（课标版）2021高考化学一轮复习 第19讲 电解池 金属的腐蚀与防护课件 新人教版

第19讲电解池金属的电化学腐蚀与防护,课标研读备考定位,考点一电解原理及规律,考点二电解原理的应用,考点三金属的腐蚀与防护,考点四与电化学有关的定量计算,考点一电解原理及规律,自主学习探究提升,1电解的定义让直流电通过电解质溶液或熔融电解质，在两个电极上分别发生_和_的过程。,氧化反应,还原反应,电能,化学能,直流,电源,正,负,闭合回路,熔融,(3)电解池工作原理(以电解cucl2溶液为例)。,(4)电解原理示意图,电解时，在外电路中有电子通过，而在溶液中是依靠离子定向移动形成电流，即电子本身不会通过电解质溶液。,特别提醒,(5)分析电解过程的思维程序：首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶液中的h和oh)。然后排出阴、阳两极的放电顺序：阴极：阳离子放电顺序：ag_h(酸)_h(水)_。(氧化性强的先放电)阳极：活性电极_含氧酸根离子。,fe3,cu2,fe2,zn2,al3,mg2,na,ca2,k,s2,i,br,cl,oh,注意：a阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。b最常用、最重要的放电顺序是阳极：cloh；阴极：agcu2h。c电解水溶液时，kal3不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到k、ca、na、mg、a1等金属。分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。,3电解池电极反应式的书写步骤与方法,(1)判断电解产物、书写电极反应式以及分析电解质溶液的变化时首先要注意阳极是活性材料还是惰性材料。(2)书写电解化学方程式时，应看清是电解电解质的水溶液还是熔融电解质。al3、mg2、na、ca2、k只有在熔融状态下才放电。,特别提醒,4判断电解池阴、阳极的常用方法,5.离子放电顺序与惰性电极电解电解质溶液的类型,6电解过程中离子浓度的变化规律(1)若阴极为h放电，则阴极区c(oh)增大。(2)若阳极为oh放电，则阳极区c(h)增大。(3)若阴、阳两极同时有h、oh放电，相当于电解水，溶质离子的浓度增大。,7以惰性电极电解电解质溶液的规律,o2,(1)电解时溶液ph的变化规律。若电解时阴极上产生h2，阳极上无o2产生，电解后溶液ph增大；若阴极上无h2产生，阳极上产生o2，则电解后溶液ph减小；若阴极上有h2产生，阳极上有o2产生，且vh22vo2，则有“酸更酸，碱更碱，中性就不变”，即：a如果原溶液是酸溶液，则ph变小；b如果原溶液为碱溶液，则ph变大；c如果原溶液为中性溶液，则电解后ph不变。,特别提醒,(2)电解质溶液的复原措施。电解后的溶液恢复到原状态，出什么加什么(即一般加入阴极产物与阳极产物的化合物)。如用惰性电极电解盐酸(足量)一段时间后，若使溶液复原，应通入hcl气体而不能加入盐酸。,1判断正误，正确的画“”，错误的画“”。(1)任何化学反应都可以设计成电解池反应()(2)znh2so4=znso4h2能设计成电解池()提示电解池是把电能转化为化学能，所以不论自发、不自发进行的氧化还原反应理论上均可设计成电解池；如用zn作阳极、惰性电极作阴极，电解硫酸溶液，电池反应即为上述反应。(3)阴极不管是什么材料，电极本身都不反应()提示阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液中的阳离子放电。,(4)阳极不管是什么材料，电极本身都不反应()提示阳极如果是活性电极，电极本身参加反应。(5)电解过程中阴离子向阴极定向移动()提示电解过程中阴离子向阳极定向移动，阳离子向阴极定向移动。(6)用惰性电极电解饱和食盐水，溶液的ph不变()(7)电解时，电解液中阳离子移向阳极，发生还原反应()(8)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现()(9)电解cucl2溶液，阴极逸出的气体能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色(),2问题思考：电解质溶液通电时，一定会发生化学反应吗？