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文檔簡介
2017-2021年廣東高考化學(xué)真題分類匯編之化學(xué)反應(yīng)與能量
一.選擇題(共5小題)
1.(2021?廣東)火星大氣中含有大量CO2,一種有CO2參加反應(yīng)的新型全固態(tài)電池有望為
火星探測器供電。該電池以金屬鈉為負(fù)極,碳納米管為正極,放電時()
A.負(fù)極上發(fā)生還原反應(yīng)B.CO2在正極上得電子
C.陽離子由正極移向負(fù)極D.將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
2.(2017?新課標(biāo)I)支撐海港碼頭基礎(chǔ)的防腐技術(shù),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.(2019?新課標(biāo)I)利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成,電池工作時MV2+/MV+
在電極與酶之間傳遞電子,示意圖如下所示。下列說法錯誤的是()
I?I
交換膜
A.相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨,該方法條件溫和,同時還可提供電能
B.陰極區(qū),在氫化醐作用下發(fā)生反應(yīng)H2+2MV2+—2H++2MV+
C.正極區(qū),固氮酶為催化劑,N2發(fā)生還原反應(yīng)生成NH3
D.電池工作時質(zhì)子通過交換膜由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動
4.(2020?新課標(biāo)I)科學(xué)家近年發(fā)明了一種新型Zn-C02水介質(zhì)電池。電池示意圖如圖,
電極為金屬鋅和選擇性催化材料。放電時,溫室氣體CO2被轉(zhuǎn)化為儲氫物質(zhì)甲酸等,為
解決環(huán)境和能源問題提供了一種新途徑。下列說法錯誤的是()
2
A.放電時,負(fù)極反應(yīng)為Zn-2e+4OH—Zn(OH)4'
B.放電時,ImolCCh轉(zhuǎn)化為HCOOH,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2moi
2
C.充電時,電池總反應(yīng)為2Zn(OH)4=2Zn+O2t+4OH+2H2O
D.充電時,正極溶液中01濃度升高
5.(2018?新課標(biāo)I)最近我國科學(xué)家設(shè)計了一種CO2+H2s協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置,實現(xiàn)對天然氣中
CO2和H2s的高效去除。示意圖如圖所示,其中電極分別為ZnO@石墨烯(石墨烯包裹
的ZnO)和石墨烯,石墨烯電極區(qū)發(fā)生反應(yīng)為:
①EDTA-Fe2+-e=EDTA-Fe3+
②2EDTA-Fe3++H2s=2H++S+2EDTA-Fe?+該裝置工作時,下列敘述錯誤的是()
元優(yōu)電4
+
A.陰極的電極反應(yīng):CO2+2H+2e—CO+H2O
B.協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng):CO2+H2S—CO+H2O+S
C.石墨烯上的電勢比ZnO@石墨烯上的低
D.若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需為酸性
2017-2021年廣東高考化學(xué)真題分類匯編之化學(xué)反應(yīng)與能量
參考答案與試題解析
選擇題(共5小題)
1.(2021?廣東)火星大氣中含有大量CO2,一種有CO2參加反應(yīng)的新型全固態(tài)電池有望為
火星探測器供電。該電池以金屬鈉為負(fù)極,碳納米管為正極,放電時()
A.負(fù)極上發(fā)生還原反應(yīng)B.CO2在正極上得電子
C.陽離子由正極移向負(fù)極D.將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
【考點】原電池和電解池的工作原理.
【專題】電化學(xué)專題.
【分析】原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,原電池工作時負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),正極
發(fā)生還原反應(yīng),且陽離子向正極移動,陰離子向負(fù)極移動,據(jù)此分析解答。
【解答】解:A.原電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),故A錯誤;
B.金屬鈉為負(fù)極,則CO2在正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng),故B正確;
C.原電池工作時陽離子向正極移動,故C錯誤;
D.原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,故D錯誤;
故選:Bo
【點評】本題考查原電池工作原理,涉及電極反應(yīng)、離子的移動方向等,基礎(chǔ)性強,難
度不大。
2.(2017?新課標(biāo)I)支撐海港碼頭基礎(chǔ)的防腐技術(shù),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極。下列有關(guān)表述不正確的是()
直流電源
高硅鑄鐵
海水
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
【考點】金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù).
【專題】電化學(xué)專題.
