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

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1、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（）A．K1闭合，铁棒上发生的反应为2H＋＋2e－→H2↑B．K1闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐升高C．K2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法D．K2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

2、泼的金属，铁棒是负极，铁失去电子，铁棒上发生的反应为Fe—2e－→Fe2＋，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O2＋4e－＋2H2O→40H－，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2H＋＋

3、2e－→H2↑、2Cl－－2e－→Cl2↑，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5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

4、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2H＋＋2e－===H2↑2H2O＋O2＋4e－===4OH－负极反应Fe－2e－===Fe2＋总反应Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2其他反应铁锈的形成：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(铁锈)＋(3－x)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。①该电化腐蚀称为。②图中A、

5、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：5①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。②步骤II中发生反应：4Fe(NO3)2＋O2＋(2n＋4)H2O＝2Fe2O3·nH2O＋8HNO3，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。③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K＝0．25。①t℃时，反应达到平衡时n(CO)

6、：n(CO2)＝。②若在1L密闭容器中加入0．02molFeO(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）①吸氧腐蚀②B（2）①4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O②4Fe＋10HNO3＝4Fe(NO3)2＋NH4NO3＋3H2O③氮氧化物排放少（或其他合理答案）（3）①4：1②0．05（1）①钢铁在海水(中性环境)中发生的应该是吸氧腐蚀。②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）①硝酸受热分解产生NO2、O2、H2O，通过氧化还原反应的化合价

7、升降法将其配平。②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4Fe＋10HNO3－－4Fe(NO3)2＋NH4NO3，再根据原子守恒得4Fe＋10HNO3＝4Fe(NO3)2＋NH4NO3＋3H2O。③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）①据题意有K＝，则n(CO)：n(CO2)＝4：1。②据题意有n(CO)：n(CO2)＝(x-0．01)：0．01＝4：1，解得x＝0．05mol。5【名师

8、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