽極,和外加電源的正極相連;鍍件金屬作陰極,和外接電源的負極相連。選擇含有鍍層金屬離子的溶液作電鍍液。若鍍層金屬作陽極,電鍍過程中溶液中的陽離子濃度不變;若用惰性電極作陽極,電鍍過程中溶液中的陽離子濃度變小。實例電鍍銅陽極(銅片):Cu-2e-Cu2+陰極(待鍍鐵件):Cu2+2e-Cu 電解飽和食鹽水 銅的精煉 電鍍(4)電解冶煉金屬電解熔融NaCl制取金屬鈉 NaCl在高溫下熔融,并發(fā)生電離:NaClNa+Cl-通直流電后,陰極:2Na+2e-2Na 陽極:2Cl-2e-Cl2 總反應: NaCl(熔融)電解2N

13、a+Cl2電解熔融MgCl2制取金屬鎂 陰極:Mg2+2e-Mg 陽極:2Cl-2e-Cl2 總反應:MgCl2(熔融)電解Mg+Cl2電解熔融Al2O3制取金屬鋁陰極:4Al3+12e-4Al 陽極:6O2-12e-O2 總反應:2Al2O3(熔融)電解4Al+3O2考點四:金屬的腐蝕與防護1.金屬的腐蝕(1)金屬腐蝕是指金屬或合金跟周圍接觸到的化學物質發(fā)生化學反應而腐蝕損耗的過程。(2)金屬腐蝕的實質 金屬失去電子而被損耗M-ne-Mn+(M表示金屬)(3)金屬腐蝕的類型化學腐蝕電化學腐蝕吸氧腐蝕析氫腐蝕條件金屬或合金直接與具有腐蝕性的化學物質接觸發(fā)生氧化還原反應而消耗不純金屬或合金與酸性

14、極弱(或中性)的電解質溶液接觸發(fā)生原電池反應而消耗的過程不純金屬或合金與酸性較強的電解質溶液接觸發(fā)生原電池反應而消耗的過程現象無電流產生有微弱電流產生腐蝕對象金屬較活潑金屬聯(lián)系化學腐蝕與電化學腐蝕往往同時發(fā)生,電化學腐蝕更普遍舉例Fe+3Cl22FeCl3負極:2Fe-4e-2Fe2+正極:O2+2H2O+4e-4OH-負極:Fe-2e-Fe2+正極:2H+2e-H2注意:(1)判斷一種金屬腐蝕是否為電化學腐蝕,應看是否符合原電池的構成條件:活潑性不同的兩個電極、電解質溶液、構成閉合回路且能自發(fā)進行氧化還原反應。(2)金屬發(fā)生電化學腐蝕時,是屬于吸氧腐蝕還是屬于析氫腐蝕,取決于電解質溶液的酸性

15、強弱。2.金屬腐蝕的防護(1)改變金屬的內部組織結構例如把鉻、鎳等加入普通鋼制成不銹鋼(2)在金屬表面覆蓋保護層:在金屬表面覆蓋致密的保護層,從而使金屬制品跟周圍物質隔離開來,這是一種普遍采用的防護方法。(3)電化學防護犧牲陽極的陰極保護法(原電池原理):形成原電池時,被保護金屬作為正極,不反應受保護;活潑金屬作為負極,發(fā)生反應受到腐蝕,負極要定期更換。如船殼上釘上鋅塊。外加電流的陰極保護法(電解池原理):將被保護的金屬與另一附加電極作為電解池的兩個極,被保護的金屬作為陰極,在外加直流電的作用下使陰極得到保護。主要用來保護土壤、海水以及水中的金屬設備。題型一:原電池工作原理及正、負極的判斷1.

16、原電池的工作原理2.原電池正負極的判斷總原則:負極上發(fā)生氧化反應,正極上發(fā)生還原反應;負極上有電子流出,正極上有電子流入,陽離子向正極定向移動,陰離子向負極定向移動。(1)根據組成電極的材料判斷:一般活動性較強的金屬作負極;活動性較弱的金屬或能導電的非金屬作正極。(2)根據電子的流動方向判斷:在原電池中,電子流出的一極是負極,電子流入的一極是正極。(3)根據原電池內離子的定向移動方向判斷:在原電池電解質溶液中,陽離子向正極移動,陰離子向負極移動。(4)根據原電池兩極發(fā)生的變化來判斷:負極上發(fā)生氧化反應;正極上發(fā)生還原反應。(5)根據顯像判斷:溶解的一極作負極;質量增加或放出氣體的一極作正極。(