【分析】外加電流陰極保護(hù)是通過外加直流電源以及輔助陽極,被保護(hù)金屬與電源的負(fù)
極相連作為陰極,電子從電源負(fù)極流出,給被保護(hù)的金屬補充大量的電子,使被保護(hù)金
屬整體處于電子過剩的狀態(tài),讓被保護(hù)金屬結(jié)構(gòu)電位低于周圍環(huán)境,從而使得金屬腐蝕
發(fā)生的電子遷移得到抑制,避免或減弱腐蝕的發(fā)生,陽極若是惰性電極,則是電解質(zhì)溶
液中的離子在陽極失電子,據(jù)此解答。
【解答】解:A.被保護(hù)的鋼管樁應(yīng)作為陰極,從而使得金屬腐蝕發(fā)生的電子遷移得到抑
制,使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零,避免或減弱電化學(xué)腐蝕的發(fā)生,故A正確;
B.通電后,惰性高硅鑄鐵作陽極,海水中的氯離子等在陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電子
經(jīng)導(dǎo)線流向電源正極,再從電源負(fù)極流出經(jīng)導(dǎo)線流向鋼管樁,故B正確;
C.高硅鑄鐵為惰性輔助陽極,所以高硅鑄鐵不損耗,故C錯誤;
D.在保護(hù)過程中要使被保護(hù)金屬結(jié)構(gòu)電位低于周圍環(huán)境,則通入的保護(hù)電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)
境條件變化進(jìn)行調(diào)整,故D正確;
故選:C,
【點評】本題考查金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù),明確外加電流陰極保護(hù)法的工作原理是解
答本題的關(guān)鍵,側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查,注意化學(xué)與生活的聯(lián)系,題目難度不大。
3.(2019?新課標(biāo)I)利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成,電池工作時MV2+/MV+
在電極與酶之間傳遞電子,示意圖如下所示。下列說法錯誤的是()
I?I
交換膜
A.相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨,該方法條件溫和,同時還可提供電能
B.陰極區(qū),在氨化酶作用下發(fā)生反應(yīng)H2+2MV2+—2H++2MV+
C.正極區(qū),固氮酶為催化劑,N2發(fā)生還原反應(yīng)生成NH3
D.電池工作時質(zhì)子通過交換膜由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動
【考點】原電池和電解池的工作原理.
【分析】生物燃料電池的工作原理是N?+3H,一生物催化劑ONH,.其中N2在正極區(qū)得
電子發(fā)生還原反應(yīng),H2在負(fù)極區(qū)失電子發(fā)生氧化反應(yīng),原電池工作時陽離子向正極區(qū)移
動,據(jù)此分析判斷。
【解答】解:A.利用生物燃料電池在室溫下合成氨,既不需要高溫加熱,同時還能將化
學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,故A正確;
B.原電池左側(cè)為負(fù)極區(qū),氫氣在氨化酶的作用下,發(fā)生氧化反應(yīng),反應(yīng)式為H2+2MV2+
—2H++2MV+,故B錯誤;
C.N2在正極區(qū)得電子發(fā)生還原反應(yīng),生成NH3,故C正確;
D.燃料電池工作時,負(fù)極區(qū)生成的H+透過質(zhì)子交換膜進(jìn)入正極區(qū),故D正確;
故選:B?
【點評】本題考查原電池原理的應(yīng)用,涉及燃料電池正負(fù)極的判斷及離子的移動方向判
斷,能準(zhǔn)確利用反應(yīng)原理判斷正、負(fù)極是解題關(guān)鍵,題目難度不大,屬基礎(chǔ)考查。
4.(2020?新課標(biāo)I)科學(xué)家近年發(fā)明了一種新型Zn-CO2水介質(zhì)電池。電池示意圖如圖,
電極為金屬鋅和選擇性催化材料。放電時,溫室氣體CO2被轉(zhuǎn)化為儲氫物質(zhì)甲酸等,為
解決環(huán)境和能源問題提供了一種新途徑。下列說法錯誤的是()
2
A.放電時,負(fù)極反應(yīng)為Zn-2e+4OH=Zn(OH)4'
B.放電時,ImolCCh轉(zhuǎn)化為HCOOH,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2moi
2
C.充電時,電池總反應(yīng)為2Zn(OH)4-=2Zn+O2t+4OH+2H2O
D.充電時,正極溶液中OH一濃度升高
【考點】原電池和電解池的工作原理.
【專題】電化學(xué)專題.
