内容正文:
专题六 化学反应与能量
第三节 电解池 金属的腐蚀和防护
考点3 金属的腐蚀和防护
练习1、 (2020·江苏高考)将金属M连接在钢铁设施表面,可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在如图所示的情境中,下列有关说法正确的是( )
A.阴极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+
B.金属M的活动性比Fe的活动性弱
C.钢铁设施表面因积累大量电子而被保护
D.钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快
C
【真题感悟】
【回忆】关于金属的腐蚀与防护?
【考点清单】
金属失电子被氧化成金属阳离子
一、金属的腐蚀
1、本质
2、化学腐蚀和电化学腐蚀的比较:
类型 化学腐蚀 电化学腐蚀
条件 金属与接触到的物质直接反应 不纯金属接触到电解质溶液发生原电池反应
本质 M-ne-=Mn+
现象 金属被腐蚀 较活泼金属被腐蚀
区别 无电流产生 有电流产生
注:通常两种腐蚀同时存在,但电化学腐蚀比化学腐蚀普遍得多,腐蚀速率更快,危害也更严重。
3、析氢腐蚀与吸氧腐蚀
析氢腐蚀 吸氧腐蚀
条件
电极反应 负极Fe(-)
正极C(+)
总反应
联系
水膜呈酸性
水膜呈中性或碱性
Fe-2e-=Fe2+
2Fe-4e-=2Fe2+
O2+2H2O+4e-=4OH-
2H++2e-=H2
2H++Fe=Fe2++H2
2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2
金属的化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生,但电化学腐蚀更普遍,且以电化学腐蚀为主,电化学腐蚀又以吸氧腐蚀为主。
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O(铁锈)
+(3-x)H2O
练习2、将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上,一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗,在液滴外沿形成棕色铁锈环(b),如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。下列说法正确的是( )
A.液滴中的Cl-由a区向b区迁移
B.液滴边缘是正极区,发生的电极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-
C.液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀,生成的Fe2+由a区向b区迁移,与b区的OH-形成Fe(OH)2,进一步氧化、脱水形成铁锈
D.若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板,在铜铁接触处滴加NaCl溶液,
则负极发生的电极反应为:Cu-2e-=Cu2+
【对点练习】
B
【2009·上海卷】下图装置中,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
B
【真题感悟】
【2019`江苏卷】将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后,置于如图所示装置中,进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是
A.铁被氧化的电极反应式为Fe−3e−=Fe3+B.铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能C.活性炭的存在会加速铁的腐蚀D.以水代替NaCl溶液,铁不能发生吸氧腐蚀
√
【真题感悟】
如图所示,各烧杯中盛有海水,铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为
A.②①③④⑤⑥ B.⑤④③①②⑥
C.⑤④②①③⑥ D.⑤③②④①⑥
C
【反思与发现】你发现了什么规律?
【对点练习】
4、金属腐蚀的快慢:
(1)电解池的阳极>原电池的负极>化学腐蚀>原电池的正极>电解池的阴极。
(2)对同一金属来说,腐蚀的快慢:
强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。
(3)活动性不同的金属,活动性差别越大,活泼金属腐蚀越快。
(4)对同一电解质溶液来说,电解质溶液浓度越大,腐蚀越快。
【考点清单】
【2012·山东卷】下列与金属腐蚀有关的说法正确的是( )
A.图a中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重
B.图b中,开关由M改置于N时,Cu-Zn合金的腐蚀速率减小
C.图c中,接通开关时Zn腐蚀速率增大,Zn上放出气体的速率也增大
D.图d中,Zn-MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的
B
Fe
海水
图a
Zn
Cu
Cu-Zn
合金
N
M
图b
稀盐酸
稀盐酸
Pt
Zn
图c
图d
Zn
MnO2
NH4Cl
糊状物
碳棒
【真题感悟】
二、金属的防护:
1、加保护层:如电镀、喷漆、覆膜等。
2、改变金属内部结构→如制成不锈钢。
3、电化学防护
牺牲阳极(负极)的阴极(正极)保护法
——原电池原理 负极 比被保护金属活泼的金属
正极 被保护