高考化学一轮复习第6章第3节电解池金属的腐蚀与防护教学案新人教版

第三节电解池金属的腐蚀与防护

考纲定位要点网络

1.了解电解池的构成、工作原理及应用，L原理:

能书写电极反应式和总反应方程式。阴极

阴离子

电

2.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属解—还原阳离子氧化

池

腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。-应用：敏碱工业，电镀、电冶炼等

-金属腐蚀与防护：两种电化学腐蚀与防护

A房级必备知识。要圈能定落实知识培养能力

BIBEIZHISHIGUANJIANNENGLI

电解原理及其规律

【必备知识•落实】

1.电解

在电速作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。

注意：电解与电离的区别

①电解需通电才能进行而电离不需通电就能进行。

②电解是化学变化；而电离是在水中或熔融状态下断键离解为离子，属于物理变化。

2.电解池及其工作原理

(1)概念：电解池是把电能转化为化学能的装置。

(2)构成条件

①有与外接直流电源相连的两个电极。

②电解质溶液(或熔融电解质)o

③形成闭合回路。

(3)电解池工作原理(以电解CuCb溶液为例)

总反应方程式：CuCh望Cu+Cb+

(4)电解池中电子和离子的移动

①电子：从电源负极流出后,流向电解池阴极;从电解池的阳极流向电源的正极。电子

不能通过电解质溶液。

②离子：阳离子移向电解池的阴极，阴离子移向电解池的睡。

③电流：从电源的正极流出,流入阳极，再通过电解质溶液流入阴极，最后流向负极,

形成闭合回路。

3.阴阳两极上放电顺序

（1）阴极：（与电极材料无关）。氧化性强的先放电，放电顺序为

K>Ca2>Na，Mg"、Al3'>Zn2+,F*、Sn2+>Pb'1>H1>Cu2+,Fe3>Ag+

放电由难到易

（2）阳极：若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，生成金属阳离子，发生氧化

反应。

若是惰性电极作阳极，放电顺序为

S2-,「、Br\Cl，OH，含氧酸根离子N0;、SO厂、C0『、F-

放电由易到难

注意：

①放电指的是电极上的得、失电子。

②活性电极指的是除去Au、Pt以外的金属，惰性电极指的是Pt、Au、C电极，不参与

电极反应。

③阴极材料若为金属电极，一般是增强导电性但不参与反应。

4.以惰性电极电解水溶液的有关规律

（1）电解水型一一含氧酸、强碱、活泼金属含氧酸盐

①阴极反应式为4H++4屋=2乩t,阳极反应式为

电解

40/一4r=240+02t,总方程式为2H?0^^2也t+0?t。

②电解质浓度变大，pH可能变大、变小或不变，可加幽复原。

（2）电解电解质类型一一无氧酸（如IIC1）,不活泼金属无氧酸盐（CuCk）

电解质浓度变小，加电解质本身复原。

（3）放出生碱型一一活泼金属的无氧酸盐（如NaCl）

①阴极反应式为2H++2e-=H?t,阳极反应式为2cl—2屋=口2t,总方程式为型

电解

一+2压0^^3t+FL1+20H,

②溶液pH变大，加HC1（卤化氢）复原。

（4）放6生酸型一一不活泼金属的含氧酸盐（如CuS04）

①阴极反应式为2（；/++45=201,阳极反应式为40式-4d=01+2HO总方程式

注电解

为2市++2压0^^2Cu+02t+4H+。

②溶液pH变生，加CuO（金属氧化物）或CuCQ,复原。

［基础判断］

（1）二次电池的放电（原电池反应）与充电（电解反应）互为可逆反应。（）

（2）电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程，属于化学变化。

()

(3)电解时电子流动方向为负极f阴极f电解质溶液f阳极f正极。()

(4)用惰性电极电解足量CuSO,溶液一段时间后，加入Cu(OH)z或CuO均可使电解质溶液

恢复到电解前的状况。()

(5)惰性电极电解NafO,溶液和NazOh溶液的过程中pH均不变。()

电解

(6)以Pt作电极，电解KC1溶液的离子方程式为2Cl-+2H+^Ckt+H/t。()

