金属的电化学腐蚀与防护-高考化学专题

考点36 金属的电化学腐蚀与防护

1．金属腐蚀的本质

金属原子失去电子变为金属阳离子，金属发生氧化反应。

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

条件金属跟非金属单质直接接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触

现象无电流产生有微弱电流产生

本质金属被氧化较活泼金属被氧化

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

图示

条件水膜酸性较强(pH≤4.3)水膜酸性很弱或呈中性

负极Fe?2e?Fe2+

电极反应

正极2H++2e?H 2↑O2+2H2O+4e?4OH?总反应式Fe+2H+Fe2++H 2↑2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2

联系吸氧腐蚀更普遍

铁锈的形成：4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3，2Fe(OH)3Fe2O3·x H2O(铁锈)+(3?x)H2O。3．金属腐蚀的防护方法

（1）改变金属的内部组织结构

例如把铬、镍等加入普通钢里制成不锈钢，就大大增加了钢铁对各种侵蚀的抵抗力。

（2）在金属表面覆盖保护层

在金属表面覆盖致密的保护层，从而使金属制品跟周围物质隔离开来，这是一种普遍采用的防护方法。

（3）电化学防护法

牺牲阳极的阴极保护法外加电流的阴极保护法

依据原电池原理电解原理

原理形成原电池时，被保护金属作正极

(阴极)，不反应受到保护；活泼金属

作负极(阳极)，发生反应受到腐蚀，

阳极要定期予以更换

将被保护的金属与另一附加电极作为电解池的

两个极，使被保护金属作阴极，在外加直流电

的作用下使阴极得到保护

应用

保护一些钢铁设备，如锅炉内壁、

船体外壳等装上镁合金或锌片

保护土壤、海水及水中的金属设备

实例

示意图

考向一金属的腐蚀快慢与防护方法的比较

典例1为延长舰船服役寿命可采用的电化学防腐的方法有①舰体与直流电源相连；②舰体上镶嵌某种金属块。下列有关说法正确的是

A．方法①中舰体应连电源的正极

B．方法②中镶嵌金属块可以是锌

C．方法①为牺牲阳极的阴极保护法

D．方法②为外加电流的阴极保护法

【解析】方法①舰体做阴极，应连电源的负极，故A错误；方法②为牺牲阳极的阴极保护法，镶嵌金属块作原电池的负极，其活泼性需要大于Fe，可以是锌，故B正确；方法①利用电解原理，为外加电流的

阴极保护法，故C错误；方法②利用原电池原理，为牺牲阳极的阴极保护法，故D错误。

【答案】B

1．利用如图装置探究铁在海水中的电化学防护，下列说法不正确的是

A．若X为锌棒，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀

B．若X为锌棒，开关K置于M处，铁电极的反应：Fe?2e?Fe2+

C．若X为碳棒，开关K置于N处，可减缓铁的腐蚀

D．若X为碳棒，开关K置于N处，铁电极的反应：2H++2e?H 2↑

过关秘籍

（1）判断金属腐蚀快慢的规律

①对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀。

②对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢：强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中。

③活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越快。

④对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，金属腐蚀越快。

（2）两种保护方法的比较

外加电流的阴极保护法保护效果大于牺牲阳极的阴极保护法。

考向二析氢腐蚀和吸氧腐蚀

典例1一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下：

pH 2 4 6 6.5 8 13.5 14

腐蚀快慢较快慢较快

FeO

主要产物Fe2+Fe3O4Fe2O3

2

下列说法不正确的是

A．在pH<4溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀

B．在pH>6溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀

C．在pH>14溶液中，碳钢腐蚀的正极反应为O2+4H++4e-2H2O

D．在煮沸除氧气的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓

【解析】pH<4为强酸性，发生析氢腐蚀，A正确；pH>6的溶液，氧气得电子，发生吸氧腐蚀，B正确；pH>14的溶液，氧气与水反应得电子：O2+2H2O+4e-4OH-，C错误；煮沸后除去了氧气，碳钢的腐蚀速率会减缓，D正确。

【答案】C

2．假设图中原电池产生的电压、电流强度均能满足电解、电镀要求，即为理想化。①～⑧为各装置中的电极编号。下列说法错误的是

A．当K闭合时，A装置发生吸氧腐蚀，在电路中作电源

B．当K断开时，B装置锌片溶解，有氢气产生

C．当K闭合后，整个电路中电子的流动方向为③→②；①→⑧；⑦→⑥；⑤→④

D．当K闭合后，A、B装置中pH变大，C装置中pH不变

1．如图所示，各烧杯中盛海水，铁在其中被腐蚀的速度由快到慢的顺序为

A．②①③④⑤⑥B．⑤④③①②⑥

C．⑤④②①③⑥D．⑤③②④①⑥

2．下列有关金属腐蚀与防护的说法不正确的是

A．钢铁在弱碱性条件下发生电化学腐蚀的正极反应是O2＋2H2O＋4e－===4OH－

B．当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用

C．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法

D．可将地下输油钢管与外加直流电源的负极相连以保护它不受腐蚀

3．我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是

A．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应

B．通电时，阴极上的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－

C．断电时，锌环上的电极反应为Zn2＋＋2e－===Zn

D．断电时，仍能防止铁帽被腐蚀

4．将两根铁钉分别缠绕铜丝和铝条，放入滴有混合溶液的容器中，如图所示，下列叙述错误的是

A．a中铁钉附近呈现蓝色沉淀

B．b中发生吸氧腐蚀

C．b中铁钉附近呈现红色

D．a中铜丝附近有气泡产生

5．下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是

A．图1中，铁钉易被腐蚀

B．图2中，滴加少量K3[Fe(CN)6]溶液，没有蓝色沉淀出现

C．图3中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀

D．图4中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块相当于原电池的正极

6．青铜器的制造是中华民族劳动人民智慧的结晶，成为一个时代的象征，但出土的青铜器大多受到环境腐蚀。如图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。环境中的Cl?扩散到孔口，并与各电极产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl下列说法不正确的是

A．腐蚀过程中，负极c被氧化

B．环境中的Cl?扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为2Cu2＋+3OH?+Cl?Cu2(OH)3Cl↓

C．若生成2.145 g Cu2(OH)3Cl，则理论上消耗标准状况氧气体积为0.448 L

D．正极的电极反应式为：正极反应是O2+ 4e?+2H2O4OH?

7．某同学做了如下实验：

装置

现象电流计指针未发生偏转电流计指针发生偏转下列说法中正确的是

A．加热铁片Ⅰ所在烧杯，电流表指针会发生偏转

B．用KSCN溶液检验铁片Ⅲ、Ⅳ附近溶液，可判断电池的正、负极

C．铁片Ⅰ、Ⅲ的腐蚀速率相等

D．“电流计指针未发生偏转”，说明铁片Ⅰ、铁片Ⅱ均未被腐蚀

8．在生产生活中，金属腐蚀所带来的损失非常严重，所以防止金属腐蚀已经成为科学研究和技术领域的重大问题。某化学兴趣小组的同学在实验室对金属腐蚀进行了探究。

（1）分别在三个洁净干燥的试管中各加入一个洁净无锈的铁钉，再向Ⅰ、Ⅱ号两个试管中分别加入经煮沸迅速冷却的蒸馏水，然后向Ⅱ号试管中加入少量植物油，将Ⅲ号试管塞上木塞。请判断：________号试管中的铁钉最容易生锈。由此可见，铁制品生锈需要的条件是________________。

（2）如图2所示，处于A、B、C三种不同环境中的铁片，被腐蚀的速率由大到小的顺序是________(用字母表示)。

（3）据报道，全世界每年因为金属腐蚀造成的直接经济损失约达7 000亿美元，我国因金属腐蚀造成的损失约占国民生产总值的4%。

①钢铁在发生电化学腐蚀时，负极反应为__________________。

②请写出用稀硫酸除去铁锈的化学方程式：________________。

③请根据不同的原理，提出防止钢铁腐蚀的两条合理措施：_______________、______________。

1．[2019江苏]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

2．[2018北京]验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下（烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液）。

