2019届一轮复习人教版金属的电化学腐蚀与防护学案(1)

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第九章 电化学基础学案 第三节 金属的电化学腐蚀与防护 一、金属的腐蚀 ‎1．化学腐蚀与电化腐蚀 ‎ ⑴化学腐蚀 ‎①条件：金属与 或 直接接触。‎ ‎②特点： （有、无）电流产生。‎ ‎③本质： 。‎ ‎⑵电化腐蚀 ‎①条件： 金属或合金跟 接触。‎ ‎②特点： （有、无）电流产生。‎ ‎③本质： 。‎ ‎④分类： 。‎ ‎⑶化学腐蚀与电化腐蚀的关系：两种腐蚀往往同时发生，但 腐蚀更普遍。‎ ‎2．析氢腐蚀与吸氧腐蚀 ‎ ⑴析氢腐蚀 ‎①条件：金属与 接触。‎ ‎②电极反应：负极(Fe)： ，正极；(C)： 。 ‎ ‎③特点：存在情况相对较 ，腐蚀速率一般较 。‎ ‎⑵吸氧腐蚀 ‎①条件：金属与 接触。‎ ‎②电极反应：负极(Fe)： ，正极；(C)： 。 ‎ ‎③特点：存在情况相对 ，腐蚀速率一般较 。‎ ‎⑶析氢腐蚀与吸氧腐蚀的关系：两种腐蚀均属于 ，其中以 腐蚀为主。‎ ‎3．铁发生吸氧腐蚀生成铁锈的反应过程 ‎⑴电化腐蚀反应过程，负极： ，正极： ；‎ 总反应： ；‎ ‎⑵再氧化反应过程： 。‎ ‎⑶脱水反应过程： 。‎ 二、金属的防护 ‎1．电化学防护 ‎⑴原电池原理——牺牲负极的正极保护法(也叫牺牲阳极阴极保护法)‎ ‎①做法：在金属设备外 。‎ ‎②原理： ，从而保护金属设备。‎ ‎③代价： 。‎ ‎⑵电解池原理——外加电流阴极保护法 ‎①做法：把金属设备 。‎ ‎②原理： ，从而保护金属设备。‎ ‎③代价： 。‎ ‎2．加防护层。如在金属表面涂油漆、搪瓷、陶瓷、沥青、塑料、橡胶及电镀、喷镀或表面钝化等方法。‎ ‎3．改变内部结构。如制合金如不锈钢，添加缓蚀剂等。‎ ‎1．右图装置中，U型管内为红墨水a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是(　　)‎ A．生铁块中的碳是原电池的正极 B．红墨水柱两边的液面变为左低右高 C．两试管中相同的电极反应式是：　Fe－2e－=Fe2＋‎ D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀 ‎2．下图各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀，腐蚀的速率由快到慢的顺序为（ ）‎ A．⑤②①③④ B．④③①②⑤ C．⑤④②①③ D．③②④①⑤‎ ‎3．下列说法不正确的是（ ）‎ A．金属腐蚀的本质是金属原子失去电子变为金属阳离子，金属发生氧化反应。‎ B．化学腐蚀与电化学腐蚀区别在于有无微弱电流产生 C．只有酸性条件发生析氢腐蚀，中性或碱性发生吸氧腐蚀 D．金属防腐蚀可利用原电池原理、电解原理、改变金属的内部结构、加防护层等 ‎4．关于右图装置说法正确的是 （ ）‎ A．装置中电子移动的途径是：负极→Fe→M溶液→石墨→正极 B．若 M为NaCl溶液，通电一段时间后，溶液中可能有NaClO ‎ C．若M为FeCl2溶液，可以实现石墨上镀铁 D．若M是海水，该装置是通过“牺牲阳极的阴极保护法”使铁不被腐蚀 ‎5．下列说法不正确的是（ ）‎ A．氯碱工业的原料食盐中含有泥沙、Ca2＋、Mg2＋、SO42－等杂质离子对生产有影响，故必须进行精制。‎ B．电解MgCl2溶液，总反应离子方程式为：2Cl-＋2H2O = Cl2↑＋H2↑＋2OH-。‎ C．电镀时，镀层金属作阳极，镀件作阴极；含镀层金属离子的电解质溶液成分基本不变。‎ D．电解精炼粗铜时，阳极材料是粗铜，阴极材料是精铜，用CuSO4溶液。电解质溶液必须补充。‎ ‎6.如右图所示，下列实验现象的描述正确的是 （ ）‎ a电极 b电极 x溶液 实 验 现 象 A 石墨 石墨 CuCl2‎ a极质量增加，b极放出无色气体 B Fe 石墨 KNO3‎ a极质量增加，b极放出无色气体 C Fe Cu CuSO4‎ a极质量增加，b极质量减少 D 石墨 石墨 HCl a极放出无色气体，b极放出无色气体 ‎7．用石墨做电极电解1 mol/L CuSO4溶液，当c(Cu2＋)为0.5 mol/L时，停止电解，向剩余溶液中加入下列何种物质可使电解质溶液恢复至原来的状态(　　)‎ A．CuSO4 B．CuO C．Cu(OH)2 D．CuSO4·5H2O ‎8．已知在pH为4～5的溶液中，Cu2+几乎不水解，而Fe3+几乎完全水解。某学生拟用电解CuSO4溶液的方法测定铜的相对原子质量。该同学向pH=3.8酸化的、含有Fe2(SO4)3杂质的CuSO4溶液中加入过量的黑色粉末X，充分搅拌后将滤液用下图所示装置电解，其中某电极增重a g，另一电极上产生标准状况下的气体V mL。下列说法正确的是（ ）‎ A．铜电极连接电源正极 B．黑色粉末X是铁粉 C．铜的相对原子质量的计算式是 D．石墨电极上发生的反应是4OH-－4e-=O2↑＋2H2O ‎9．电解装置如图所示，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。已知:3I2+6OH— == IO3—+5I—+3H2O下列说法不正确的是（ ）‎ A．