2
【分析】電極為金屬鋅放電時,由圖示知負(fù)極反應(yīng)為Zn-2e'+4OH—Zn(OH)4',
溫室氣體CO2被轉(zhuǎn)化為儲氫物質(zhì)甲酸為還原反應(yīng),充電時陽極生成氧氣,陰極發(fā)生還原
反應(yīng)生成鋅,據(jù)此答題。
【解答】解:A.放電時,金屬鋅做負(fù)極生成Zn(OH)4?一,負(fù)極反應(yīng)為Zn-2e.+40H
-Zn(OH)42'>故A正確;
B.放電時,CO2中碳的化合價為+4價,HCOOH中碳的化合價+2,ImolCO2轉(zhuǎn)化為
HCOOH,降低2價,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2mol,故B正確;
2
C.充電時,陽極電極反應(yīng):2H2。-4/=4H++O2t,陰極反應(yīng):Zn(OH)4+2e=
Zn+40H',電池總反應(yīng)為2Zn(OH)?-2Zn+O2t+4OH+2H2O,故C正確;
D.充電時,陽極(原電池的正極)電極反應(yīng):2H20-4e=4H++O2t,溶液中H*濃度
增大,溶液中c(H+)?c(OH)=Kw.溫度不變時,Kw不變,因此溶液中OFT濃度降
低,故D錯誤;
故選:D。
【點評】本題考查原電池原理、電解池原理、電極方程式的書寫、離子電子的轉(zhuǎn)移等知
識點,是高頻考點,難度中等,注重基礎(chǔ)。
5.(2018?新課標(biāo)I)最近我國科學(xué)家設(shè)計了一種CCh+H2s協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置,實現(xiàn)對天然氣中
CO2和H2s的高效去除。示意圖如圖所示,其中電極分別為ZnO@石墨烯(石墨烯包裹
的ZnO)和石墨烯,石墨烯電極區(qū)發(fā)生反應(yīng)為:
①EDTA-Fe2+-e-=EDTA-Fe3+
3++
②2EDTA-Fe+H2S=2H+S+2EDTA-Fe?+該裝置工作時,下列敘述錯誤的是()
兀優(yōu)電施
+
A.陰極的電極反應(yīng):CO2+2H+2e=CO+H2O
B.協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng):CO2+H2S—CO+H2O+S
C.石墨烯上的電勢比ZnO@石墨烯上的低
D.若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需為酸性
【考點】原電池和電解池的工作原理.
+
【分析】A.根據(jù)圖知,2110@石墨烯電極上反應(yīng)物是C02、H,生成物是CO、H20,
該電極上得電子發(fā)生還原反應(yīng);
B.根據(jù)圖中進(jìn)入物質(zhì)、出來物質(zhì)知,協(xié)同轉(zhuǎn)化過程中反應(yīng)物是H2S、CO2,生成物是S、
CO,H2O;
C.工作時石墨烯電極上Fe2+失電子則石墨烯作陽極,ZnO@石墨烯電極為陰極,外電路
中電流從高電勢流向低電勢;
D.Fe3\Fe2+在中性或堿性條件下產(chǎn)生沉淀。
【解答】解:A.根據(jù)圖知,2110@石墨烯電極上反應(yīng)物是CO2、H+,生成物是CO、H2O,
該電極上得電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為CO2+2H++2/—CO+H2O,故A正確;
B.根據(jù)圖中進(jìn)入物質(zhì)、出來物質(zhì)知,協(xié)同轉(zhuǎn)化過程中反應(yīng)物是H2S、CO2,生成物是S、
CO、H20,電池反應(yīng)式為CO2+H2S—CO+H2O+S,故B正確;
C.外電路中電流從高電勢流向低電勢,工作石墨烯電極上Fe2+失電子則石墨烯作陽極,
ZnO@石墨烯電極為陰極,則石墨烯電勢高于2110@石墨烯,故C錯誤;
D.Fe3\Fe2+在中性或堿性條件下產(chǎn)生沉淀,所以溶液應(yīng)該為酸性,故D正確;
故選:C?