①②③

在Fe表面生成蓝色沉淀试管内无明显变化试管内生成蓝色沉淀下列说法不正确的是

A．对比②③，可以判定Zn保护了Fe

B．对比①②，K3[Fe（CN）6]可能将Fe氧化

C．验证Zn保护Fe时不能用①的方法

D．将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼

3．[2017江苏][双选]下列说法正确的是

A．反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的ΔH < 0，ΔS >0

B．地下钢铁管道用导线连接锌块可以减缓管道的腐蚀

C．常温下，K sp[Mg(OH)2]=5.6×10?12，pH=10的含Mg2+溶液中，c(Mg2+)≤5.6×10?4 mol·L?1

D．常温常压下，锌与稀H2SO4反应生成11.2 L H2，反应中转移的电子数为6.02×1023

4．[2017新课标Ⅰ]支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是

A．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零

B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩

C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流

D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整

5．[2015上海]研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是

A．d为石墨，铁片腐蚀加快

B．d为石墨，石墨上电极反应为：O2 + 2H2O + 4e–→ 4OH–

C．d为锌块，铁片不易被腐蚀

D．d为锌块，铁片上电极反应为：2H+ + 2e–→ H2↑

变式拓展

1．【答案】B

【解析】若X为锌棒，开关K置于M处，形成原电池，此时金属锌为负极，金属铁为正极，金属铁被保护，可减缓铁的腐蚀，故A正确；若X为锌棒，开关K置于M处，形成原电池，此时金属锌为负极，金属铁为正极，氧气在该极发生还原反应，故B不正确；若X为碳棒，开关K置于N处，形成电解池，此时金属铁为阴极，铁被保护，可减缓铁的腐蚀，故C正确；若X为碳棒，开关K置于N处，形成电

解池，X极为阳极，发生氧化反应，铁电极为阴极，发生还原反应，故D正确。

2．【答案】A

【解析】当K闭合时，形成闭合电路，B中Zn-Cu形成的原电池比A中Fe-C形成的原电池产生的电压大，A为电解池，B为原电池。

1．【答案】C

【解析】①是Fe为负极，杂质碳为正极的原电池腐蚀，是铁的吸氧腐蚀，腐蚀较慢；②③④均为原电池，③中Fe为正极，被保护，②④中Fe为负极，均被腐蚀，但Fe和Cu的金属活动性差别大于Fe和Sn的，故Fe—Cu 原电池中Fe被腐蚀的较快；⑤是Fe接电源正极作阳极，Cu接电源负极作阴极的电解腐蚀，加快了Fe的腐蚀；⑥是Fe接电源负极作阴极，Cu接电源正极作阳极的电解腐蚀，防止了Fe 的腐蚀。根据以上分析可知铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为⑤>④>②>①>③>⑥。

2．【答案】B

【解析】弱碱性条件下，钢铁发生吸氧腐蚀，A正确；当镀层破损时，Sn、Fe可形成原电池，Fe作负极，加快了Fe的腐蚀，B错误；Fe、Zn、海水形成原电池，Zn失去电子作负极，从而保护了Fe，C正确；采用外加电流的阴极保护法时，被保护金属与直流电源的负极相连，D正确。

3．【答案】C

【解析】通电时，锌环与电源正极相连，锌环作阳极，锌失电子发生氧化反应，故A正确；铁帽为阴极，阴极上H＋得到电子生成氢气，阴极电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，故B正确；断电时，锌铁形成原电池，锌失电子生成Zn2＋，锌环上的电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，Fe作正极被保护，仍能防止铁帽被腐蚀，故C错误、D正确。

4．【答案】C

【解析】a中形成原电池时，铁钉作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，生成的Fe2＋与K3[Fe(CN)6]反应生成蓝色沉淀，A项正确；b中形成原电池时，铝条作负极，铁钉作正极，发生吸氧腐蚀，B项正确；b中铁钉作正极，正极上发生反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，无Fe3＋生成，故铁钉附近不会出现红色，C项错误；a中铜丝作正极，正极上发生还原反应：2H＋＋2e－===H2↑，D项正确。

5．【答案】C

【解析】A项，图1中，铁钉处于干燥环境，不易被腐蚀；B项，负极反应为Fe－2e－===Fe2＋，Fe2＋与[Fe(CN)6]3－反应生成Fe3[Fe(CN)6]2蓝色沉淀；D项，为牺牲阳极的阴极保护法，镁块相当于原电池的负

极。

6．【答案】C

【解析】A、根据图知，氧气得电子生成氢氧根离子、Cu失电子生成铜离子，发生吸氧腐蚀，则Cu作负极被氧化，腐蚀过程中，负极是a，A正确；B、Cl?扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，负极上生成铜离子、正极上生成氢氧根离子，所以该离子反应为氯离子、铜离子和氢氧根离子反应生成Cu2(OH)3Cl沉淀，离子方程式为2Cu2＋+3OH?+Cl?Cu2(OH)3Cl↓，B正确；C、n[Cu2(OH)3Cl]=2.145 g÷214.5 g/mol=0.01 mol，根据转移电子相等可得n（O2）=0.01

mol×2×2/4=0.01 mol，故在标准状态体积为V=0.01 mol×22.4 L/mol=0.224 L，C错误；D、氧气在正极得电子生成氢氧根离子，电极反应式为：O2+ 4e?+2H2O4OH?，D正确，答案选C。

【名师点睛】掌握电化学原理是解题的关键。电化学知识包括原电池和电解池，首先要确定装置是原电池还是电解池。确定方法是观察图示是否有电源，若有就是电解池，否则就是原电池。电解池工作时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。结合电解质溶液的酸碱性书写电极反应式、总反应方程式，并根据电性作用原理：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引确定电解质溶液中离子移动的方向。原电池工作时，活动性强的电极为负极，发生氧化反应，活动性弱的电极为正极，正极上发生还原反应。要掌握电化学反应原理，结合电极及电解质溶液的酸碱性正确书写电极反应式，利用好图示及题干提供的信息，是本题解决的关键。尤其要注意电解质溶液的性质。

7．【答案】A

【解析】A．温度不同，反应速率不等，能够产生电流，电流表指针会发生偏转，故A正确；B．两烧杯中溶液的浓度不同，发生离子的定向移动，产生电流，铁失去电子发生氧化反应，生成亚铁离子，与KSCN溶液无明显现象，不能判断电池的正、负极，故B错误；C．铁片Ⅰ中未构成原电池、铁片Ⅲ构成了原电池，腐蚀速率一定不相等，故C错误；D．“电流计指针未发生偏转”，说明铁片Ⅰ、铁片Ⅱ未构成原电池，但铁片表面均发生吸氧腐蚀，故D错误；故选A。

8．【答案】（1）Ⅰ有水和氧气（2）A>C>B

（3）①Fe-2e-Fe2+

②Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O

③改变金属内部结构刷漆(合理即可)

【解析】（1）铁生锈的条件：与氧气接触，有水参加。二者缺一不可，具备该条件的只有Ⅰ。

（2）铁处于A环境中作原电池的负极，腐蚀速度较快；处于B环境中作原电池的正极被保护，腐蚀速度很慢；处于C环境中发生吸氧腐蚀，腐蚀速度较慢。

（3）①发生电化学腐蚀时，负极上金属铁发生失电子的氧化反应。②铁锈的主要成分是氧化铁，可以和酸反应生成盐和水。③防止钢铁锈蚀的关键是使铁与氧气、水隔绝，可以进行表面防护处理(如涂油、刷漆、表面镀金属等)，还可以改变金属内部结构(如制成不锈钢)等。

1．【答案】C

【解析】根据实验所给条件可知，本题铁发生的是吸氧腐蚀，负极反应为：Fe?2e?=Fe2+；正极反应为：O2+2H2O +4e?=4OH?；据此解题；

A．在铁的电化学腐蚀中，铁单质失去电子转化为二价铁离子，即负极反应为：Fe?2e?=Fe2+，故A错误；

B．铁的腐蚀过程中化学能除了转化为电能，还有一部分转化为热能，故B错误；

C．活性炭与铁混合，在氯化钠溶液中构成了许多微小的原电池，加速了铁的腐蚀，故C正确；

D．以水代替氯化钠溶液，水也呈中性，铁在中性或碱性条件下易发生吸氧腐蚀，故D错误；

综上所述，本题应选C。

【点睛】本题考查金属铁的腐蚀。根据电解质溶液的酸碱性可判断电化学腐蚀的类型，电解质溶液为酸性条件下，铁发生的电化学腐蚀为析氢腐蚀，负极反应为：Fe?2e?=Fe2+；正极反应为：2H+ +2e?=H2↑；