为什么？提示一定发生化学反应。因为在电解池的阴极、阳极分别发生还原反应和氧化反应，发生了电子的转移，生成了新物质，所以一定有化学反应发生。,含氧酸、强碱和活泼金属的含,氧酸盐,(2)电解电解质型,适量hbr,适量cucl2,无氧酸(除hf)和不活泼金属,的无氧酸盐(除氟化物),通hcl,活泼金属的无氧酸盐(除氟化物),不活泼金属的含氧酸盐,解题探究高效演练,1.(2020新题预测)在2018年的第十八届亚运会上中国队获得132枚金牌、92枚银牌和65枚铜牌，位居奖牌榜第一名。银作为贵重金属，在生产生活中有着广泛的应用。如图为电解精炼粗银(含al、zn、pt、au等杂质)的示意图，其中b极有少量无色气体生成，该气体遇空气变红棕色，下列说法不正确的是(),c,2(2020河北衡水检测)某研究性学习小组用如图装置研究不同能量之间的转化问题。下列说法正确的是()a断开开关s1，闭合开关s2，化学能转化为电能，电能转化为光能等b断开开关s1，闭合开关s2，此时构成的装置属于电解池c断开开关s2，闭合开关s1，此时构成的装置属于原电池d断开开关s2，闭合开关s1，化学能转化为电能,a,解析从装置图可知断开开关s1，闭合开关s2，构成原电池，化学能转化为电能，电能转化为光能等，a项正确，b项错误；断开开关s2，闭合开关s1，此时构成的装置属于电解池，c、d两项错误。,3(2020十堰模拟)某小组为研究电化学原理，设计了甲、乙、丙三种装置(c1、c2、c3均为石墨)。下列叙述正确的是()a甲、丙中化学能转化为电能，乙中电能转化为化学能bc1、c2分别是阳极、阴极；铜片、铁片上都发生氧化反应cc1上和c3上放出的气体相同，铜片上和铁片上放出的气体也相同d甲中溶液的ph逐渐增大，丙中溶液的ph逐渐减小,c,解析a项，甲没有外接电源，是将化学能转化为电能的装置，为原电池；乙、丙有外接电源，是将电能转化为化学能的装置，为电解池，错误。b项，c1、c2分别连接电源的正、负极，分别是电解池的阳极、阴极；锌片作负极发生氧化反应，铁片作阴极发生还原反应，错误。c项，c1和c3都是阳极，氯离子在阳极上失电子生成氯气，铜片上和铁片上都是氢离子得电子生成氢气，正确。d项，甲中正极和丙中阴极上都是氢离子得电子生成氢气，随着反应的进行，溶液的ph均增大，错误。,4(2019贵州遵义一中训练)如图所示，x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板上有无色无味的气体放出，符合这一情况的是(),a,解析该装置是电解池，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色无味的气体放出，说明a电极是阴极、b电极是阳极，则x是负极、y是正极；阳极上氢氧根离子放电生成氧气，则阳极应该是惰性电极；阴极上析出金属，在金属活动性顺序中该金属应该位于h元素之后。a项，x是负极，zn是阴极、石墨是阳极，阳极上氢氧根离子放电生成氧气、阴极上铜离子放电生成cu，a项正确；b项，用惰性电极电解naoh溶液，电极上没有固体生成，b项错误；c项，x是正极，则a为阳极，a极上不会有固体生成，c项错误；d项，阳极上氯离子失电子生成氯气，氯气为有刺激性气味的黄绿色气体，不符合题意，d项错误。,5(2020贵州贵阳一中高三质检)用铅蓄电池来电解200ml某浓度的硫酸铜溶液(电极均为石墨)一段时间后，加入0.1mol氢氧化铜可以使溶液恢复到原来状态。下列说法正确的是()a阴极产生3.36l气体(标准状况下)b电路中转移电子数为0.4nac原硫酸铜溶液的浓度为0.1moll1d铅蓄电池的正极增重19.2g,b,6(2018课标，13)最近我国科学家设计了一种co2h2s协同转化装置，实现对天然气中co2和h2s的高效去除。