高三化学总复习专题攻略之电化学-8-金属的电化学腐蚀与防护.doc

金属的电化学腐蚀与防护【教学目标】1（）金属腐蚀的危害及金属腐蚀的本质原因；2（）金属腐蚀的种类，发生腐蚀的反应式的书写；3（）金属防护的方法。1. （2014上海）如右图所示，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U型管中。下列分析正确的是（ ）AK1闭合，铁棒上发生的反应为2H2eH2BK1闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐升高CK2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法DK2闭合，电路中通过0.002NA个电子时，两极共产生0.001mol气体【答案】B【解析】A、K1闭合构成原电池，铁是活泼的金属，铁棒是负极，铁失去电子，铁棒上发生的反应为Fe2eFe2，A不正确；B、K1闭合构成原电池，铁棒是负极，铁失去电子，石墨棒是正极，溶液中的氧气得到电子转化为OH，电极反应式为O24e2H2O40H，石墨棒周围溶液pH逐渐升高，B正确；C、K2闭合构成电解池，铁棒与电源的负极相连，作阴极溶液的氢离子放电产生氢气，铁不会被腐蚀，属于外加电流的阴极保护法，C不正确；D、K2闭合构成电解池，铁棒与电源的负极相连，作阴极溶液中的氢离子放电生成氢气。石墨棒是阳极，溶液中的氯离子放电生成氯气，电极反应式分别为2H2eH2、2Cl2eCl2，电路中通过0.002NA个电子时，两极均产生0.001mol气体，共计是0.002mol气体，D不正确，答案选B。一. 金属的腐蚀1金属腐蚀的本质金属原子失去电子变为金属离子，金属发生氧化反应的过程。2金属腐蚀的类型(1) 化学腐蚀与电化学腐蚀类 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Mne=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联 系两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍(2) 析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以钢铁的腐蚀为例进行分析)类 型析氢腐蚀吸氧腐蚀水膜性质酸性较强弱酸性或中性正极反应2H2e=H22H2OO24e=4OH负极反应Fe2e=Fe2总 反 应Fe2H= Fe2H22FeO22H2O=2Fe(OH)2其他反应铁锈的形成：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O(铁锈)(3x)H2O典例1 (2014福建)铁及其化合物与生产、生活关系密切。（1）右图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。 该电化腐蚀称为 。 图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是 (填字母)。（2）用废铁皮制取铁红(Fe2O3)的部分流程示意图如下： 步骤I若温度过高，将导致硝酸分解。硝酸分解的化学方程式为 。 步骤II中发生反应：4Fe(NO3)2O2(2n4)H2O2Fe2O3nH2O8HNO3，反应产生的HNO3又将废铁皮中的铁转化为Fe(NO3)2，该反应的化学方程式为 。 上述生产流程中，能体现“绿色化学”思想的是 (任写一项)。（3）已知t时，反应FeO(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)的平衡常数K025。 t时，反应达到平衡时n(CO)：n(CO2) 。 若在1 L密闭容器中加入002 mol FeO(s)，并通入xmolCO，t时反应达到平衡。此时FeO(s)转化率为50%，则x 。【答案】（1） 吸氧腐蚀 B（2） 4HNO34NO2+O2+2H2O 4Fe10HNO34 Fe(NO3)2NH4NO33H2O 氮氧化物排放少（或其他合理答案）（3）4：1 005（1） 钢铁在海水(中性环境)中发生的应该是吸氧腐蚀。 在B点的海水中氧气浓度最大，发生的吸氧腐蚀最快，生成的铁锈最多。（2） 硝酸受热分解产生NO2、O2、H2O，通过氧化还原反应的化合价升降法将其配平。通过示意图分析，确定HNO3与Fe该反应的生成物除了Fe(NO3)2还有NH4NO3，先根据得失电子守恒有4Fe10HNO34 Fe(NO3)2 NH4NO3，再根据原子守恒得4Fe10HNO34 Fe(NO3)2 NH4NO33H2O。 该生产流程中生成了NH4NO3，没有产生NO、NO2等有毒气体，减少了氮氧化物的排放量，符号“绿色化学”思想。（3） 据题意有K，则n(CO)：n(CO2)4： 1。 据题意有n(CO)：n(CO2)(x-001)：0014：1，解得x005 mol。【名师点拨】影响金属腐蚀速率的因素金属腐蚀既受到其组成的影响，又受到外界因素的影响。通常金属腐蚀遵循以下规律：(1) 在同一电解质溶液中，金属腐蚀的速率大小是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) 在相同浓度的不同溶液中，金属在电解质溶液中的腐蚀金属在非电解质溶液中的腐蚀；金属在强电解质溶液中的腐蚀金属在弱电解质溶液中的腐蚀。(3) 对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。典例2. 下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是 【答案】二金属的防护1电化学防护(1) 牺牲阳极的阴极保护法利用原电池原理 负极(阳极)是作保护材料的金属； 正极(阴极)是被保护的金属设备。(2) 外加电流的阴极保护法利用电解原理 阴极是被保护的金属设备； 阳极是惰性电极。2其他方法(1) 改变金属内部结构，如制成合金；(2) 使金属与空气、水等物质隔离，如电镀、喷油漆等。典例3相同材质的铁在下图中各情形下最不易被腐蚀的是()【答案】C