17、6)若兩極都是惰性電極(如燃料電池),則可以通過電池反應來分析。如堿性甲醇燃料電池,其總反應為2CH3OH+3O2+4KOH2K2CO3+6H2O,由于CH3OH被氧化,則通入甲醇的一極為負極,通入氧氣的一極為正極。例1: 下列關于下圖所示原電池的說法正確的是()A.當a為Cu,b為含有碳雜質的Al,c為稀硫酸時,b極上觀察不到氣泡產生B.當a為石墨,b為Fe,c為濃硫酸時,不能產生連續(xù)的穩(wěn)定電流C.當a為Mg,b為Al,c為NaOH溶液時,根據現象可推知Al的活動性強于Mg的D.當a為石墨,b為Cu,c為FeCl3溶液時,a、b之間沒有電流通過思路分析:本題從不同角度考查對原電池原理、構成條

18、件的理解。在分析原電池試題時一定要注意電解質溶液對電極反應或所產生的現象的影響。解析:答案為BA項,因為b為含有碳雜質的Al,C、Al、稀硫酸可構成原電池,溶液中的H+在該極上獲得電子而產生H2,所以在b極上可觀察到氣泡產生。B項,開始時,能形成原電池,有短暫的電流產生,但Fe被濃硫酸鈍化后,鐵表面生成致密的氧化膜,內部的鐵不再失去電子而不能形成電流。C項,由于Al可與NaOH溶液反應,所以Al為原電池的負極,實際上,Mg的活動性強于Al的,故不能據此判斷Al的活動性強于Mg的。D項,Cu能與FeCl3發(fā)生氧化還原反應,形成原電池而產生電流。例2:用銅片、銀片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3

19、溶液、導線和鹽橋(裝有瓊脂KNO3的U形管)構成一個原電池。以下有關該原電池的敘述正確的是( )。在外電路中,電流由銅電極流向銀電極 正極反應為:Ag+e-=Ag實驗過程中取出鹽橋,原電池仍繼續(xù)工作將銅片浸入AgNO3溶液中發(fā)生的化學反應與該原電池反應相同A: B: C: D: 注:判斷原電池電極時,不能僅依靠金屬的活動性來判斷,根據反應的具體情況,結合電解質溶液綜合考慮,如冷的濃硝酸作為電解質溶液,鐵或鋁與銅作電極時,鐵或鋁在冷的濃硝酸中鈍化,活動性較弱的銅與濃硝酸發(fā)生氧化還原反應,作為負極;再如NaOH溶液作為電解質溶液,鎂與鋁作為電極時,因為鋁能與NaOH溶液反應,作為負極,而活動性較強

20、的鎂作為正極。題型二:原電池原理的應用1.比較不同金屬的活動性強弱根據原電池原理可知,在原電池反應過程中,一般活動性強的金屬作負極,而活動性較弱(或石墨)的金屬作正極?,F有兩種金屬A和B,用導線將A和B連接后,插入稀硫酸中,一段時間后,觀察到A極溶解,而B極上有氣體放出,說明在原電池工作過程中,A失去電子作負極,B作正極,則金屬活動性:AB。2.加快化學反應速率如Zn與稀硫酸反應制取氫氣時,可向溶液中滴加少量的硫酸銅溶液,形成ZnCu原電池,使產生氫氣的速率增大。3.用于金屬防護如要保護鐵制閘門,可用導線將其與鋅塊相連,使鋅塊作負極,鐵制閘門作正極,從而使鐵制閘門受到保護。4.設計化學電源設計

21、化學電源時要緊扣構成原電池的條件,首先將已知氧化還原反應拆分為兩個半反應,然后根據原電池的電極反應特點,結合兩個半反應找出正、負極材料(負極是失電子的物質,正極用比負極活動性差的金屬或導電的非金屬)及電解質溶液。注:如果兩個半反應分別在兩個容器中進行,中間用鹽橋連接,則個容器中的電解質溶液分別含有與相應電極材料相同陽離子的鹽溶液。如在鋅稀硫酸銅構成的原電池中,負極鋅應插入含有Zn2+的電解質溶液中,而正極銅應插入含有Cu2+的電解質溶液中。例3 M、N、P、E四種金屬: (1)M+N2+N+M2+; (2)M、P用導線連接放入硫酸氫鈉溶液中,M表面有大量氣泡逸出; (3)N、E用導線連接放入E