电解质溶液为碱性或中性条件下，发生吸氧腐蚀，负极反应为：Fe?2e?=Fe2+；正极反应为：O2+2H2O +4e?=4OH?。

2．【答案】D

【解析】②中Zn作负极，发生氧化反应生成Zn2＋，Fe作正极被保护，所以取出的少量Fe附近的溶液中滴入铁氰化钾溶液，试管内无明显变化。但③中没有Zn保护Fe，Fe在酸性环境中发生析氢腐蚀，Fe作负极被氧化生成Fe2＋，所以取出的少量Fe附近的溶液中滴入铁氰化钾溶液，生成蓝色沉淀，对比②③可知Zn保护了Fe，A项正确；①与②的区别在于：前者是将铁氰化钾溶液直接滴入烧杯中，而后者是在取出的少量Fe附近的溶液中滴加铁氰化钾溶液，①中出现了蓝色沉淀，说明有Fe2＋生成。对比分析可知，可能是铁氰化钾氧化Fe生成了Fe2＋，B项正确；通过上述分析可知，验证Zn保护Fe时不能用

①的方法，C项正确；若将Zn换成Cu，铁氰化钾仍会将Fe氧化为Fe2＋，在铁的表面同样会生成蓝色沉

淀，所以无法判断Fe2＋是不是负极产物，即无法判断Fe与Cu的活泼性，D项错误。

3．【答案】BC

【解析】A．该反应气体的分子数减少了，所以是熵减的反应，ΔS<0，A错误；B．锌比铁活泼，形成原电池时锌做负极，所以可以减缓钢铁管道的腐蚀，B正确；C．常温下，在pH=10的溶液中，

c (OH ?

)=14

10-? mol/L ，溶液中含Mg 2+

浓度最大值为

()

()

12

sp 2

245.610OH 110K c ---?=

?=5.6410-? mol/L ，C 正确；

D ．在锌和稀硫酸的反应中每生成1 mol H 2，电子转移的数目为2 mol e ?，在常温常压下，11.2 L H 2的物质的量不是0.5 mol ，所以反应中转移的电子数不是6.022310?，D 不正确。 4．【答案】C

【解析】本题使用的是外加电流的阴极保护法，钢管柱与电源的负极相连，被保护。A ．外加强大的电流可以抑制金属电化学腐蚀产生的电流，从而保护钢管柱，A 正确；B ．通电后，被保护的钢管柱作阴极，高硅铸铁作阳极，因此外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩，B 正确；C ．高硅铸铁为惰性辅助阳极，所以高硅铸铁不损耗，C 错误；D ．通过外加电流抑制金属电化学腐蚀产生的电流，因此通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整，D 正确。答案选C 。

【名师点睛】该题难度较大，明确电化学原理是以及金属的防腐蚀原理是解答的关键，钢管桩表面腐蚀电流的理解是难点，注意题干信息的挖掘，即高硅铸铁为惰性辅助阳极，性质不活泼，不会被损耗。 5．【答案】D

【解析】由于活动性：Fe>石墨，所以铁、石墨及海水构成原电池，Fe 为负极，失去电子被氧化变为Fe 2+进入溶液，溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原，比没有形成原电池时的速率快，正确。B ．d 为石墨，由于是中性电解质，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应为：O 2 + 2H 2O + 4e –→ 4OH –，正确。C ．若d 为锌块，则由于金属活动性：Zn>Fe ，Zn 为原电池的负极，Fe 为正极，首先被腐蚀的是Zn ，铁得到保护，铁片不易被腐蚀，正确。D ． d 为锌块，由于电解质为中性环境，发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反应为：O 2 + 2H 2O +4e –→ 4OH –，错误。

金属腐蚀与防护

第一章绪论 腐蚀：由于材料与其介质相互作用(化学与电化学)而导致的变质和破坏。 腐蚀控制的方法： 1）、改换材料 2）、表面涂漆/覆盖层 3）、改变腐蚀介质和环境 4）、合理的结构设计 5）、电化学保护 均匀腐蚀速率的评定方法： 失重法和增重法；深度法； 容量法(析氢腐蚀)；电流密度； 机械性能(晶间腐蚀)；电阻性. 第二章电化学腐蚀热力学 热力学第零定律状态函数(温度) 热力学第一定律(能量守恒定律) 状态函数(内能) 热力学第二定律状态函数(熵) 热力学第三定律绝对零度不可能达到 2.1、腐蚀的倾向性的热力学原理 腐蚀反应自发性及倾向性的判据： ?G：反应自发进行 < ?G：反应达到平衡 = ?G：反应不能自发进行 > 注：ΔG的负值的绝对值越大，该腐蚀的自发倾向性越大. 热力学上不稳定金属，也有许多在适当条件下能发生钝化而变得耐蚀. 2.2、腐蚀电池 2.2.1、电化学腐蚀现象与腐蚀电池 电化学腐蚀：即金属材料与电解质接触时，由于腐蚀电池作用而引起金属材料腐蚀破坏. 腐蚀电池(或腐蚀原电池)：即只能导致金属材料破坏而不能对外做工的短路原电 池. 注：1)、通过直接接触也能形成原电池而不一定要有导线的连接； 2)、一块金属不与其他金属接触，在电解质溶液中也会产生腐蚀电池. 丹尼尔电池：(只要有电势差存在) a)、电极反应具有热力学上的可逆性； b)、电极反应在无限接近电化学平衡条件下进行； c)、电池中进行的其它过程也必须是可逆的. 电极电势略高者为阴极 电极电势略低者为阳极 电化学不均匀性微观阴、阳极微观、亚微观腐蚀电池均匀腐蚀

2.2.2、金属腐蚀的电化学历程 腐蚀电池： 四个部分：阴极、阳极、电解质溶液、连接两极的电子导体(即电路) 三个环节：阴极过程、阳极过程、电荷转移过程(即电子流动) 1)、阳极过程氧化反应 ++ - M n M →ne 金属变为金属离子进入电解液，电子通过电路向阴极转移. 2)、阴极过程还原反应 []- -? D D ne +ne → 电解液中能接受电子的物质捕获电子生成新物质. (即去极化剂) 3)、金属的腐蚀将集中出现在阳极区，阴极区不发生可察觉的金属损失，只起到了传递电荷的作用 金属电化学腐蚀能够持续进行的条件是溶液中存在可使金属氧化的去极化剂，而且这些去极化剂的阳极还原反应的电极电位比金属阴极氧化反应的电位高2.2.3、电化学腐蚀的次生过程 难溶性产物称二次产物或次生物质由于扩散作用形成，且形成于一次产物相遇的地方 阳极——[]+n M(金属阳离子浓度) (形成致密对金属起保护作用) 阴极——pH高 2.3、腐蚀电池类型 宏观腐蚀电池、微观腐蚀电池、超微观腐蚀电池 2.3.1、宏观腐蚀电池 特点：a)、阴、阳极用肉眼可看到； b)、阴、阳极区能长时间保持稳定； c)、产生明显的局部腐蚀 1)、异金属(电偶)腐蚀电池——保护电位低的阴极区域 2)浓差电池由于同一金属的不同部位所接触的介质浓度不同所致 a、氧浓差电池——与富氧溶液接触的金属表面电位高而成为阳极区 eg：水线腐蚀——靠近水线的下部区域极易腐蚀 b、盐浓差电池——稀溶液中的金属电位低成为阴极区 c、温差电池——不同材料在不同温度下电位不同 eg：碳钢——高温阳极低温阴极 铜——高温阴极低温阳极 2.3.2、微观腐蚀电池 特点：a)、电极尺寸与晶粒尺寸相近(0.1mm-0.1μm)； b)、阴、阳极区能长时间保持稳定； c)、引起微观局部腐蚀(如孔蚀、晶间腐蚀)

化学专题复习：电化学基础(完整版)

化学专题复习：电化学基础(完整版)