【點評】本題考查電解原理,涉及電極反應(yīng)式的書寫、元素化合物性質(zhì)等知識點,側(cè)重
考查學(xué)生分析、判斷及知識綜合運用能力,C選項聯(lián)合物理知識考查電化學(xué)原理,是該
題一個亮點,題目難度中等。
考點卡片
1.原電池和電解池的工作原理
【知識點的知識】
一、原電池
1、定義:把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。
2、裝置構(gòu)成:
①自發(fā)的氧化還原反應(yīng);
②兩個活潑性不同的金屬(或一種是非金屬導(dǎo)體);
③閉合回路;
④電解質(zhì)溶液。
3、正負(fù)極的定義及判斷:
1)定義:負(fù)極:電子流出的一極;正極:電子流入的一極。
2)正負(fù)極判斷方法:
1°由組成原電池的兩極材料判斷:一般來說,較活潑的或能和電解質(zhì)溶液反應(yīng)的金屬為負(fù)
極,較不活潑的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極。但具體情況還要看電解質(zhì)溶液,如鎂、鋁電
極在稀硫酸中構(gòu)成原電池,鎂為負(fù)極,鋁為正極;但鎂、鋁電極在氫氧化鈉溶液中形成原電
池時,由于是鋁和氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng),失去電子,因此鋁為負(fù)極,鎂為正極。
1°根據(jù)外電路電流的方向或電子的流向判斷:在原電池的外電路,電流由正極流向負(fù)極,
電子由負(fù)極流向正極。
2°根據(jù)內(nèi)電路離子的移動方向判斷:在原電池電解質(zhì)溶液中,陽離子移向正極,陰離子移
向負(fù)極。
3°根據(jù)原電池兩極發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)判斷:原電池中,負(fù)極總是發(fā)生氧化反應(yīng),正極總是發(fā)
生還原反應(yīng)。因此可以根據(jù)總化學(xué)方程式中化合價的升降來判斷。
4°根據(jù)電極質(zhì)量的變化判斷:原電池工作后,若某一極質(zhì)量增加,說明溶液中的陽離子在
該電極得電子,該電極為正極,活潑性較弱;如果某一電極質(zhì)量減輕,說明該電極溶解,電
極為負(fù)極,活潑性較強。
5°根據(jù)電極上產(chǎn)生的氣體判斷:原電池工作后,如果一電極上產(chǎn)生氣體,通常是因為該電
極發(fā)生了析出氫的反應(yīng),說明該電極為正極,活動性較弱。
6°根據(jù)某電極附近pH的變化判斷:電極附近近的pH增大了,說明該電極為正極,金屬活
動性較弱。
4、電流及電子移動方向判斷:
外電路:電子移動方向,負(fù)極一正極;電流方向,正極一負(fù)極;
內(nèi)電路:離子遷移方向,陽離子向正極移動,陰離子向負(fù)極移動;
電流方向:正極f負(fù)極。
外電路電子定向移動
+
Cu
稀H2sO4內(nèi)電路離子定向移動
二、原電池和電解池比較:
裝置原電池電解池
實例
二L稀硫酸-I——I-"CuC4溶液
使氧化還原反應(yīng)中電子作定向使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰、
原理移動,從而形成電流。這種把陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程
化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置叫做叫做電解。這種把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛?/p>
原電池。學(xué)能的裝置叫做電解池。
形成條①自發(fā)的氧化還原反應(yīng);①電源;②兩個電極(惰性或非
件②兩個活潑性不同的電極;惰性);
③閉合回路;④電解質(zhì)溶液③電解質(zhì)(水溶液或熔化態(tài));
④閉合回路
反應(yīng)類自發(fā)的氧化還原反應(yīng)非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)
型
電極名由電極本身性質(zhì)決定:由外電源決定:
稱正極:材料性質(zhì)較不活潑的電陽極:連電源的正極;
極;陰極:連電源的負(fù)極;
負(fù)極:材料性質(zhì)較活潑的電極。
電極反負(fù)極:Zn-2-=Zn2+(氧化反陰極:Cu2++2e-=Cu(還原反
應(yīng)應(yīng))應(yīng))
正極:2H++2e「=H2f(還原陽極:2C「-2e=C12t(氧
反應(yīng))化反應(yīng))
電子流負(fù)極f正極電源負(fù)極一陰極;陽極一電源正
向極
電流方正極f負(fù)極電源正極f陽極;陰極一電源負(fù)
向極
能量轉(zhuǎn)化學(xué)能一電能電能一化學(xué)能
化