示意图如下所示，其中电极分别为zno石墨烯(石墨烯包裹的zno)和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：edtafe2e=edtafe32edtafe3h2s=2hs2edtafe2,该装置工作时，下列叙述错误的是()a阴极的电极反应：co22h2e=coh2ob协同转化总反应：co2h2s=coh2osc石墨烯上的电势比zno石墨烯上的低d若采用fe3/fe2取代edtafe3/edtafe2，溶液需为酸性,c,1规避电解池中化学方程式书写的四个易失分点(1)书写电解池中电极反应式时，要以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成化学式。(2)电极反应的书写首先根据题干要求及信息大胆写出反应物和生成物，然后根据“阴得阳失”加上得失电子数目，最后根据电解质溶液酸碱性补上h、oh或h2o，依据电荷守恒配平。(3)注意运用h、oh、h2o进行配平：电解池电极反应中，如果是h、oh放电，不论溶液酸碱性则一定写h、oh得、失电子，其他情况下酸性溶液中一定不能存在oh，同理在碱性溶液中一定不能存在h。(4)要确保两极得失电子数目相等，且注明条件“通电”。,萃取精华：,2做到“三看”，正确书写电极反应式(1)一看电极材料，若是金属(au、pt除外)作阳极，金属一定被氧化(注：fe生成fe2)。(2)二看介质，介质是否参与电极反应。(3)三看电解质状态，若是熔融状态，就是金属的电冶炼。,7(2020山东淄博实验中学月考)肼(n2h4)空气碱性燃料电池放电效率高，以该电池为电源模拟工业制烧碱，装置如图所示：回答下列问题：(1)乙装置的能量转化形式主要是_。(2)乙装置中离子交换膜的类型是_(填序号)。a质子交换膜b阳离子交换膜c阴离子交换膜,电能转化为化学能,b,正极,n2h44oh4e=n24h2o,26.7,考点二电解原理的应用,自主学习探究提升,1电解饱和食盐水(1)电极反应：阴极：电极反应式：_反应类型：_反应。阳极：电极反应式：_反应类型：_反应。,2h2e=h2,还原,2cl2e=cl2,氧化,(3)应用：氯碱工业制烧碱、氢气和氯气。,离子交换膜电解槽原理示意图,2.电解精炼铜,3电镀铜,4电冶金利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属na、ca、mg、al等。,特别提醒,1判断正误，正确的画“”，错误的画“”。(1)电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料()(2)电解精炼铜时，同一时间内阳极溶解铜的质量比阴极析出铜的质量小()(3)在镀件上电镀铜时，镀件应连接电源的正极()(4)电解冶炼镁、铝通常电解mgcl2和al2o3，也可电解mgo和alcl3()(5)cuh2so4=cuso4h2可以设计成电解池，但不能设计成原电池(),(6)用铜作阳极、石墨作阴极电解cucl2溶液时，阳极电极反应式为2cl2e=cl2()提示活泼金属作阳极时，金属首先失电子被氧化，故阳极反应为cu2e=cu2。(7)镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更容易生锈()提示铁比铜活泼，镀层受损后，形成原电池铁作负极，更易腐蚀。(8)根据得失电子守恒可知电解精炼铜时，阳极减少的质量和阴极增加的质量相等()提示电解精炼铜时，阴极析出的只有cu，而阳极减少的有活泼的zn、fe、ni等形成阳离子存在于溶液中，不活泼的ag、au等形成阳极泥沉在底部，故两极的质量变化不相等。,(9)电镀过程中，溶液中离子浓度不变()提示电镀过程中阳极质量减轻就等于阴极质量增加，电镀液中离子浓度保持不变。(10)电解精炼铜时，溶液中的阳离子浓度会发生变化()提示由于粗铜中含有zn、fe、ni等活泼金属，反应过程中失去电子形成阳离子存在于溶液中，而阴极上只有cu2被还原，所以电解过程中，溶液中的阳离子浓度会发生变化。(11)若把cuh2so4=cuso4h2设计成电解池，应用cu作阳极(),fe2e=fe2,2h2e=h2,cu2e=cu2,2h2e=h2,3问题思考：(1)电解饱和食盐水时，如何用简便的方法检验产物？(2)比较下列两种装置有哪些不同？,解题探究高效演练,1.(2020山东烟台模拟)利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产上的应用。