2017高考化學(xué)電化學(xué)腐蝕講義無答案

1、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(shí)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?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

2、較強(qiáng)(pH4.3)水膜酸性很弱或呈中性電極反應(yīng)負(fù)極Fe2eFe2+正極2H+2eH2O2+2H2O+4e4OH總反應(yīng)式Fe+2H+Fe2+H22Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2聯(lián)系吸氧腐蝕更普遍鐵銹的形成：4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3，2Fe(OH)3Fe2O3·xH2O(鐵銹)+(3x)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、鎳等加入普通鋼里制成不銹鋼，就大大增加了鋼鐵對(duì)各種侵蝕的抵抗力。（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，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。（3）電化學(xué)防護(hù)法犧牲陽(yáng)極的陰

3、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)，不反應(yīng)受到保護(hù)；活潑金屬作負(fù)極(陽(yáng)極)，發(fā)生反應(yīng)受到腐蝕，陽(yáng)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(gè)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)例示意圖犧牲陽(yáng)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。犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法的實(shí)驗(yàn)按如圖所示連接好裝置，往Fe電極區(qū)滴入2滴黃色K2Fe(CN)6(鐵氰化鉀)溶液(已知Fe2與Fe(CN)63反應(yīng)

4、生成帶有特征藍(lán)色的鐵氰化亞鐵沉淀：3Fe22Fe(CN)63=Fe3Fe(CN)62)，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)。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：惰性金屬或石墨。判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律(1)對(duì)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(duì)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(dòng)性不同的兩種金屬，活動(dòng)性差別越大，腐蝕速率越快。(4)對(duì)

5、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)方法的比較外加電流的陰極保護(hù)法保護(hù)效果大于犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法。例題解析1、如圖所示，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BCD2、利用如圖裝置探究鐵在海水中的電化學(xué)防護(hù)，下列說法不正確的是A若X為鋅棒，開關(guān)K置于M處，可減緩鐵的腐蝕B若X為鋅棒，開關(guān)K置于M處，鐵電極的反應(yīng)：Fe2eFe2+C若X為碳棒，開關(guān)K置于N處，可減緩鐵的腐蝕D若X為碳棒，開關(guān)K置于N處，鐵電極的反應(yīng)：2H+2eH23、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。下列說法正確的是A左管中O2得到電子，右管中H+得

6、到電子B一段時(shí)間后，左管液面低于右管液面Ca、b兩處具有相同的電極反應(yīng)式：Fe3eFe3+Da處溶液的pH增大，b處溶液的pH減小4、銅板上鐵鉚釘長(zhǎng)期暴露在潮濕的空氣中，形成一層酸性水膜后鐵鉚釘會(huì)被腐蝕，示意圖如圖所示。下列說法不正確的是A因鐵的金屬性比銅強(qiáng)，所以鐵鉚釘被氧化而腐蝕B若水膜中溶解了SO2，則鐵鉚釘腐蝕的速率變小C銅極上的反應(yīng)是2H+2eH2、O2+4e+4H+2H2OD在金屬表面涂一層油脂，能防止鐵鉚釘被腐蝕鞏固練習(xí)1、2019江蘇雙選下列說法正確的是A反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的H < 0，S >0 B地下鋼鐵管道用導(dǎo)線連接鋅塊可以減緩管道的腐蝕

7、C常溫下，KspMg(OH)2=5.6×1012，pH=10的含Mg2+溶液中，c(Mg2+)5.6×104 mol·L1D常溫常壓下，鋅與稀H2SO4反應(yīng)生成11.2 L H2，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為6.02×10232、2019新課標(biāo)支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管樁，常用外加電流的陰極保護(hù)法進(jìn)行防腐，工作原理如圖所示，其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽(yáng)極。下列有關(guān)表述不正確的是A通入保護(hù)電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零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(yáng)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、2019上海研究電

8、化學(xué)腐蝕及防護(hù)的裝置如圖所示。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是Ad為石墨，鐵片腐蝕加快Bd為石墨，石墨上電極反應(yīng)為：O2 + 2H2O + 4e 4OHCd為鋅塊，鐵片不易被腐蝕Dd為鋅塊，鐵片上電極反應(yīng)為：2H+ + 2e H24、用如圖裝置研究電化學(xué)原理，下列分析中錯(cuò)誤的是選項(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(yáng)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(shí)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(duì)原子質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)的計(jì)算、產(chǎn)物的量與

9、電量關(guān)系的計(jì)算等。2三種方法(1)根據(jù)總反應(yīng)式計(jì)算先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比例式計(jì)算。(2)根據(jù)電子守恒計(jì)算用于串聯(lián)電路中陰陽(yáng)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。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已知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4 mol e為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式：4e2Cl2(Br2、I2)O22H22Cu4AgM陽(yáng)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，熟記電極反應(yīng)式，靈活運(yùn)用關(guān)系式便能快速解答常見

10、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QI·t和Qn(e)×NA×1.60×1019C來計(jì)算電路中通過的電量。例題解析【例題1】?jī)蓚€(gè)惰性電極插入500 mL AgNO3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()A27 mg B54 mg C106 mg D216 mg【例題2】500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)0.6 mol·L1，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2.24 L氣