［答案］⑴X(2)J(3)X(4)X(5)X(6)X

［知识应用］

1.按要求书写方程式。

⑴用Pt作电极,电解AgNOa溶液

阴极反应式：;

阳极反应式：;

总反应式：。

(2)用Cu作电极,电解稀H2SO4溶液

阴极反应式：;

阳极反应式：;

总反应式：»

(3)用惰性电极电解MgCL溶液

阳极反应式：;

阴极反应式：;

总反应式：»

(4)用惰性电极电解2mol-L-1NaCl和1mol-L-1CuSO”的混合溶液,电解过程明显

分两个阶段。

第一阶段：

阴极反应式：，

阳极反应式：o

第二阶段：

阴极反应式：,

阳极反应式：»

电解

［答案］(l)4Ag++4e=4Ag40H—4e=2H20+02t4Ag+2H20^=4Ag+4H+

02t

*电解

(2)2H++2e=HztCu—2e=Cu-Cu+2H〉^^

2+

CU+H2t

--

(3)2Cl-2e=Cl2t

+-

2H+2e=H2t

电解

2+

Mg+2Cr+2H20^=Mg(011)21+C12t+1I2f

21-

(4)Cu+2e=Cu2C1-2e^^Cl2t

+-

4H+4e=2H2t401「一4r=2也0+0,f

2.若用惰性电极电解CuSOi溶液一段时间后，需加入98gCuSH)?固体，才能使电解

质溶液复原，则这段时间，阴极发生的电极反应式为

整个电路中转移的电子数为(用M表示,从表示阿伏加德罗常数

的值)。

-

［答案］CF+2e-=Cu、2H20+2e=H2t+20H-44

题后归纳・

电极反应式和电解方程式的书写要点

(1)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，金属一定被电解(注：Fe生成Fe")。

②二看电解质，电解质是否参与电极反应。

③三看电解质状态，是熔融状态，还是水溶液。

(2)规避“两个”失分点

①书写电解池中电极反应式时，一般以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式

时，弱电解质要写成分子式，且注明“电解”条件。

②电解水溶液时，应注意放电顺序中广、之后的离子一般不参与放电。

【关雇能力•培养】

命题点1电解原理及其规律

1.下列装置的线路接通后，经过一段时间，溶液的pH明显减小的是()

AB

Nad

溶液

cD

［答案］D

I-----1+

cr.

2.如图所示，在一定电压下用惰性电极电解由等物质的量浓度的FeCL、HC1组成的混

合溶液。已知在此电压下，阴、阳离子根据放电能力顺序，都可能在阳极放电，下列分析正

确的是（）

-

A.&电极上的电极反应式为2H20+2e"=20H+H2t

B.3电极处溶液首先变黄色

C.C2电极上可依次发生的电极反应为Fe"—“=尸4+、

-

2C1—2e^Cl2t

D.当C电极上有2g物质生成时，就会有2人个电子通过溶液发生转移（后表示阿伏加

德罗常数的值）

C[C,电极与电源的负极相连，作阴极，溶液中的小在阴极放电，电极反应式为2广

2+

+2e-=H2t,A错误；G电极上射放电生成心，G电极与电源的正极相连，作阳极，Fe

的还原性强于

--

Cl,则依次发生的电极反应为Fe"—e-=Fe，+、2Cr-2e=Cl2t,故G电极处溶液首先

变黄色，B错误，C正确；电子只能通过导线传递，不能通过溶液传递，D错误。]

3.（2019•甘肃名校联考）电一Fenton法是用于水体中有机污染物降解的高级氧化技

术，其反应原理如图所示（酸性介质）。其中电解产生的H2O2与Fe?+发生Fenton反应：Fe2+

：，+

+H202=Fe+0ir+-011,生成的羟基自由基（•0H）能氧化降解有机污染物。下列说法不

正确的是（）

A.电源的B极是正极

B.电解时阴极周围溶液的pH增大

C.阴极上发生的电极反应为a+Ze—+2H+=H2（）2

D.若产生4moi羟基自由基（•OH）,则消耗22.4LO?