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I F Z I I I F Z 高考化学专题复习：电化学基础 要点一 原电池、电解池、电镀池的比较 原电池 电解池 电镀池 定 义 将化学能转变成电能的装置 将电能转变成化学能的装置 应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属的装置。一种特殊的电解池 装 置 举 例 形 成 条 件 ①活动性不同的两电极(连接) ②电解质溶液(电极插入其中 并与电极自发反应) ③形成闭合回路 ①两电极接直流电源 ②两电极插人电解质溶液 ③形成闭合回路 ①镀层金属接电源正极，待镀金属接电源负极 ②电镀液必须含有镀层金属的离子 电 极 名 称 负极：较活泼金属； 正极：较不活泼金属(或能导电的非金属等) 阳极：电源正极相连的电极 阴极：电源负极相连的电极 阳极：镀层金属； 阴极：镀件 电 子 流 向 负极正极 电源负极 阴极 电源正极 阳极 电源负极阴极 电源正极 阳极 电 极 反 应 负极（氧化反应）：金属原子失电子； 正极（还原反应）：溶液中的阳离子得电子 阳极（氧化反应）：溶液中的阴离子失电子，或金属电极本身失电子； 阴极（还原反应）：溶液中的阳离子得电子 阳极（氧化反应）：金属电极失电子； 阴极（还原反应）：电镀液中阳离子得电子 离 子流向 阳离子：负极→正极（溶液中） 阴离子：负极←正极（溶液中） 阳离子→阴极（溶液中） 阴离子→阳极（溶液中） 阳离子→阴极（溶液中） 阴离子→阳极（溶液中） 练习1、把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞试液 混合溶液的玻璃皿中（如图所示），经一段时间后， 观察到溶液变红的区域是（ ） A 、I 和III 附近 B 、I 和IV 附近 C 、II 和III 附近 D 、II 和IV 附近

金属材料的电化学腐蚀与防护

金属材料的电化学腐蚀与防护 一、实验目的 1.了解金属电化学腐蚀的基本原理。 2.了解防止金属腐蚀的基本原理和常用方法。 二、实验原理 1．金属的电化学腐蚀类型 (1)微电池腐蚀 ①差异充气腐蚀 同一种金属在中性条件下，如果不同部位溶解氧气浓度不同，则氧气浓度较小的部位作为腐蚀电池的阳极，金属失去电子受到腐蚀；而氧气浓度较大的部位作为阴极，氧气得电子生成氢氧根离子。如果也有K3[Fe(CN)6]和酚酞存在，则阳极金属亚铁离子进一步与K3[Fe(CN)6]反应，生成蓝色的Fe3[Fe(CN)6]2沉淀；在阴极，由于氢氧根离子的不断生成使得酚酞变红（亦属于吸氧腐蚀）。两极反应式如下： 阳极(氧气浓度小的部位)反应式： Fe = Fe2＋＋2e－ 3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－= Fe3[Fe(CN)6]2 (蓝色沉淀) 阴极(氧气浓度大的部位)反应式： O2＋2H2O ＋4e－= 4OH－ ②析氢腐蚀 金属铁浸在含有K3[Fe(CN)6]2的盐酸溶液中，铁作为阳极失去电子，受腐蚀，杂质作为阴极，在其表面H＋得电子被还原析出氢气。两极反应式为： 阳极：Fe = Fe2＋＋2e－ 阴极：2H＋+2e－= H2↑ 在其中加入K3[Fe(CN)6]，则阳极附近的Fe2＋进一步反应： 3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－= Fe3[Fe(CN)6]2 (蓝色沉淀) （2）宏电池腐蚀 ①金属铁和铜直接接触，置于含有NaCl、K3[Fe(CN)6]、酚酞的混合溶液里，由于?O(Fe2＋/Fe)< ?O（Cu2＋/Cu），两者构成了宏电池，铁作为阳极，失去电子受到腐蚀（属于吸氧腐蚀）。两极的电极反应式分别如下： 阳极反应式： Fe = Fe2＋＋2e－ 3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－= Fe3[Fe(CN)6]2 (蓝色沉淀) 阴极(铜表面)反应式： O2＋2H2O ＋4e－= 4OH－ 在阴极由于有OH－生成，使c(OH－)增大，所以酚酞变红。

高考电化学专题 复习精华版

第一部分 原电池基础 一、原电池基础 装置特点：化学能转化为电能。 ①、两个活泼性不同的电极； 形成条件：②、电解质溶液（一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应）； 原 ③、形成闭合回路（或在溶液中接触） 电 负极：用还原性较强的物质作负极，负极向外电路提供电子；发生氧化反应。 池 基本概念： 正极：用氧化性较强的物质正极，正极从外电路得到电子，发生还原反应。 原 电极反应方程式：电极反应、总反应。 理 氧化反应 负极 铜锌原电池 正极 还原反应 反应原理 Zn-2e -=Zn 2+ 2H ++2e -=2H 2↑ 电解质溶液 二、常见的电池种类 电极反应： 负极（锌筒）Zn-2e -=Zn 2+ 正极（石墨）2NH 4++2e -=2NH 3+H 2↑ ① 普通锌——锰干电池 总反应：Zn+2NH 4+=Zn 2++2NH 3+H 2↑ 干电池： 电解质溶液：糊状的NH 4Cl 特点：电量小，放电过程易发生气涨和溶液 ② 碱性锌——锰干电池 电极反应： 负极（锌筒）Zn-2e - +2OH - =Zn(OH)2 正极（石墨）2e - +2H 2O +2MnO 2= 2OH-＋2MnOOH ( 氢氧化氧锰) 总反应：2 H 2O +Zn+2MnO 2= Zn(OH)2＋2MnOOH 电极：负极由锌改锌粉（反应面积增大，放电电流增加）；使用寿命提高 电解液：由中性变为碱性（离子导电性好）。 失e -,沿导线传递，有电流产生 溶 解 不断

可充电电池 正极（PbO 2） PbO 2+SO 42-+4H ++2e -=PbSO 4+2H 2O 负极（Pb ） Pb+SO 42--2e -=PbSO 4 铅蓄电池 总反应：PbO 2+Pb+2H 2SO 4 2PbSO 4+2H 2O 电解液：1.25g/cm 3~1.28g/cm 3的H 2SO 4 溶液 蓄电池 特点：电压稳定, 废弃电池污染环境 Ⅰ、镍——镉（Ni ——Cd ）可充电电池； 其它 负极材料：Cd ；正极材料：涂有NiO 2，电解质：KOH 溶液 NiO 2+Cd+2H 2O Ni(OH)2+ Cd(OH)2 Ⅱ、银锌蓄电池 正极壳填充Ag 2O 和石墨，负极盖填充锌汞合金，电解质溶液KOH 。 反应式为： 2Ag+Zn(OH)2 ﹦ Zn+Ag 2O+H 2 锂亚硫酰氯电池(Li-SOCl 2)：8Li+3SOCl 2 = 6LiCl+Li 2SO 3+2S 负极： ；正极： 。 锂电池 用途：质轻、高能(比能量高)、高工作效率、高稳定电压、工作温度宽、高使用寿命， 广泛应用于军事和航空领域。 ①、燃料电池与普通电池的区别 不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是工作时不断从外界输入，同时 燃 料 电极反应产物不断排出电池。 电 池 ②、原料：除氢气和氧气外，也可以是CH 4、煤气、燃料、空气、氯气等氧化剂。 ③、氢氧燃料电池： 总反应：O 2 +2H 2 =2H 2O 特点：转化率高，持续使用，无污染。 1.普通锌锰电池 干电池用锌制桶形外壳作负极，位于中央的顶盖有铜帽的石墨作正极，在石墨周围填充NH 4Cl 、ZnCl 2和淀粉作电解质溶液，还填充MnO 2的黑色粉末吸收正极放出的H 2，防止产生极化现象。电极总的反应式为：2NH 4Cl+Zn+2MnO 2=ZnCl 2＋2NH 3↑+Mn 2O 3+H 2O 问题： ①通常我们可以通过干电池的外观上的哪些变化判断它已经不能正常供电了？ ②我们在使用干电池的过程中并没有发现有气体产生，请推测可能是干电池中的什么成分起了作用? 化学电 源 简 介 放电 充电 放电 放电` 充电 放电 ` 充电 放电 `