11、體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，假定電解后溶液體積仍為500 mL，下列說法正確的是()A原混合溶液中c(K)為0.2 mol·L1B上述電解過程中共轉(zhuǎn)移0.2 mol電子C電解得到的Cu的物質(zhì)的量為0.05 molD電解后溶液中c(H)為0.2 mol·L1鞏固練習(xí)【練習(xí)1】將兩個(gè)鉑電極插入500 mL CuSO4溶液中進(jìn)行電解，通電一定時(shí)間后，某一電極增重0.064 g(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()A4×103 mol·L1B2×103 mol·L1C1×103 mol·

12、;L1D1×107 mol·L1【練習(xí)2】用石墨作電極電解1 000 mL 0.1 mol·L1 AgNO3溶液，通電一段時(shí)間后關(guān)閉電源，測(cè)得溶液的質(zhì)量減少了13.4 g。下列有關(guān)敘述正確的是(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3.92 L氣體C電解后溶液的pH為2(假設(shè)溶液體積不變)D加入13.8 g Ag2CO3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。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

13、體體積相同。(1)甲中負(fù)極的電極反應(yīng)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(yáng)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，則圖中線表示的是_的變化；反應(yīng)結(jié)束后，要使丙裝置中金屬陽(yáng)離子恰好完全沉淀，需要_ mL 5.0 mol·L1 NaOH溶液。當(dāng)堂檢測(cè)1、南開大學(xué)化學(xué)學(xué)院教授陳軍團(tuán)隊(duì)在2019年研究出一種“可充室溫Na-二氧化碳電池”，該電池放電時(shí)的工作示意圖如圖所示，下列說法錯(cuò)誤的是A.負(fù)極的電極反應(yīng)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(dòng)C.若非水溶液換成水溶液，則兩種電池的總反應(yīng)不一樣D.充電時(shí)，多壁碳納

14、米管電極的電極反應(yīng)式為4Na+ 4e-+3CO22Na2CO3+C2、鋰錳電池反應(yīng)原理如圖所示，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。下列說法錯(cuò)誤的是A.Li為電池的負(fù)極B.電池正極反應(yīng)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.若將混合有機(jī)溶劑換成水，放電效果會(huì)更好3、直接氨硼烷(NH3·BH3)電池可在常溫下工作，裝置如圖所示。未加入氨硼烷之前，兩極室質(zhì)量相等，電池反應(yīng)為NH3·BH3+3H2O2NH4BO2+4H2O。已知兩極室中電解質(zhì)足量，下列說法正確的是A

15、.正極的電極反應(yīng)式為2H+2e-H2B.電池工作時(shí)，H+通過質(zhì)子交換膜向負(fù)極移動(dòng)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，若左右兩極室質(zhì)量差為1.9 g，則電路中轉(zhuǎn)移0.6 mol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。下列說法正確的是A.若斷開K2，接通K1，則鐵極的電極反應(yīng)式為Fe-3Fe3+B.若斷開K1，接通K2，則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.若斷開K1，接通K2，則在U形管底部可能產(chǎn)生白色沉淀D.若斷開K2，接通K1，則石墨極的電極反應(yīng)式為O2+4+2H2O4O5、常溫下，將除去表面氧化膜的Al、Cu片插入濃HNO3中組成原電

16、池(圖1)，測(cè)得原電池的電流強(qiáng)度(I)隨時(shí)間(t)的變化如圖2所示，反應(yīng)過程中有紅棕色氣體產(chǎn)生。下列說法錯(cuò)誤的是A.0t1時(shí)，原電池的負(fù)極是Al片B.0t1時(shí)，正極的電極反應(yīng)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0.3 mol電子，則負(fù)極質(zhì)量減少2.7 g6、金屬燃料電池是一類特殊的燃料電池，具有成本低、無毒無污染、比功率高等優(yōu)點(diǎn)，Al燃料電池的基本結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說法正確的是A.電池工作時(shí)，鋁離子向負(fù)極移動(dòng)，氫氧根離子向正極移動(dòng)B.金屬鋁在正極失去電子被氧化為鋁離子C.正極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O4OH-D.為提高電池效

17、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31的NaCl和H2SO4的水溶液。根據(jù)反應(yīng)產(chǎn)物，電解可明顯分為三個(gè)階段，下列敘述不正確的是A.電解的最后階段為電解水B.陽(yáng)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下圖所示。電源負(fù)極為_（填“A”或“B“），寫出陽(yáng)極的電極反應(yīng)式_。若參加反應(yīng)的O2為 1.12m 3（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則制得碳酸二甲酯的質(zhì)量為_kg。9、 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，如圖所示。電池反應(yīng)為Mg+NaClO+H

18、2OMg(OH)2+NaCl，則負(fù)極的電極反應(yīng)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(guó)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,其電池反應(yīng)為下列有關(guān)該電池放電時(shí)的說法不正確的是(    )A. 二氧化錳一石墨為電池正極B. 負(fù)極反應(yīng)式為C. 不斷由負(fù)極向正極移動(dòng)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)，其工作原理如圖所示。以

19、下說法中錯(cuò)誤的是（）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(huì)增大D.電池正極的反應(yīng)式為H2O2+2e-+2H+=2H2O3、二甲醚汽車發(fā)動(dòng)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圖所示下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是（）A. 負(fù)極上的電極反應(yīng)式CH3OCH3-12e-+3H2O2CO2+12H+B. 工作過程中，H+移向正極C. 每消耗0.5molO2就有2mole-通過離子交換膜D. 電池總反應(yīng)為2C2H6O4CO2+6H2O4、電解裝置如圖所示，電解槽內(nèi)裝有KI及淀粉溶液，中間用陰離子