下列说法正确的是()a氯碱工业中，x电极上反应式是4oh4e=2h2oo2b电解精炼铜时，z溶液中的cu2浓度不变c在铁片上镀铜时，y是纯铜d制取金属镁时，z是熔融的氯化镁,d,解析氯碱工业中阳极是cl放电生成cl2；电解精炼铜时阳极粗铜溶解，阴极cu2放电析出cu，由于粗铜中含有锌、铁、镍等杂质，溶液中cu2浓度变小；铁片上镀铜时，阴极应该是铁片，阳极是纯铜。,2(2020广东中山一中入门考)利用石墨电极电解1moll1氯化钠溶液，并收集阳极气体检验其成分。已知：o2能使酸性的淀粉ki溶液变蓝，不能使中性的淀粉ki溶液变蓝。实验：将气体通入中性的淀粉ki溶液中，溶液变蓝。用足量naoh溶液充分洗气，气体体积减小，将剩余气体通入中性的淀粉ki溶液中，溶液颜色不变，再向溶液中滴加2滴h2so4溶液，溶液变蓝。向酸性的淀粉ki溶液中通入空气，溶液颜色不变。下列对实验现象的解释或推测不合理的是()a根据实验现象可以判断电解时阳极的电极反应式为2cl2e=cl2b根据实验可以得出反应物的浓度和溶液的ph会影响物质的氧化性c根据实验可以得出中性条件下，氧化性：cl2o2dnaoh溶液洗气时发生反应的离子方程式为：2ohcl2=clcloh2o,a,解析石墨电极电解1moll1氯化钠溶液时，阳极有可能产生氯气和氧气两种气体，根据实验现象和实验现象，可以证明生成的气体中存在氧气和氯气，则阳极的电极反应式依次为2cl2e=cl2、4oh4e=o22h2o，a错误；氧气能使酸性的淀粉ki溶液变蓝，但不能使中性的淀粉ki溶液变蓝，说明溶液的ph会影响物质的氧化性，氧气能使酸性的淀粉ki溶液变蓝，但空气不能，说明反应物的浓度会影响物质的氧化性，b正确；根据实验现象和实验现象可以看出，氯气可以使中性的淀粉ki溶液变蓝，而氧气不可以，可以得出中性条件下，氧化性：cl2o2，c正确；用足量naoh溶液充分洗气，气体体积减小即吸收了氯气，反应的离子方程式为2ohcl2=clcloh2o，d正确。,3(2020上海崇明区一模)如图所示，两个装置都是将铁棒和石墨棒插入滴有酚酞的饱和食盐水中。一段时间后()a两装置中铁棒都被氧化而减少b两装置中产生的气体体积相同c两装置中石墨棒质量都保持不变d两装置中铁棒附近溶液都先变红,c,4.(2020山东潍坊检测)某小组为研究电化学原理，设计如图所示装置，下列叙述正确的是()a若a和b为石墨，通电后a极上反应为2cl2e=cl2b若a和b为石墨，通电后b极上发生氧化反应c若a为铜，b为铁，通电后a极质量增加d若a为铁，b为铜，通电后cu2向铁电极移动,a,解析本题考查电解原理的应用。石墨是惰性电极，a极与电源的正极相连，作电解池的阳极，通电后a极上发生氧化反应，电极反应式为2cl2e=cl2，a正确；b极与电源的负极相连，作电解池的阴极，通电后发生还原反应，b错误；cu是活性电极，若a为铜，通电后a极的反应式为cu2e=cu2，则a极质量减小，c错误；电解池的电解质溶液中，阳离子向阴极移动，若a为铁，b为铜，则通电后cu2向cu电极移动，d错误。,5(2020广东检测)某同学组装了如图所示的电化学装置，电极为al，其他均为cu，则下列说法正确的是()a电流方向：电极a电极b电极发生还原反应c电极逐渐溶解d电极的电极反应：cu22e=cu,a,6(2020新题选粹)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。为各装置中的电极编号。下列说法错误的是()a当k断开时，b装置锌片溶解，有氢气产生b当k闭合时，a装置发生吸氧腐蚀，在电路中作电源c当k闭合后，c装置可作为电镀装置d当k闭合后，a、b装置中溶液ph变大,b,解析a项，当k断开时，该装置不能形成闭合回路，没有电流，但b装置中锌片能和稀硫酸自发反应，锌溶解，同时有h2产生，故a正确；b项，当k闭合时，b装置作原电池，a为电解池，故b错误；c项，当k闭合后，b装置作原电池，a、c、d装置作电解池，b装置中锌作负极，铜作正极，则c装置中可以实现在ag上镀铜，故c正确；d项，当k闭合后，a装置中阴极上氢离子放电，阳极上氯离子放电，导致溶液中氢氧根离子浓度增大，溶液的ph增大；b装置中正极上氢离子放电导致氢离子浓度减小，溶液的ph增大，故d正确。