材料的腐蚀与防护

姓名：贾永乐学号：201224190602 班级：机械6班 检索主题：材料的腐蚀与防护 数据库：中国知识资源总库——中国期刊全文数据库 检索方法：用高级检索，主题词：腐蚀与防护关键词：材料相与检索结果：1456篇，其中关于航空材料的13篇；金属材料的腐蚀的183篇；材料的防护的522篇，其余为腐蚀与防护相关 的其它技术和方法。 文献综述 1材料腐蚀与防护的发展史： 所有的材料都有一定的使用寿命，在使用过程中将遭受断裂、磨损、腐蚀等损坏。其中，腐蚀失效的危害最为严重，它所造成的经济损失超过了各种自然灾害所造成的损失总和，造成许多灾难性的事故，造成了资源浪费和环境污染。因此，研究与解决材料的腐蚀问题，与防止环境污染、保护人民健康息息相关。在现代工程结构中，特别足在高温、高压、多相流作用下，以及在磨损、断裂等的协同作用下，腐蚀损坏格外严重。据统计，材料腐蚀带来的经济损失约占国民生产总值的1．8％～4．2％。而常用金属材料最容易遭受腐蚀，因此金属腐蚀的研究受到广泛的重视【1】。我们只有在搞清楚材料腐蚀的原因的基础上，才能研制适宜的耐腐蚀材料、涂层及采取合理的保护措施，以达到防止或控制腐蚀的目的。从而减少经济损失和事故，保护环境保障人类健康。 每年由于腐蚀引起的材料失效给人类社会带来了巨大的损失。航

空材料的腐蚀损失尤为巨大。我国针对航空产品的腐蚀与防护的研究和应用起始于上世纪五十年代，经过几十年的曲折发展，取得了很大进步。目前在航空产品的常温腐蚀与防护上，已经进入了向国际接轨的发展阶段。航空材料由于服役环境复杂多变, 不同构成材料相互配合影响, 导致航空材料在飞行器的留空阶段、停放阶段遭受多种不同种类的腐蚀, 增加了飞行器的运营成本, 对飞行器的功能完整性和使用安全性造成严重的危害。英美空军每架飞机每年因腐蚀造成的直接修理费用为11 000~ 55 000美元之间【2】。1985年8月12日,日本一架B747客机因应力腐蚀断裂而坠毁,死亡500余人。因此航空材料的腐蚀防护技术研究对航空业的发展具有举足轻重的作用。 1978．10国家科委主任方毅在全国聘任27位科学家组建了我国《腐蚀科学》学科组，笔者作为学科组成员，第三专业组(大气腐蚀专业组)副组长，承担了航空航天部分的调查任务。1980．1—1982．6广泛函调一百多个工厂，并深入26个厂、所、部队，机场进行了实地考查，发现了大量的腐蚀问题，笔者1985年在我国首次出版了《航空产品腐蚀故障事例集》，汇集了数据比较周全，二十世纪六、七十年代的46个腐蚀故障【3】。 1990年前，铁道车辆车体结构通常采用普碳钢制造，加之使用涂料档次低，对表面处理和涂装工艺不够重视，车辆锈蚀严重，修理时车体钢板的更换率相当高，有些客车甚至仅使用1个厂修期就报废。1985年，耐大气腐蚀钢（即Corten钢，又称耐候钢）开始用于车辆，到1990年，已在全部新造车辆上采用。由于这类钢材含有(0.2%~0.4%

金属的电化学腐蚀与防护

第二章金属的电化学腐蚀 通常规定凡是进行氧化反应的电极称为阳极；进行还原反应的电极就叫做阴极。由此表明，作为一个腐蚀电池，它必需包括阴极、阳极、电解质溶液和电路四个不可分割的部分。而腐蚀原电池的工作历程主要由下列三个基本过程组成： 1、阳极过程：金属溶解，以离子的形式进入溶液，并把当量的电子留在金属上； 2、阴极过程：从阳极过来的电子被电解质溶液中能够吸收电子的氧化性物质所接受； 3、电流的流动：金属部分：电子由阳极流向阴极； 溶液部分：正离子由阳极向阴极迁移。 4、腐蚀电池的类型 可以把腐蚀电池分为两大类：宏观腐蚀电池和微观腐蚀电池 一、宏观腐蚀电池 1）、异金属接触电池 2）、浓差电池 3）、温差电池 二、微观腐蚀电池 在金属表面上由于存在许多极微小的电极而形成的电池称为微电池。微电池是因金属表面的电化学的不均匀性所引起的 1、金属化学成分的不均匀性 2、组织结构的不均匀性 3、物理状态的不均匀性 4、金属表面膜的不完整性 当参与电极反应的各组分活度(或分压)都等于1，温度规定为25 C，这种状态称为标准状态，此时，平衡电位Ee等于E0，故E0称为标准电位。 由于通过电流而引起原电池两极间电位差减小并因而引起电池工作电流强度降低的现象，称为原电池的极化作用。 当通过电流时阳极电位向正的方向移动的现象，称为阳极极化。 当通过电流时阴极电位向负的方向移动的现象，称为阴极极化。 消除或减弱阳极和阴极的极化作用的电极过程称为去极化作用或去极化过程 根据控制步骤的不同，可将极化分为两类：电化学极化和浓度极化 极化分类： 电化学极化：电子转移步骤最慢为控制步骤所导致 浓度极化：电子转移步骤快，而反应物从溶液相中向电极表面运动成产物自由电极表面向溶液相内部运动的液相传质成为控制步骤 电阻极化：电流通过电解质溶液和电极表面的某种类型膜而产生的欧姆降。 产生阳极极化的原因： 1、阳极的电化学极化 2、阳极的浓度极化 3、阳极的电阻极化。 析氢腐蚀以氢离子作为去极化剂的腐蚀过程，称为氢离子去极化腐蚀 吸氧腐蚀以氧作为去极化剂的腐蚀过程，称为氧去极化腐蚀 氢去极化腐蚀的特征 1、阴极反应的浓度极化小,一般可以忽略。 2、与溶液PH值关系很大。 3、与金属材料的本质及表面状态有关。 4、与阴极面积有关。

最新高考化学专题复习：电化学精品版

2020年高考化学专题复习：电化学精品版

高考化学专题复习：电化学 考点聚焦 1．理解原电池原理。熟记金属活动性顺序。了解化学腐蚀与电化学腐蚀及一般防腐蚀方法。 2．了解电解和电镀的基本原理及应用。 知识梳理 一、构成原电池的条件 1．要有活动性不同的两个电极（一种金属与另一种金属或石墨或不溶性的金属氧化物）； 2．要有电解质溶液； 3．两电极浸入电解质溶液且用导线连接或直接接触。 二、金属的腐蚀 1．金属腐蚀的实质：金属原子失去电子被氧化而消耗的过程。2．金属腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀。 3．化学腐蚀实质：金属和非电解质或其它物质高考资源网相接触直接发生氧化还原反应而引起的腐蚀。其腐蚀过程没有电流产生。

4．电化学腐蚀实质：不纯金属或合金在电解质溶液中发生原电池反应。电化学腐蚀过程有电流产生。 5．腐蚀的常见类型 （1）析氢腐蚀在酸性条件下，正极发生2H++2e-=H2↑反应。 （2）吸氧腐蚀在极弱酸或中性条件下，正极发生 2H2O+O2+4e-=4OH-反应。 若负极金属不与电解质溶液发生直接的反应，则形成吸氧腐蚀的原电池反应。如生铁浸入食盐水中，会形成许多微小的原电池。 6．在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢可用下列原则判断：电解原理引起的腐蚀>原电池引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。 三、原电池、电解（镀）池电极名称的确定 1．确定原电池电极名称的方法 方法一：根据电极材料的性质确定。通常是 （1）对于金属——金属电极，活泼金属是负极，不活泼金属是正极；

（2）对于金属——非金属电极，金属是负极，非金属是正极，如干电池等； （3）对于金属——化合物电极，金属是负极，化合物是正极。 方法二：根据电极反应的本身确定。 失电子的反应→氧化反应→负极；得电子的反应→还原反应→正极。 2．确定电解（镀）池电极名称的方法 方法一：与外电源正极连接的一极是阳极、与负极连接的一极是阴极。 方法二：电极上发生氧化反应的是阳极，发生还原反应的是阴极。 四、分析电极反应及其产物 原电池：负极：M-ne-=M n+ 正极：（1）酸性溶液中2H++2e-=H2↑ （2）不活泼金属盐溶液M n++ne-=M （3）中性、弱酸性条件下2H2O+O2+4e-=4OH-电解（镀）池：