22、的硫酸溶液中,電極反應為E2+2e-E,N-2e-N2+。四種金屬的還原性由強到弱順序是( ) A.PMNE B.ENMP C.PNME D.EPMN例4利用反應2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2,設計一個原電池裝置。(1)在下面左邊方框中畫出簡易裝置圖,標明電極材料和電解質溶液。(2)上述簡易裝置的效率不高,電流在短時間內就會衰減。為解決以上問題,常將原電池設計成帶鹽橋的裝置,畫出該原電池裝置,標明電極材料和電解質溶液。(3)在下面橫線上寫出電極反應式。負極:_。正極:_。注:原電池設計類試題的解題思路:(1)利用氧化還原反應知識判斷試題給總反應中的氧化反應、還原反應;(2)選擇合適的

23、電極材料和電解質溶液;(3)畫出原電池裝置圖。畫圖時應注意:電極材料和導線的粗細差異;電解質溶液也要畫出;簡易裝置圖和帶鹽橋裝置圖的區(qū)別。拓展題1:含乙酸鈉和對氯酚()的廢水可以利用微生物電池除去,其原理如下圖所示,下列說法正確的是( )。A:電極B是電池的正極B:H+向A極移動C: B極的電極反應式:CH3COO-+8e-+5H2O2HCO3-+11H+D: 此電池可以在高溫下工作題型三:電解原理1.電解池陰、陽極的判斷(1)由電源的正、負極判斷:與電源負極相連的是電解池的陰極;與電源正極相連的是電解池的陽極。(2)由電極現象確定:通常情況下,在電解池中某一電解若不斷溶解或質量不斷減少,則該

24、電極發(fā)生氧化反應,為陽極;某一電極質量不斷增加或電極質量不變,則該電極上發(fā)生還原反應,為陰極。(3)由反應類型判斷:失去電子發(fā)生氧化反應的是陽極;得到電子發(fā)生還原反應的是陰極。2.電解產物的判斷(1)陽極產物的判斷 若陽極由活性材料(除Pt、Au外的其它金屬)做成,則陽極反應是陽極金屬失去電子而被氧化成陽離子的反應; 若陽極由C、Pt、Au等惰性材料做成,則陽極反應是電解液中的陰離子在陽極失去電子被氧化的反應。陰離子失去電子能力大小順序為S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根離子。(2)陰極產物的判斷 陰極反應一般是溶液中陽離子得到電子的還原反應,陽離子得到電子的能力的大小順序為Ag+Hg2+F

25、e3+Cu2+H+Pb2+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+Ca2+K+(最后5個只在熔融狀態(tài)下放點)注意:陰極不管是什么材料,電極本身都不反應,一定是溶液(或熔融電解質)中的陽離子放電。最常用、最重要的放電順序:陽極,Cl-OH-,陰極,Ag+Cu2+H+。電解水溶液時,Al3+K+不可能在陰極放電,即不可能用電解水溶液的方法得到K、Na、Ca、Mg、Al等金屬。3.電解后電解質溶液的恢復解決電解質溶液恢復原狀的問題,可以按照下面兩個步驟進行:(1)首先確定電極產物,如果是活性電極(金屬活動性順序中位于Ag以前的金屬),則電極材料失去電子,電極溶解,溶液中的陰離子不能失去電子。如果是惰性

26、電極,則按照陰陽離子在溶液中的放電順序進行判斷。(2)恢復電解質溶液,應遵循“缺什么加什么,缺多少加多少”的原則。一般加入陰極產物與陽極產物的化合物。如用惰性電極電解CuSO4溶液,可以向電解質溶液中加入CuO,也可以加入CuCO3 。但不能加入Cu(OH)2,因為Cu(OH)2能與H2SO4反應使水的量增加。加入物質的物質的量需要根據電路中的電子守恒進行計算。例5 下列各組中,每種電解質溶液電解時只生成氫氣和氧氣的是( )AHCl、CuCl2、Ba(OH)2 BNaOH、CuSO4、H2SO4CNaOH、H2SO4、Ba(OH)2 DNaBr、H2SO4、Ba(OH)2注:分析電解池電極反應

27、和電解產物(用惰性電極時)的一般思路:分析電解質和水的電離,明確溶液中存在哪些離子。分析陰、陽離子的移動方向,明確陰、陽兩極附近有哪些離子。根據陽極發(fā)生氧化反應、陰極發(fā)生還原反應,以及氧化性、還原性的強弱順序,判斷離子發(fā)生反應的先后順序,最后分析得出產物。例6如圖所示,通電5 min后,電極5的質量增加了2.16 g,回答:(1)電源:a是_極,C池是_池。A池陽極電極反應式為_,陰極電極反應式為_。C池陽極電極反應式_,陰極電極反應式為_。(2)如果B槽中共收集到224 mL氣體(標準狀況),且溶液體積為200 mL(設電解過程中溶液體積不變),則通電前溶液中Cu2的物質的量濃度為_。(3)