,7(2020山东邹城一中月考)知识的梳理和感悟是有效学习的方法之一。某学习小组将有关“电解饱和食盐水”的相关内容进行梳理，形成如下问题(电极均为石墨)。,h2,右,(3)氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与氢氧燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上。该工艺的相关物质传输与转化关系如图丙所示(其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过)。,燃料电池b中的电极反应式分别为：负极：_，正极：_。分析图丙可知，氢氧化钠的质量分数a%、b%、c%由大到小的顺序为_。解析本题考查原电池、电解池中电极和电池反应式的书写等。(1)根据电子移动方向可知，x是阳极，cl发生氧化反应生成cl2，电极反应式为2cl2e=cl2。y是阴极，电极反应式为2h2o2e=2ohh2，反应生成oh，则y极附近呈碱性，溶液变成红色。,2h24oh4e=4h2o,o22h2o4e=4oh,b%a%c%,电解原理应用的四点注意事项(1)阳离子交换膜只允许阳离子通过，而阻止阴离子和分子通过。(2)电解或电镀时，质量减小的电极必为金属电极阳极；质量增加的电极必为阴极，即溶液中的金属阳离子得电子变成金属附着在阴极上。(3)电解精炼铜，粗铜中含有的zn、fe、ni等活泼金属失去电子，变成金属阳离子进入溶液，其中活泼性小于铜的杂质以阳极泥的形式沉积。电解过程中电解质溶液中的cu2浓度会逐渐减小。(4)电镀时，阳极(镀层金属)失去电子的数目跟阴极镀层金属离子得到电子的数目相等，因此电镀液的浓度保持不变。,萃取精华：,考点三金属的腐蚀与防护,自主学习探究提升,1金属腐蚀的本质金属原子_电子变为金属阳离子，金属发生_反应。2化学腐蚀与电化学腐蚀,失去,氧化,原电池,较活泼,无,有微弱,电化学,3.钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀,酸性较强,酸性较弱或中性,fe2e=fe2,2h2e=h2,o22h2o4e=4oh,fe2h=fe2h2,2feo22h2o=2fe(oh)2,4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3,吸氧,4金属电化学腐蚀规律(1)对同一种金属来说，在不同溶液中腐蚀的快慢：强电解质溶液_弱电解质溶液_非电解质溶液。(2)活动性不同的两金属：活动性差别越大，活动性强的金属腐蚀越_。(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，且氧化剂的浓度越高，氧化性越强，腐蚀越快。(4)对同一电解质溶液来说。电解原理引起的腐蚀_原电池原理引起的腐蚀_化学腐蚀_有防护措施的腐蚀。,快,5金属电化学保护的两种方法,6其他防护方法(1)加保护层(涂油漆、油脂、搪瓷、陶瓷、沥青、塑料等)，电镀。(2)改变金属内部结构如制成不锈钢。,(1)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁去电子生成fe2，而不是生成fe3。(2)金属腐蚀时，电化学腐蚀与化学腐蚀往往同时存在，但前者更普遍，危害也更严重。(3)铜暴露在潮湿的空气中发生的是化学腐蚀，而不是电化学腐蚀，生成铜绿的化学成分是cu2(oh)2co3。,特别提醒,1判断正误，正确的画“”，错误的画“”。(1)因空气中co2的存在，金属表面形成一层酸膜，所以大多数金属发生的是析氢腐蚀()(2)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样()(3)干燥环境下金属不被腐蚀()(4)钢铁发生吸氧腐蚀时，负极电极反应式为fe3e=fe3()提示钢铁发生吸氧腐蚀时，负极反应为：fe2e=fe2。,(5)原电池分为正、负极，电解池分为阴、阳极，所以牺牲阳极的阴极保护法应用的是电解池原理()提示牺牲阳极的阴极保护法是应用原电池原理防腐。