电化学高考题

高考培优之——电化学高考题逆袭 32.【2018年全国理综3】一种可充电锂-空气电池如图所示。当电池放电时，O 2与Li +在多孔 碳材料电极处生成Li 2O 2-x （x =0或1）。下列说法正确的是（ ） A ．放电时，多孔碳材料电极为负极 B ．放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极 C ．充电时，电解质溶液中Li +向多孔碳材料区迁移 D ．充电时，电池总反应为Li 2O 2-x =2Li+（1-2 x ）O 2 31.【2018年全国理综2】我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na?CO 2二次电池。将 NaClO 4 溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为：3CO 2+4Na 2 Na 2CO 3+C 。下列说法错误的是（ ） A ．放电时，4ClO -向负极移动 B ．充电时释放CO 2，放电时吸收CO 2 C ．放电时，正极反应为：3CO 2+4e ? 223CO - +C

D．充电时，正极反应为：Na+ + e?Na 30．（2018?北京）验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下（烧杯内均为经过酸化的3%NaCl 溶液）。 ①②③ 在Fe表面生成蓝色沉淀试管内无明显变化试管内生成蓝色沉淀 下列说法不正确 ．．．的是（） A．对比②③，可以判定Zn保护了Fe B．对比①②，K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化 C．验证Zn保护Fe时不能用①的方法 D．将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼 29．（2017?新课标Ⅰ）支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是（） A. 通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零 B. 通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩 C. 高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流 D. 通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整 28．（2017?天津-3）下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是（） A．硅太阳能电池工作时，光能转化成电能 B．锂离子电池放电时，化学能转化成电能 C．电解质溶液导电时，电能转化成化学能 D．葡萄糖为人类生命活动提供能量时，化学能转化成热能

金属的电化学腐蚀与防护测试题(含答案)

金属的电化学腐蚀与防护测试题(含答案) 《金属的电化学腐蚀与防护》 一、选择题 1. 为了防止钢铁锈蚀，下列防护方法中正确的是 A. 在精密机床的铁床上安装铜螺钉 B. 在排放海水的钢铁阀门上用导线 连接一块石墨，一同浸入海水中 C. 在海轮舷上用铁丝系住锌板浸在海水里 D. 在地下输油的铸铁管上接直流电源的负极 2. 以下现象 与电化学腐蚀无关的是 A. 黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿 B. 生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易生锈 C. 铁制器件附有铜制配件，在接触处易生铁锈 D. 银制奖牌久置后表面变暗 3. 埋在地下的铸铁输油管道，在下列各种情况下被腐蚀的速度最慢的是 A. 在含铁元素较多的酸性土壤中 B. 在潮湿疏松透气的土壤中 C. 在干燥 致密不透气的土壤中 D. 含碳粒较多、潮湿透气的中性土壤中 4. 下列各方法中能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的是①金属表面涂抹油漆②改变金属的内部结构③保持金属表面清洁干燥④在金属表面进行电镀⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜 A．①②③④ B．①③④⑤ C．①②④⑤ D．全部 5. 下列对金属及其制品的防护措施中，错误的是 A. 铁锅用完后，用水刷去其表面的油污，置于潮湿处 B. 通过特殊工艺，增加铝制品表面的氧化膜 C. 对于易生锈的铁制品要定期刷防护漆 D. 把Cr、Ni等金属加入到普通钢里制成不锈钢 6. 为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存一星期后，下列对实验结束时现象描述不正确的是 A．装置Ⅰ左侧的液面一定会上升 B．左侧液面装置Ⅰ比装置Ⅱ的低 C．装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重 D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀 7. 下列关于金属腐蚀正确的是： A. 金属在潮湿的空气中腐蚀的实质是：M + n H2O === M(OH)n + n/2 H2↑ B. 金属的化学腐蚀的实质是：M ?C ne- ＝ Mn+ ，电子直接转移给氧化剂 C. 金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行 D. 在潮湿的中性环境中，金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀 8. 随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提上议事日程，其首要原因是 A．利用电池外壳的金属材料 B．防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染 C．不使电池

专题17电化学原理综合应用-三年高考(2015-2017)化学试题

1．【2017江苏卷】(12分)铝是应用广泛的金属。以铝土矿 (主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下： 注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。 （3）“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是___________。 （4）“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液，原理如图所示。阳极的电极反应式为_____________________，阴极产生的物质A的化学式为____________。 【答案】（3）石墨电极被阳极上产生的O2氧化（4）4CO32－+2H2O?4e?=4HCO3－+O2↑ H2 2．【2017天津卷】（14分）某混合物浆液含有Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4,。考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置（见图2），使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。回答Ⅰ和Ⅱ中的问题。

Ⅱ．含铬元素溶液的分离和利用 （4）用惰性电极电解时，CrO42-能从浆液中分离出来的原因是__________，分离后含铬元素的粒子是_________；阴极室生成的物质为___________（写化学式）。 【答案】（4）在直流电场作用下，CrO42-通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液CrO42-和Cr2O72- NaOH和H2 3．【2016新课标1卷】NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下： 回答下列问题： （3）“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2+和Ca2+，要加入的试剂分别为________、________。“电解”中阴极反应的主要产物是______。 【答案】（3）NaOH溶液；Na2CO3溶液；ClO2?(或NaClO2)； 【解析】（3）食盐溶液中混有Mg2+和Ca2+，可利用过量NaOH溶液除去Mg2+，利用过量Na2CO3溶液除去Ca2+；向NaCl溶液中加入ClO2，进行电解，阳极发生反应2Cl--2e-=Cl2↑，反应产生Cl2，阴极发生反应产生NaClO2，可见“电解”中阴极反应的主要产物是NaClO2； 4．【2016北京卷】用零价铁（Fe）去除水体中的硝酸盐（NO3-）已成为环境修复研究的热点之一。

备战高考化学电化学的解题方法

备战2019高考化学电化学的解题方法 电化学是一个要点，同时也是难点。本次“化学”科目答疑过程中，同学们对化学电化学的解题方法存在的疑问非常多，希望对同学们学习化学，尤其是电化学部分有所帮助。 一、电化学的解题方法 问题1：每次都是电化学不会写，求老师指点 问题2：电化学不会呀尤其是方程式。 问题3：电化学不明白什么意思，不知道做题思路 问题4：怎么复习电化学呢当时学的也不太好 问题5：电化学的技巧重要吗 问题6：电极方程式怎么写?一遇到题就乱了应该怎么学 问题7：固体电解质的电极方程式怎么写 问题8：老师!总是写不好电极反应啊 问题9：请问老师原电池的电极方程式怎么写?总是找不准。问题10：总是分不清电解池阴阳极，阴阳极方程式不会写问题11：电解质溶液放电顺序那里的什么都搞不清不会用问题12：怎样书写电极方程式 问题13：怎样正确判别原电池中的正负极? 问题14：遇到新型电池如何入手做题，有时遇到的新型电池根本看不懂。 问题15：有的里面成分过于复杂，分不清是哪个，哪个阳极哪个阴极，哪边得电子，哪边失电子，也有的成分太少也看

不出来，谢谢老师了 问题16：正极和负极，阳极和阴极的电极方程式都有固定的模式吗?如果没有，那要怎么书写?通过什么来看? 问题17：电极反应式不太会写特别是燃料电池的负极反应式问题18：老师你好想问一下有时候电池题里会出现有机物这怎么判断化合价和正负极反应呢 问题19：老师，有时候原电池他给的总反应式是没见过的，而其中的元素化合价又不知道，该怎么办啊? 问题20：老师，麻烦问一下，在写电化学方程式时，有些是直接电解水，然后还有些是电解电极本身，还有些要电解电解质。。。请问老师这些如何区分，谢谢 问题21：正负极反应式不会写，遇到新型电池看不懂，老师这有什么对策吗 问题22：原电池的配平怎么配?然后氧化还原怎么判断? 问题23：老师请问一下电解质溶液是熔融盐要怎么书写? 问题24：老师你好燃料电池的电极反应式怎么写不太会问题25：老师好，燃料电池和充电电池的方程式应该怎么写问题26：什么是放电顺序 问题27：老师，我老是不会写电极方程式?这该怎么学? 问题28：选择题：怎么判断新型电池装置图中两极? 大题：我很难写对方程式，怎么学会类比学过的电池原理 问题29：考试的时候一出陌生的电化学，都不会做，怎么办?