應(yīng)用①抗金屬的電化腐蝕;①電解食鹽水(氯堿工業(yè));
②實用電池。②電鍍(鍍銅);
③電冶(冶煉Na、Mg、Al);
④精煉(精銅)。
【命題方向】
題型一:原電池的裝置和工作原理
典例1:http://www。jyeoo.com/chemistry2/ques/detail/b96e2c50-3ec9-448e-b2c8-
eb4361al61ec
(2014?龍湖區(qū)二模)如圖為一原電池的結(jié)構(gòu)示意圖,下列說法不正確的是()
ZnSO.海橇CuSO.溶液
A.原電池工作時的總反應(yīng)為Zn+Cu2+—Zn2++Cu
B.原電池工作時,Zn電極流出電子,發(fā)生氧化反應(yīng)
C.若將Cu電極改為Fe電極,CuSO4溶液改為FeSO4溶液,Zn電極仍作負(fù)極
D.鹽橋中裝有瓊脂-飽和氯化鉀溶液,則鹽橋中的K+移向ZnS04溶液
分析:鋅比銅活潑,鋅為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),電極方程式為Zn-2J=Zn2+,銅為正極,
發(fā)生還原反應(yīng),電極方程式為Cu2++2e=Cu,原電池工作時,電子由負(fù)極經(jīng)外電路流向正
極,陽離子向正極移動,陰離子向負(fù)極移動,以此解答。
解答:A.該原電池中,負(fù)極上鋅失電子生成鋅離子,正極上銅離子得到生成銅,電池反應(yīng)
式為:Zn+Cu2+=Zn2++Cu,故A正確;
B.該原電池中,易失電子的鋅作負(fù)極,負(fù)極上鋅失電子生成鋅離子,發(fā)生氧化反應(yīng),故B
正確;
C.如果將Cu電極改為Fe電極,鋅的活潑性大于鐵,所以Zn電極依然作負(fù)極,故C正確;
D.原電池工作時,陽離子向正極移動,即鹽橋中的K+移向CuS04溶液,故D錯誤。
故選D。
點評:本題考查原電池知識,側(cè)重于學(xué)生的分析能力的考查,注意把握原電池的工作原理和
電極方程式的書寫,難度不大。
題型二:原電池的構(gòu)成條件
典例2:http:〃www。jyeoo.com/chemistry2/ques/detail/la0477a3-119a-4dbl-8a6c-
alf5f5a9051f
下列關(guān)于原電池的敘述正確的是()
A.構(gòu)成原電池的正極和負(fù)極必須是兩種不同的金屬B.原電池的電極不一定參與電
極反應(yīng)
C.在原電池中,電子流出的一極是負(fù)極,該電極被還原D.原電池放電時,電流的方向
是從負(fù)極到正極
分析:A、原電池的正極和負(fù)極可能是兩種不同的金屬;
B、燃料電池是氣體參加反應(yīng),電極本身不參與反應(yīng):
C、原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置,原電池放電時,負(fù)極上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),
正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng),電子從負(fù)極沿導(dǎo)線流下正極,
D、原電池中電子流出的一端電極為負(fù)極,電流方向和電子流向相反。
解答:A、電極材料可由金屬構(gòu)成,也可由能導(dǎo)電的非金屬和金屬材料構(gòu)成,故A錯誤;
B、原電池電極可以參加反應(yīng),也可以不參加反應(yīng),如燃料電池,故B正確;
C、原電池在在工作時其負(fù)極不斷產(chǎn)生電子并經(jīng)外電路流向正極,電子流出的一極為負(fù)極,
失電子發(fā)生氧化反應(yīng),故C錯誤;
D、原電池放電,電流從正極流向負(fù)極,故D錯誤;
故選B。
點評:本題考查了原電池原理,難度不大,會根據(jù)得失電子判斷化學(xué)反應(yīng)類型、電極名稱、
電子流向,電流流向等,題目較簡單。
【解題方法點撥】鹽橋的作用:
①使整個裝置構(gòu)成通路,代替兩溶液直接接觸;
②平衡電荷,使裝置能產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定的電流。
2.金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)
【考點歸納】
一、金屬的電化學(xué)腐蝕
1.金屬的腐蝕
(1)概念:金屬或合金與周圍的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)而引起損耗的現(xiàn)象.
(2)實質(zhì):金屬原子失去電子變成陽離子的過程.即金屬發(fā)生了反應(yīng).
(3)類型:
①化學(xué)腐蝕:指金屬與接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng),腐蝕過程中無電流產(chǎn)生.
②電化學(xué)腐蝕:涉及電化學(xué)原理,腐蝕過程中有電流產(chǎn)生.