(6)在铁板上镀锌是因为锌比铁活泼，形成原电池而保护铁不易被腐蚀()提示在铁板上镀锌是因为在铁板表面形成一层锌保护膜，可以阻止铁与空气的接触，与原电池无关，锌层破损后才与原电池有关。(7)钢铁水闸可用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法防止其腐蚀()(8)镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更容易生锈()(9)在潮湿空气中，钢铁表面形成水膜，金属发生的一定是吸氧腐蚀(),(10)al、fe、cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物()提示cu在潮湿的空气中腐蚀生成cu2(oh)2co3。(11)在金属表面覆盖保护层，若保护层破损后，就完全失去了对金属的保护作用()提示如fe件上镀zn，若保护层破损后，在潮湿的空气中，fe、zn构成原电池，zn作负极，仍然对fe起到保护作用。(12)外加电流的阴极保护法，构成了电解池；牺牲阳极的阴极保护法构成了原电池。二者均能有效地保护金属不容易被腐蚀()提示了解保护原理，才能作答。,(13)纯银器在空气中因化学腐蚀表面渐渐变暗()(14)金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍()(15)铜在酸性环境中易发生析氢腐蚀()(16)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。()(17)牺牲阳极的阴极保护法是利用电解原理防腐蚀()(18)将钢闸门与浸入海水的锌块用导线相连，可防止钢闸门被腐蚀(),d,3问题思考：(1)如图所示，甲、乙两试管中各放一枚铁钉，甲试管中为nh4cl溶液，乙试管中为nacl溶液，数天后导管中观察到的现象是_，甲中正极反应为_，乙中正极反应为_。试管中残留气体平均相对分子质量的变化为甲_；乙_。(填“增大”“减小”或“不变”)。,红墨水液面左低右高,2h2e=h2,2h2oo24e=4oh,减小,减小,(2)下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。,c,腐蚀最严重的部位是_(用“a”“b”或“c”回答，下同)。原因_。形成铁锈最多的部位是_，原因_。,由于近水面b处溶解氧浓度大于c处，发生吸氧腐蚀时b为正极，c为负极，c处fe2e=fe2,b,由于b处海水o2浓度较大，fe2扩散至b处附近易发生fe22oh=fe(oh)2，4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3，2fe(oh)3=fe2o3xh2o(3x)h2o,解题探究高效演练,1.(2020新题预选)利用如图装置实现钢铁的电化学防护，下列说法错误的是()ak连n，x极发生氧化反应bk连n，称外接电流的阴极保护法ck连m，x为zn时，铁不易被腐蚀dk连m，铁上电极反应为2h2e=h2,d,2(2020试题调研)相同材质的铁在下列情形下最不易被腐蚀的是(),c,解析a项，铁、铜、食醋构成原电池，铁作负极，发生析氢腐蚀；b项，铁、碳、食盐水构成原电池，铁作负极，发生吸氧腐蚀；c项，铁球外镀有铜保护层，铁不易被腐蚀；d项，铁钉、铜板、酸雨构成原电池，铁作负极，发生析氢腐蚀。,3(2020新题预测)我国古代青铜器工艺精湛，有很高的艺术价值和历史价值，但出土的青铜器大多受到环境腐蚀，故对其进行修复和防护具有重要意义。研究发现，青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图如下，下列说法正确的是(),a腐蚀过程中，青铜基体是正极bcucl在腐蚀过程中降低了反应的焓变c若生成4.29gcu2(oh)3cl，则理论上耗氧体积为0.448ld将糊状ag2o涂在被腐蚀部位，可以防止青铜器进一步被腐蚀，ag2o与催化层发生复分解反应,d,4(2020山东潍坊检测)某同学进行下列实验：,下列说法不合理的是()a生铁片发生吸氧腐蚀b中心区域：fe2e=fe2c边缘处：o22h2o4e=4ohd两色环交界处：4fe2o210h2o=4fe(oh)38h,d,5(2020新题预选)对如图装置(铁的防护)的分析正确的是()a甲装置是牺牲阳极的阴极保护法b乙装置是牺牲阳极的阴极保护法c一段时间后甲、乙装置中ph均增大d甲、乙装置中铁电极的电极反应式均为2h2e=h2,b,金属的三种防护措施(1)改变金属内部结构：如把ni、cr等加入普通钢里制成不锈钢合金，具有很强的抗腐蚀性。