东北大学 材料腐蚀与防护 复习

第一章 耐蚀性：指材料抵抗环境介质腐蚀的能力。 腐蚀性：指环境介质腐蚀材料的强弱程度。 高温氧化：在高温条件下，金属与环境介质中的气相或凝聚相物质发生化学反应而遭受破坏的过程称高温氧化，亦称高温腐蚀。 毕林—彼得沃尔斯原理或P-B 比：氧化时所生成的金属氧化膜的体积2MeO V 与生成这些氧化膜所消耗的金属的体积Me V 之比。 腐蚀过程的本质：金属 → 金属化合物 (高温）热腐蚀：指金属材料在高温工作时，基体金属与沉积在其工作表面上的沉积盐及周围工作气体发生总和作用而产生的腐蚀现象称为热腐蚀. p 型半导体：通过电子的迁移而导电的半导体； n 型半导体：通过空穴的迁移而导电的半导体。 n 型：加Li （低价），导电率减小，氧化速度增加；加Al （高价），导电率增加，氧化速度降低。 p 型：加Li （低价），导电率增加，氧化速度降低；加Cr （高价），导电率减小，氧化度增加。 腐蚀的危害 1)造成巨大的经济损失；2)造成金属资源和能源的浪费造成设备破坏事故,危及人身安全；3)引起环境污染。 金属一旦形成氧化膜，氧化过程的继续进行将取决于两个因素 1)界面反应速度，包括金属／氧化物界面以及氧化物/气体两个界面上的反应速度；2)参加反应物质通过氧化膜的扩散速度。（这两个因素实际上控制了继续氧化的整个过程，也就是控制了进一步氧化速度。在氧化初期，氧化控制因素是界面反应速度，随着氧化膜的增厚，扩散过程起着愈来愈重要的作用，成为继续氧化的速度控制因素）反映物质通过氧化膜的扩散，一般可有三种传输形式 1)金属离子单向向外扩散；2)氧单向向内扩散；3)两个方向的扩散。 反应物质在氧化膜内的传输途径 1)通过晶格扩散：温度较高，氧化膜致密，而且氧化膜内部存在高浓度的空位缺陷的情况下，如钴的氧化；2)通过晶界扩散。在较低的温度下，由于晶界扩散的激活能小东北大学 材料腐蚀与防护 整理人 围安 E-mail jr_lee@https://www.sodocs.net/doc/5414143817.html, 2016.1.2

最新整理《金属的电化学腐蚀与防护》教学设计讲课稿

《金属的电化学腐蚀与防护》教学设计三维目标： 知识与技能：1．了解金属腐蚀及其危害。 2．了解金属电化学腐蚀的原因及反应原理。 3．了解金属防护的一般方法，特别是电化学防护的方法。 过程与方法：事例引入，激发兴趣；分组实验，总结结论，典型题例，强化理解。 情感态度与价值观：通过生活事例引发学生思考，体现化学与生活的紧密联系，激发学生的探索精神，并让学生体会到学以致用的科学精神。 教学重点：金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护。 教学难点：金属发生吸氧腐蚀的电化学原理。 教具：提供试剂：锌片铜片稀硫酸氯化钠溶液 提供仪器：水槽导管电流表 教学过程： 【事例引入（配合投影）】在我们的生活中经常可以看到这些现象（投影图片）。这些现实均显示：我们辛苦制备的材料，尤其是金属材料在使用

中往往会被腐蚀，造成损坏，浪费，甚至引起恶性事故。如：这是位于美国的俄亥俄桥，突然塌入河中，死亡46人。事后调查，是由于桥梁的钢梁被腐蚀产生裂缝所致。又如，这是日本大阪地下铁道的输气管道，因腐蚀而折断，造成瓦斯爆炸，乘客当场死亡75人。 这样的例子举不胜举，可见，金属腐蚀给人类造成的损失有多么巨大。据统计：（投影）。这些数据都说明金属腐蚀造成的损失已经远远超过了各种自然灾害造成的损失的总和。所以我们要有这样的使命感：用自己学过的知识，去研究金属腐蚀的原理，并尝试找出“防止腐蚀的方法”，甚至想想利用腐蚀原理为我们服务。今天这堂课我们就来走进“金属的腐蚀与防护”。 【板书】金属的电化学腐蚀与防护 [预设问题1] 钢铁生锈，铁锈的主要成分：Fe 2O 3 ·xH 2 O 铜器生锈，铜绿的主要成分：Cu 2(OH) 2 CO 3 思考：金属腐蚀的本质是什么？ [板书] 第四节金属的电化学腐蚀与防护[板书] 一、金属的电化学腐蚀

论化工设备的腐蚀与防护示范文本

论化工设备的腐蚀与防护 示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

论化工设备的腐蚀与防护示范文本使用指引：此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 化工设备是人类生活当中必不可少的工业设备，其对 于人类生活水平的提高有着重要的推进作用。在日常使用 过程中，因为外部环境影响、内部化学药品侵蚀、使用方 法上选择以及使用年限过长等因素的促在，很容易造成化 工设备的腐蚀。这种化工设备腐蚀的情况出现，不仅会降 低化工设备的使用效果，还会带来极大的安全隐患，做好 对化工设备的防护工作，降低化工设备的腐蚀情况对于我 国化工事业的发展有着重要的作用。笔者结合实践工作经 验，在本文当中对化工设备的腐蚀因素进行分析，并探讨 了提高化工设备防护水平的策略。 在化工设备的实际工作当中，化工设备在工作时自身 所产生的化学腐蚀、外部环境的侵蚀、使用方法及维护方

法选择不当等因素都会为化工设备的腐蚀创造条件或实现对腐蚀的催化，一旦化工设备腐蚀到一定程度，那么化工设备的工作性能就必然会降低，腐蚀情况严重的还会导致化工设备的报废，想要保证化工设备的工作状态，实现化工产业的发展，做好化工设备的腐蚀防护工作势在必行。 1.化工设备腐蚀的因素分析 在化工产业当中，化工设备的腐蚀情况较为常见，其属于化工设备的合理损耗，根据对化工设备实际使用情况来看，导致化工设备腐蚀因素可以分为内部因素和外部因素两个层面。从内部原因来看，化工设备以金属材质为主，而金属自身的化学属性较为活跃，其在企业使用过程中，工作环境必须与化工生产介质发生接触，如酸、碱、高温、高压、不均匀应力等都极易发生金属腐蚀情况。从外部原因来看，化工设备的使用环境、使用方法及日常维护都会在不同程度上为化工设备的腐蚀创造条件。尽管化

高考化学专题电化学

2011届高考化学专题：电化学 1、铜片和银片用导线连接后插入某氯化钠溶液中，铜片是（） A、阴极 B、正极 C、阳极 D、负极 2、关于如右图所示装置的叙述中，正确的是（） A、铜是阳极，铜片上有气泡产生 B、铜片质量逐渐减少 C、电流从锌片经导线流向铜片 D、氢离子在铜片表面被还原 3、锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池，某种锂电池的总反应为：Li+MnO2==LiMnO2，下列关于该锂的电池说法中，正确的是（） A、Li是正极，电极反应为Li－e—== Li+ B、Li是负极，电极反应为Li－e—== Li+ C、Li是负极，电极反应为MnO2 + e— == MnO2－ D、Li是负极，电极反应为Li－2e—== Li2+ 4、原电池的电极反应不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中不正确是（） A、由Al、Cu、稀H2SO4组成原电池，其负极反应式为：Al—3e—=Al3+ B、由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为：Mg—2e—=Mg2+ C、由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式为：Fe—2e—=Fe2+ D、由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为：Cu—2e—=Cu2+ 5、人造地球卫星用到的一种高能电池——银锌蓄电池，它在放电时的电极反应为：Zn + 2OH––2e–＝ZnO + H2O，Ag2O + H2O + 2e–＝2Ag + 2OH–，下列叙述中，正确的是（） A、Ag2O 是负极，并被氧化 B、电流由锌经外电路流向氧化银 C、工作时，负极区溶液pH减小,正极区pH增大 D、溶液中OH-向正极移动，K+、H+向负极移动 6、一个电池的总反应：Zn+Cu2+=Zn2++Cu，该反应的原电池的正确组成是（） A. B. C. D. 正极 Zn Cu Cu Ag 负极 Cu Zn Zn Cu 电解质溶液 CuCl2 H2SO4 CuSO4 AgNO3 7、用惰性电极实现电解，下列说法正确的是（）