28、如果A池溶液也是200 mL(電解過程中溶液體積不變),則通電后,溶液的pH為_。說明:電解前后電解質溶液酸堿性變化可以概括為“有氫無氧增堿性,有氧無氫增酸性;有氫有氧增原性,無氫無氧減原性”。即(1)電極區(qū)域:陰極H+放電產生H2,陰極區(qū)PH變大;陽極OH-放電產生O2,陽極區(qū)PH變小。(2)電解質溶液:電解過程中,即產生H2,又產生O2,實質是電解水,溶液濃度增大,因而原溶液呈酸性的PH變小,原溶液呈堿性的PH變大,原溶液呈中性的PH不變。電解過程中,無H2和O2產生,PH幾乎不變。電解過程中,只產生H2,溶液中OH-濃度增大,PH變大。電解過程中,只產生O2,溶液中H+濃度增大,PH變小

29、。題型四:金屬的電化學腐蝕1.金屬腐蝕的快慢規(guī)律【規(guī)律1】在同一電解質溶液中,金屬由快到慢的腐蝕順序:電解原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕化學腐蝕應用原電池原理有保護措施的腐蝕應用電解原理有保護措施的腐蝕?;螂娊獬仃枠O原電池負極化學腐蝕原電池正極電解池陰極?!疽?guī)律2】同一金屬在不同介質中腐蝕由快到慢的順序:強電解質溶液弱電解質溶液非電解質溶液?!疽?guī)律3】對于活動性不同的兩種金屬的合金,活動性差別越大,氧化還原反應速率越大,活潑金屬腐蝕越快?!疽?guī)律4】對同一電解質溶液,電解質溶液濃度越大,金屬腐蝕越快(鈍化除外)。【規(guī)律5】純度越高的金屬,腐蝕越慢?!疽?guī)律6】不純的金屬或合金,在潮濕空氣中腐蝕

30、的速率遠遠大于在干燥、隔絕空氣條件下的腐蝕速率。2.金屬的防護利用原電池原理和電解原理的金屬防護措施在考題中涉及較多,但無論哪種方法,都是以防止金屬失去電子被氧化為出發(fā)點設計的。金屬的電化學防護方法主要由兩種:犧牲陽極的陰極保護法(實質是利用原電池原理,將要保護的金屬作為原電池的正極保護起來)和外加電流的陰極保護法(實質是利用電解原理,將要保護的金屬作為電解池的陰極保護起來)。例7 下圖各燒杯中盛有海水,鐵在其中被腐蝕由快到慢的順序為()ABCD拓展2 如圖裝置中,在U形管底部盛有CCl4,分別在U形管兩端小心倒入飽和食鹽水和氯化銨溶液,并使a、b兩處液面相平,然后分別塞上插有生鐵絲的塞子,密

31、封好,放置一段時間后,下列有關敘述中正確的是( )。A: a處發(fā)生電化學腐蝕,b處發(fā)生化學腐蝕B: 鐵絲在兩處的腐蝕速率:aHg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+Fe2+Zn2+。(2)陽極與電源正極相連,失去電子發(fā)生氧化反應。其規(guī)律有兩個:若陽極為活性電極(除Pt、Au外的金屬作電極),電極本身失去電子被氧化,電解質溶液中的陰離子不參與電極反應;若陽極為惰性電極(Pt、Au或石墨作電極),電解質溶液中還原性強的陰離子失去電子被氧化,如S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根離子。注意:書寫電解池中電極反應時,要以實際放點的離子表示,但書寫總反應時,弱電解質要寫成分子式。如用惰性電極電解NaOH溶液,陽極發(fā)生氧化反應,電極反應為4OH-4e-2H2O+O2,陰極發(fā)生還原反應4H+4e-2H2,電極反應為,總反應為2H2O電解2H2+O2。如表所示的幾種常見元素或物質,在酸性或堿性介質中發(fā)生反應后的具體存在形態(tài)有所不同,務必記住。常見元素或物質HCO2Al堿性條件H2OCO32-OH-AlO2-酸性條件H+CO2H2OAl3+二、三池(原電池、電解池、電鍍池)的辨析比較原電池電解池電鍍池定義將化學能轉化為電能的裝置將電能轉化為化學能的專職利用電解原理在某些金屬

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