(2)覆盖保护层：在金属的表面覆盖保护层如涂防锈漆、油脂、搪瓷、加塑料保护层及电镀等可阻止金属与周围可发生反应的物质接触。(3)使用电化学保护法：利用原电池原理牺牲阳极的阴极保护法电解池原理外加电流的阴极保护法,萃取精华：,6.(2020大同模拟)钢铁防护方法有多种，图中的方法描述正确的是(),d,ab为电源负极b该方法是牺牲阳极的阴极保护法c电子流向：a钢铁闸门辅助电极bad电源改用导线连接进行防护时，辅助电极发生氧化反应,解析从图示可知，由于有外加电源，故此为外加电流的阴极保护法，b错误；a项，在外加电流的阴极保护法中，钢铁作电解池的阴极，即a为电源的负极，则b为电源的正极，故a错误；c项，在电解池中，电子由电解池的阳极电源的正极，电源的负极电解池的阴极，溶液中通过离子导电而不是电子，故c错误；d项，电源改用导线连接进行防护时，即牺牲阳极的阴极保护法，则辅助电极要作负极，发生氧化反应，故d正确。,7(2020新题预测)某同学利用下图所示装置探究金属的腐蚀与防护条件。下列说法不合理的是(),a,a区cu电极上产生气泡，fe电极附近滴加k3fe(cn)6溶液后出现蓝色，fe被腐蚀b区cu电极附近滴加酚酞后变成红色，fe电极附近滴加k3fe(cn)6溶液出现蓝色，fe被腐蚀c区zn电极的电极反应式为zn2e=zn2，fe电极附近滴加k3fe(cn)6溶液未出现蓝色，fe被保护d区zn电极的电极反应式为2h2o2e=h22oh，fe电极附近滴加k3fe(cn)6溶液出现蓝色，fe被腐蚀,(1)判断析氢腐蚀与吸氧腐蚀的依据正确判断“介质”溶液的酸碱性是分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀的关键。潮湿的空气、中性溶液发生吸氧腐蚀；nh4cl溶液、稀h2so4等酸性溶液发生析氢腐蚀。(2)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。,萃取精华：,8(2020山东滨州月考)以nacl为主要成分的融雪剂会腐蚀桥梁、钢轨等钢铁设备。某研究小组探究nacl溶液对钢铁腐蚀的影响。(1)将滤纸用3.5%的nacl溶液润湿，涂上铁粉、碳粉的混合物，贴在表面皿上。在滤纸上滴加几滴检验试剂，再缓慢加入nacl溶液至没过滤纸，操作如图甲所示：,实验的现象说明，得电子的物质是_。碳粉的作用是_。为了说明nacl的作用，需要补充的对照实验是_。,o2,与铁组成原电池，作原电池的正极,用水代替nacl溶液进行,上述实验,(2)向图乙所示装置的烧杯a、b中各加入30ml3.5%的nacl溶液，闭合k，指针未发生偏转。加热烧杯a，指针向右偏转。取a、b中溶液少量，滴加k3fe(cn)6溶液，a中出现蓝色沉淀，b中无变化，b中铁片作_极。加热后，指针发生偏转的原因可能是_。,正,温度升高，fe的还原性增强，反应速率加快,fe2e=fe2,中，铁在饱和nacl溶液中不易被腐蚀。查阅资料可知：在饱和nacl溶液中o2浓度较低，钢铁不易被腐蚀。设计实验证明：_(4)根据上述实验，对钢铁腐蚀有影响的因素是_。,另取两个烧杯，分别往其中加入铁片和一定量的饱和nacl溶液，再分别滴加几滴k3fe(cn)6溶液，然后往其中一个烧杯中通入o2，观察现象,温度、nacl溶液的浓度、,o2的浓度,解析本题通过实验探究nacl溶液对钢铁腐蚀的影响。(1)实验滴加酚酞溶液后，滤纸局部变红，说明有oh生成，溶液呈碱性，故得电子被还原的物质是o2。加入碳粉的作用是与铁粉、nacl溶液形成原电池，作原电池的正极。为了说明nacl的作用，需要补充的对照实验是用水代替nacl溶液重复进行上述实验，对比实验现象。(2)取a、b中溶液少量，滴加k3fe(cn)6溶液，a中出现蓝色沉淀，b中无变化，说明烧杯a中生成了fe2，则a中铁片作负极，b中铁片作正极。