右侧发生的电极方程式：2H2O+2e— == H2↑+2OH—‎ B．电解结束时，右侧溶液中含有IO3—‎ C．如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内的总化学方程式不变 D．电解槽内发生反应的总化学方程KI+3H2O ==KIO3+3H2↑‎ ‎10．下图为某化工厂用石墨电解Na2CrO4溶液制备Na2Cr2O7的模拟装置，下列有关说法错误的是( ) ‎ A．溶液中OH-由阴极区流向阳极区 B．阳极区产生的气体与阴极区产生的气体在相同状况下体积之比为1：2‎ C．阳极的电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+‎ D．Na2CrO4转化为Na2Cr2O7的离子方程式为：2CrO+2H+= Cr2O+H2O ‎11．用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫，将所得的混合液进行电解循环再生，这种新工艺叫再生循环脱硫法。其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示，则下列有关说法中正确的是（　　）‎ A．X为直流电源的正极，Y为直流电源的负极 B．阳极区pH减小 C．图中的b＜a ‎ D．阴极的电极反应为HSO3--2e-+H2O═SO42-+3H+和SO32--2e-+H2O=SO42-+2H+‎ ‎12．电镀在工业上有着广泛的应用，可以镀锌、镀铜、镀金等。利用如图所示装置可以将铜牌变为银牌，即在铜牌表面电镀一层银。下列有关说法中正确的是(　　) ‎ A．通电后，Ag+向阳极移动 ‎ B．银片与电源负极相连 C．该电解池的阴极反应可表示为Ag++e-Ag D．当电镀一段时间后，将电源反接，铜牌可恢复如初 ‎13．两个惰性电极插入500 mL AgNO3溶液中，通电电解。当电解液的pH从6.0变为3.0时，(设电解过程中阴极没有H2放出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略不计)电极上析出银的质量最大为（ ）‎ A．27 mg B．54 mg C．106 mg D．216 mg ‎14．500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO3—)=6.0 mol/L，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4 L气体（标准状况），假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是（ ）‎ A．原混合溶液中n(K＋)为2 mol 　　　　 B．上述电解过程中共转移4 mol电子 C．电解得到的Cu的物质的量为0.5 mol 　 D．电解后溶液中c(OH—)为2 mol/L ‎15．按图甲装置进行实验，实验结果如图乙所示。乙中横坐标x表示电路中通过电子的物质的量，纵坐标y表示反应物或生成物的物质的量，下列叙述不正确的是（ ） ‎ A．E表示反应生成铜的物质的量 B．E表示反应消耗水的物质的量 C．F表示反应生成氧气的物质的量 D．F表示反应生成硫酸的物质的量 ‎ ‎16．用石墨作电极电解AlCl3溶液时，下图中的电解过程变化曲线合理的是（ ）‎ ‎　‎ ‎17．下图中，甲装置为CH3OCH3、O2、KOH三者构成的燃烧电池，其电极均为Pt电极。装置乙中，C、D电极为Pb电极，其表面均覆盖着PbSO4，其电解液为稀H2SO4溶液。‎ ‎⑴写出A极的电极反应式 。‎ ‎⑵写出乙装置中C极的电极反应式 。‎ ‎⑶当有23克甲醚参加反应时，D电极的质量变化为 克。‎ 参考答案：‎ ‎【基础落实】‎ 一、金属的腐蚀 ‎1. ⑴干燥气体 非电解质 无 金属失电子被氧化（M—ne-==Mn+）‎ ‎⑵不纯 电解质溶液 有 较活泼金属失电子被氧化 析氢腐蚀与吸氧腐蚀 ‎ ‎⑶电化学 ‎2. ⑴较强的酸性溶液 Fe－2e－=Fe2＋ 2H＋＋2e－=H2↑ 少 快 ‎⑵弱酸性、中性、碱性溶液 2Fe－4e－=2Fe2＋ O2＋4e－＋2H2O=4OH－ 普遍 慢 ‎⑶电化腐蚀 吸氧 ‎3．2Fe－4e－=2Fe2＋ O2＋4e－＋2H2O=4OH－ 2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2 ‎ ‎4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3＋3H2O[或2Fe(OH)3=Fe2O3·n H2O＋(3-n)H2O]‎ 二、金属的防护 ‎1. ⑴连接一种更活泼的金属 更活泼金属作负极被腐蚀 牺牲更活泼的金属 ‎⑵连接在直流电源的负极 金属设备处于还原环境中 会消耗一定的电能 ‎【对点训练】‎ ‎1. B 2. C 3.C 4.B 5. B 6. C 7. B 8. D 9. C 10. A 11. B 12. C 13.B 14. B 15. D 16. D ‎ ‎17. ⑴CH3OCH3+16OH- －12e－＝2CO32-+11H2O ‎ ‎⑵.PbSO4＋2H2O－2e－=PbO2＋4H＋＋SO42－‎ ‎⑶288 ‎