I）[Oz在电解池的左侧得电子生成H2O2,所以A极为负极，B极为正极，A项正确；阴

极上02+2e-+2H+=HQ2,电解质溶液的pH增大，B、C项正确；D项，没有指明温度和压

强，不能确定氧气的体积，D项错误。]

命题点2电化学基本计算一一电子守恒法

4.（2019•大连模拟）用惰性电极电解一定浓度的CuSO,溶液，通电一段时间后，向所

得的溶液中加入0.1molCu2（0H）£03后恰好恢复到电解前的浓度和pH（不考虑二氧化碳的溶

解）•则电解过程中转移电子的物质的量为（）

A.0.4molB.0.5mol

C.0.6molD.0.8mol

C[CuMOHMOs可改写为2CuO•HQ•C02,因反应后生成的⑩离开溶液，所以加入0.1

molCMOH)2cO3相当于力口入0.2molCuO、0.1molH20,根据

〜

2Cu024e

2mol4mol

0.2mol0.4mol

2H2O〜024e-

2mol4mol

0.1mol0.2mol

转移电子的物质的量=0.4mol+0.2mol=0.6mol。]

5.（2019•平顶山一模）某实验小组模拟光合作用，采用电解C0?和HQ的方法制备

CMCHQH和装置如图所示。下列说法不正确的是（）

质子交换膜

A.伯极为阳极，发生氧化反应

B.电解过程中，酎由交换膜左侧向右侧迁移

C.阴极的电极反应式为2C（）2+12H++12e-=CH3CH20H+3H2。

D.电路上转移2mol电子时销极产生11.2L。2（标准状况）

B[CHELOH中C为一2价，C0,发生还原反应，在铜极区充入CO?。由电池符号知，伯

极为阳极，发生氧化反应，A项正确；伯极的电极反应式为2HQ—4屋=411++03,氢离子

由交换膜右侧向左侧迁移，B项错误；阴极上发生还原反应生成乙醇和水，C项正确；转移

2mol电子生成0.5molO2,D项正确。］

思维模型・

电化学中两种基本计算模型

根据用于串联电路阴阳两极产物、原电极正

电子负两极产物、通过的电量等类型的计算,

守恒其依据是电路中转移的电子数相等。

根据得失电子守恒关系，在已知量与未

根据知量之间，建立计算所需的关系式。

系

关

2C1(Br)-O^~2H~2Cu-4Ag

式222

阳极产物一4e--阴极产物

4H-一-4()比

注：在电化学计算中，还常利用t和g〃(e-)X4(也表示阿伏加德罗常数的

WX1.60X10-19C来计算电路中通过的电量。

命题点3多池串联的综合试题分析

6.将以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池甲与盛有足量硫酸铜溶液的装置乙相连，起始

电路接入状况如图，以电流强度0.1A,通电10min后，将电池的正、负极互换接入，移

动滑动变阻器，以电流强度0.2A,继续通电10min,结束实验。

下列有关说法正确的是()

A.葡萄糖在装置甲的正极参加反应，氧气在负极参加反应

B.在该电池反应中，每消耗1mol氧气理论上能生成标准状况下二氧化碳H.2L

C.电池工作20min时，乙装置电极析出固体和电极上产生气体的质量之比为2：1

D.电池工作15分钟时，乙装置中铜棒的质量与起始通电前相等

D［由题意可知，装置甲是以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池，葡萄糖在负极失去电子

发生氧化反应，氧气在正极得到电子发生还原反应，A项错误；在该电池中，发生的总反应

为CfiHl206+602=6C02+6H20,则每消耗1mol氧气理论上能生成标准状况下二氧化碳22.4L,

B项错误；由题意知，0〜10min,铜棒与电源正极相连，发生反应Cu-2e-=Cu",碳棒

与电源负极相连，发生反应Q?++2e-=Cu,通电10min后将电池的正、负极互换接入，

由于10~20min时的电流强度是0~10min时的2倍，则10~15min碳棒上发生反应Cu

2+

-2e-=Cu,铜棒上发生反应Cu2++2e-=Cu,15min时乙装置中铜棒即可恢复到起始通

电前的状态，15〜20min碳棒上发生反应40FT—4院=02t+2HQ,铜棒上发生反应Cu，"