加热后，体系的温度升高，fe的还原性增强，反应速率加快，产生明显电流，电流计的指针发生偏转。,(3)由(2)中信息可知，加热烧杯a，a中铁片发生失电子的反应时，电流计指针向右偏转，则指针偏转方向与电子流向一致。中指针向左偏转，则电子由b中铁片流向a中铁片，故b中铁片是负极，电极反应式为fe2e=fe2。设计实验证明铁在饱和nacl溶液中不易被腐蚀，实验方案：另取两个烧杯，分别往其中加入铁片和一定量的饱和nacl溶液，再分别滴加几滴k3fe(cn)6溶液，然后往其中一个烧杯中通入o2，观察现象。(4)根据上述实验，对钢铁腐蚀有影响的因素是温度、nacl溶液的浓度、o2的浓度。,考点四与电化学有关的定量计算,自主学习探究提升,1与电化学相关的定量计算(1)计算类型原电池和电解池的计算主要包括两极产物的定量计算、溶液ph的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算、产物的量与电量关系的计算等。(2)三种方法根据总反应式计算先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。,根据得失电子守恒计算a用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。b用于混合溶液中电解的分阶段计算。根据关系式计算根据得失电子守恒关系建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。,(式中m为金属，n为其离子所带的电荷数)该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。,在电化学计算中，还常利用qit和qn(e)na1.601019c来计算电路中通过的电量。,特别提醒,2“离子交换膜”在电化学中的应用在近几年高考中，涉及离子交换膜应用的试题比较多，且常出常新。(1)常见的隔膜：隔膜又叫离子交换膜，由高分子特殊材料制成。离子交换膜分三类：阳离子交换膜，简称阳膜，只允许阳离子通过，即允许h和其他阳离子通过，不允许阴离子通过。阴离子交换膜，简称阴膜，只允许阴离子通过，不允许阳离子通过。质子交换膜，只允许h通过，不允许其他阳离子和阴离子通过。,(2)隔膜的作用：能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。能选择性地通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。(3)解题步骤：分清隔膜类型。即交换膜属于阳膜、阴膜或质子膜中的哪一种，判断允许哪种离子通过隔膜。写出电极反应式，判断交换膜两侧离子变化，推断电荷变化，根据电荷平衡判断离子迁移方向。分析隔膜作用。在产品制备中，隔膜作用主要是提高产品纯度，避免产物之间发生反应，或避免产物因发生反应而造成危险。,1用石墨作电极电解1l0.1moll1的cuso4溶液(假定电解前后溶液体积不变。)(1)电路通过0.1mol电子时，溶液的ph为_，欲恢复电解前状态应加入_的质量是_g。(2)当电路中通过0.3mol电子时，欲恢复电解前状态，可加入下列的_。acubcuoccu(oh)2dcu2(oh)2co3(3)电路中通过0.4mol电子时，欲恢复原状态，可加入_，质量是_。,1,cuo,4,d,cu(oh)2,9.8g,2(2020山东滨州检测)现有阳离子交换膜、阴离子交换膜、石墨电极和如图所示的电解槽。用氯碱工业中的离子交换膜技术原理，可电解na2so4溶液生产naoh溶液和h2so4溶液。下列说法中正确的是()ab是阳离子交换膜，允许na通过b从a口出来的是naoh溶液c阴极反应式为4oh4e=2h2oo2dna2so4溶液从g口加入,a,解题探究高效演练,1(2020华中师大附中检测)用惰性电极电解100ml3moll1的cu(no3)2溶液，一段时间后在阳极收集到标准状况下气体1.12l，停止电解，向电解后的溶液中加入足量的铁粉，充分作用后溶液中fe2浓度为(设溶液体积不变)()a3moll1b2.75moll1c2moll1d3.75moll1,b,b,3(2020山