高中化学---电化学新课标2010-2020高考题

化学反应与能量（Q）：热能与电能（Q） 【要点】1.原电池与电解池结合考虑。 2.电极是否参与反应。 3.电解液是酸性、碱性还是熔融盐。 4.离子交换膜：盐桥的升级版。 1.铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为Fe+Ni2O3+3H2O=Fe（OH）2+2Ni（OH）2下列有关该电池的说法不正确 ．．．的是（） A．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为Fe B．电池放电时，负极反应为Fe+2OH--2e-=Fe（OH）2 C．电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低 D．电池充电时，阳极反应为2Ni（OH）2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2O 2..银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了Ag2S的缘故.根据电化学原理可进行如下处理:在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器漫入该溶液中，一段时间后发现黑色会褪去。下列说法正确的是（） A．处理过程中银器一直保持恒重 B．银器为正极，Ag2S被还原生成单质银 C．该过程中总反应为2Al+3Ag2S=6Ag+A12S3 D．黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl 3．硫酸亚铁锂（LiFePO4）电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧硫酸亚铁锂电池正极片中的金属，其流程如下： 下列叙述错误的是（） A．合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用 B．从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、Li C．“沉淀”反应的金属离子为Fe3+ D．上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠 4.根据右图，可判断出下列离子方程式中错误的是（） A． B． C． D． 2 2()()2()() Ag s Cd aq Ag aq Cd S ++ +=+ 22 ()()()() Co aq Cd s Co s Cd aq ++ +=+ 2 2()()2()() Ag aq Cd S Ag s Cd aq ++ +=+ 2 2()()2()() Ag aq Co s Ag s Co aq ++ +=+

论文-金属材料的腐蚀与防护

金属材料的腐蚀和防护 罗--（学号：1230060054） （-----大学物理与材料科学学院物理学1202班） 专题授课老师：---- 摘要：自从人类发现并使用金属到如今已有5000年的历史，然而人类在享受金属材料的使用带来便利的同时，也在苦恼着金属腐蚀带来的烦恼。人类在使用金属的同时，也在尽最大的努力对金属进行防护。金属的有效防护，一方面可以降低成本，提高劳动生产率，赢得最大的经济效应；另一方面对加强国防建设也有重要的意义。 关键词：金属材料腐蚀防护 引言：当金属和周围气态或液态介质接触时常常由于发生化学作用或电化学作用而逐渐损坏的过程成为金属腐蚀，每年金属腐蚀给国家带来巨大的经济损失，所以金属的有效防护对于一个企业和国家是至关重要的。 1.金属材料的腐蚀机理 1.1金属腐蚀的分类 按照金属的腐蚀机理可以将金属腐蚀分为化学腐蚀与电化学腐蚀两大类。化学腐蚀就是金属与接触到的物质直接发生氧化还原反应而被氧化损耗的过程；电化学腐蚀就是铁和氧形成两个电极，组成腐蚀原电池。金属腐蚀的实质都是金属原子被氧化转化成金属阳离子的过程。 1.2金属腐蚀的发生

自然界中只有极少数金属（例如金、铂等）能以游离状态存在，而大多数金属都需要从它们的矿石中用不同的能量冶炼出来。因此，金属受周围介质的化学及电化学作用而被破坏，这种现象叫做金属的腐蚀。 1.3金属腐蚀的危害 金属腐蚀的危害首先在于腐蚀造成了巨大的经济损失。这种损失可分为直接损失和间接损失。直接损失包括材料的损耗、设备的失效、能源的消耗。由于腐蚀,使大量有用材料变为废料,估计全世界每年因腐蚀报废的钢铁设备约为其年产量的10% 。间接损失包括因腐蚀引起的停工停产,产品质量下降,大量有用有毒物质的泄漏、爆炸,以及大规模的环境污染等。一些腐蚀破坏事故还造成了人员伤亡,直接威胁着人民群众的生命安全。 2.金属腐蚀防护的方法 2.1 改变金属的组成 这种方法最常见的是不锈钢材料。通过在钢铁中加入12-30%的金属铬而改变钢铁原有的组成，从而改善性能，不易腐蚀。如目前迅速发展起来的不锈钢炊具，餐具等就是以此为材料的。2.2 形成保护层 在金属表面覆盖各种保护层，把被保护金属与腐蚀性介质隔开，是防止金属腐蚀的有效方法。可以形成以下几种保护层来对金属腐蚀进行防护： （1）磷化处理: 钢铁制品去油、除锈后，放入特定组成的磷酸

设备防腐蚀办法

设备防腐蚀办法引言 防腐蚀的方法总的来说可以分为两大类：一是正确地选择防腐蚀材料和其他防腐蚀措施；二是选择合理的工艺操作及设备结构。严格遵守化工生产的工艺规程，可以消除不应当发生的腐蚀现象，而即使采用良好的耐腐蚀材料，在操作工艺上不腐蚀规程，也会引起严重的腐蚀。目前，化工生产中常用的防腐蚀方法有以下几种。 1 正确选材和设计 了解不同材料的耐蚀性能，正确地、合理地选择防腐蚀材料是最行之有效的方法。众所周知，材料的品种很多，不同材料在不同环境中的腐蚀速度也不同，选材人员应当针对某一特定环境选择腐蚀率低、价格较便宜、物理力学性能等满足设计要求的材料，以便设备获得经济、合理的使用寿命。 2 调整环境 如果能消除环境中引起腐蚀的各种因素，腐蚀就会终止或减缓，但是多数环境是无法控制的，如大气和土壤中的水分，海水中的氧等都不可能除去，且化工生产流程也不可能随意更改。但是有些局部环境是可以被调整的，如锅炉进水先去除氧（加入脱氧剂亚硫酸钠和肼等），可保护锅炉免遭腐蚀；又如空气进入密闭的仓库前先出去水分，也可避免贮存的金属部件生锈；为了防止冷却水对换热器和其他设备造成结垢和穿孔，可在水中加入碱或酸以调节PH值至最佳范围（接近中性）；炼油工艺中常加碱或 氨使生产流体保持中性或碱性。温度过高时，可在器壁冷却降温，或在设备内壁砌衬耐火砖隔热，等。这些都是改变环境且不影响产品和工艺的前提下采用的方法，在允许的前提下，建议工艺中选用缓和的介质代替强腐蚀介质。 3

加入缓蚀剂 通常，在腐蚀环境中加入少量缓蚀剂就可以大大减缓金属的腐蚀，我们一般将它分为无机、有机和气相缓蚀剂三类，其缓蚀机理也各不相同。 1无机缓蚀剂 有些缓蚀剂会使阳极过程变慢，称之为阳极型缓蚀剂，它包括促进阳极钝化的氧化剂（铬酸盐、亚硝酸盐、铁离子等）或阳极成膜剂（碱、磷酸盐、硅酸盐、苯甲酸盐等），它们主要在阳极区域反应，促进阳极极化。一般阳极缓蚀剂会在阳极表面生成保护膜，这种情况下的缓蚀效果较好，但也存在一定风险，因为如果剂量不充足，会造成保护膜不完整，膜缺陷处暴露的裸金属面积小，阳极电流密度大，更容易发生穿孔。另一类缓蚀剂是在阴极反应，如钙离子、锌离子、镁离子、铜离子、锰离子等与阴极产生氢氧根离子，形成不溶性的氢氧化物，以厚膜形态覆盖在阴极表面，因而阻滞氧扩散到阴极，增大浓差极化。除此之外，也有同时阻滞阳极和阴极的混合型缓蚀剂，但加入量一般都需要先通过试验才可确定。 2有机缓蚀剂 有机缓蚀剂是吸附型的，吸附在金属表面，形成几个分子厚的不可视膜，可同时阻滞阳极和阴极反应，但对二者的影响力稍有不同。常用无机缓蚀剂有含氮、含硫、含氧及含磷的有机化合物，其吸附类型随有机物分子构型的不同可分为静电吸附、化学吸附及π键（不定位电子）吸附。有机缓蚀剂的发展很快，用途十分广泛，但是使用它同时也会产生一些缺点，如污染产品，特别是食品类，缓蚀剂可能对生产流程的这一部分有利，但进入另一部分则变为有害物质，也有可能会阻抑需要的反应，如酸洗时使去膜速度过缓，等。 3气相缓蚀剂 这类缓蚀剂是挥发性很高的物质，含有缓蚀基团，一般用来保护贮藏和运输中的金属零部件，以固体形态应用居多。它的蒸汽被大气中的水分解出有效的缓蚀基团，吸附在金属表面，达到减缓腐蚀的目的。另外，它也是一种吸附性缓蚀剂，被保护的金属表面不需要除锈处理。