2.化學(xué)腐蝕
金屬跟接觸到的干燥氣體如(02、。2、S02等)或非電解質(zhì)液體(如石油)等直接發(fā)生而
引起的腐蝕.
3.電化學(xué)腐蝕
(1)概念
不純的金屬跟電解質(zhì)溶液接觸時,會發(fā)生反應(yīng),比較活潑的金屬失去電子而被氧化.
(2)分類
①吸氧腐蝕:在水膜酸性很弱或呈中性時,正極上02被還原.
鋼鐵吸氧腐蝕:負(fù)極:2Fe-4屋=2Fe?+;正極:。2+4屋+2H2O=4OH一;總反應(yīng)式為:
2Fe+O2+2H2O=2Fe(0H)2,Fe(OH)2繼續(xù)與空氣中的氧氣作用:4Fe(OH)2+O2+2H2O
=4Fe(OH)3,Fe(OH)3脫去一部分水就生成鐵銹(Fe2O3-xH2O),鐵銹疏松地覆蓋在
鋼鐵表面,不能阻止鋼鐵繼續(xù)腐蝕.
②析氫腐蝕:在水膜酸性較強時,正極上酎被還原.
鋼鐵析氫腐蝕:負(fù)極:Fe-2e'=2Fe2+;正極:2H++2e-=H2t;總反應(yīng)式為:Fe+2H+=Fe2++H2
二、金屬的防護(hù)
1.改變金屬內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)如制成合金等.
2.金屬表面加保護(hù)層:如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍或表面鈍化等方法.
3.電化學(xué)保護(hù)
(1)犧牲陽極的陰極保護(hù)法--被保護(hù)的金屬上連接一種更活潑的金屬,被保護(hù)的金屬作
原電池的正極.
(2)外加電流的陰極保護(hù)法--被保護(hù)的金屬與電源的負(fù)極相連,作電解池的陰極.
三、判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律:
①電解原理引起的腐蝕(做陽極)>原電池原理引起的腐蝕(做負(fù)極)>化學(xué)腐蝕>有
防護(hù)腐蝕措施的腐蝕(做正極)>有防護(hù)腐蝕措施的腐蝕(做陰極);
②同種金屬的腐蝕在強電解質(zhì)中〉弱電解質(zhì)中〉非電解質(zhì)中;
③活潑性不同的兩金屬組成原電池,活潑性差別越大,腐蝕越快;
④對同一電解質(zhì)溶液來說,電解質(zhì)溶液濃度越大,腐蝕越快.
【命題方向】
題型一:考查金屬腐蝕的原理和類別
典例1:下列關(guān)于鋼鐵腐蝕的敘述正確的是()
A.吸氧腐蝕時正極放出氧氣B.析氫腐蝕時正極放出氫氣
C.化學(xué)腐蝕速率超過電化學(xué)腐蝕速率D.析氫腐蝕比吸氧腐蝕普遍
分析:在酸性環(huán)境下,鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕,弱酸性、中性或堿性環(huán)境中,鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕,
無論析氫腐蝕還是吸氧腐蝕,鐵都作負(fù)極,碳作正極;
A、吸氧腐蝕,正極吸收氧氣得到電子生成氫氧根離子,故A錯誤;
B、析氫腐蝕正極上是氫離子得到電子生成氫氣;
C、電化學(xué)腐蝕的速率大于化學(xué)腐蝕;
D、吸氧腐蝕較普遍.
解答:A、吸氧腐蝕正極是氧氣得到電子生成氫氧根離子,電極反應(yīng)為:O2+2H2O+4e-4OH
故A錯誤;
B、析氫腐蝕正極是氫離子得到電子生成氫氣,電極反應(yīng)為2H++2e-H2t,故B正確;
C、如果沒有形成原電池,在金屬變成金屬離子溶進(jìn)水中和水中的氫離子變成氫氣,是在同
一個地方發(fā)生的,這樣金屬離子在水中擴(kuò)散時,會和氫離子發(fā)生碰撞,阻礙氫離子和金屬單
質(zhì)的接觸,所以化學(xué)反應(yīng)速率較慢.如果形成了原電池,金屬離子在負(fù)極上擴(kuò)散到溶液中,
而氫離子在正極上變成氫氣,不會被阻礙,所以化學(xué)反應(yīng)速率較快,故C錯誤;
D、吸氧腐蝕比析氫腐蝕
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