+2e-=Cu,生成1mol0?的同时析出2molCu,则20minBl,乙装置电极析出固体和电

极上产生气体的质量之比为4：1,C项错误、D项正确。］

7.（2019•长沙模拟）用石墨电极完成下列电解实验。下列对实验现象的解释或推测不

合理的是（）

实验一实验二

装---'1-

/11J/(一二《金匕,稀硫酸

置

氯化钠溶谥润湿的pH试纸钢珠

现a、d处试纸变蓝；b处变红，局部两个石墨电极附近有气泡产生；钢珠

象褪色；c处无明显变化右侧n处有气泡产生；……

-

A.a、d处：2H2O+2e=H2t+20FT

B.c处发生反应：Fe—2e-=Fe2+

C.根据实验一的原理，实验二中n处析出乌

-

D.b处：2Cr-2e=Cl2f,Ch溶于水生成【IC10,使溶液褪色

C［由装置图可知，实验一中a、d为阴极，水电离出的氢离子得电子生成氢气，即2HQ

+2e-=H2t+20『，故a、d处pH试纸显蓝色，A项正确；实验一中c、b为阳极，c处发

生反应：Fe—2-=Fe2+,由于生成的Fe?+浓度较小，且pH试纸本身有颜色，故c处无明

--

显变化，b处发生反应：2Cl-2e=Cl2t,产生的Ck溶于水生成HC1和HC10,故b处变

红，局部褪色，B、D项正确；

结合实验一的原理和题图知，实验二中两个钢珠的左侧均为阳极，右侧均为阴极，初始时两

个钢珠的左侧均发生反应：Fe-2e'=

Fe",右侧均发生反应：2H++2e-=Hzt,一段时间后，Fe"移动到m和n处，m、n处附近

Fe?+浓度增大，发生反应：Fe2++2e-=Fe,故实验二中n处不能产生在，C项错误。］

8.（2019•黑龙江名校联考）H£转化是环保和资源利用的研究课题。将烧碱吸收H2S后

的溶液加入如图装置，可以回收单质硫，甲为二甲醛（CH30cH：；）—空气燃料电池。

下列推断正确的是（）

A.Y极充入二甲醛

B.电子移动方向：XfWf溶液fZ—Y

C.电解后,乙装置右池中c（NaO装减小

D.Z极反应式为S2--2e-=SI

D［据图分析甲为原电池，乙为电解池，电解池右侧有产生，则W极为阴极，Z极作

阳极，连接的Y极为原电池的正极，发生还原反应，所以Y极应充入氧气，A项错误；电子

不进入溶液，B项错误；乙装置右池中发生电极反应2H20+2e-=H4+20H\氢氧化钠溶

液浓度增大，C项错误；Z极电极反应为S.—2屋=51,D项正确。］

题后归纳・

多池串联装置中电极的判断模型

（负）11正）（阳）［］（阴）

（原电池）（电解池）

点广2「一电解原理的实际应用

【必备知识•落实】

1.电解饱和食盐水一一氯碱工业

（1）电极反应

阳极：2c「一2e-=Cl>（反应类型:氧化反应）。

阴极：2【l++2e-=H2t（反应类型:还原反应）。

检验阳极产物的方法是：用湿润的KI淀粉试纸靠近阳极附近，若试纸变蓝，证明生成

了CL电解时向食盐水中加酚醐，阴极附近溶液变红，说明该电极附近产生的物质为NaOH。

（2）电解方程式

电解

化学方程式：2NaCl+2H2=2NaOH+H2t+CLt。

电解

离子方程式：2C厂+2H2。^^20『+压：+Ckt。

（3）阳离子交换膜法电解饱和食盐水示意图

①阳离子交换膜的作用

阻止曳匚进入阳极室与Ch发生副反应：2NaOH+C12=NaC1+NaC10+HQ,阻止阳极产

生的CL和阴极产生的H2混合发生爆炸。

②a、b、c、d加入或取出的物质分别是饱和食盐水、稀NaOH溶液、稀的食盐水、浓NaOH

溶液;X、Y分别是电、小。

2.电镀铜与电解精炼铜

（1）电镀铜

________,阳极题

两极材料一

1-阴极：镀件

电

镀丁后不含镀层金属阳离子《/+）的电解质

电镀液一-；--------------------

铜溶液

________,广阳极：Cu—2e—Cu2+

电极反应|一

」阴极：Ca+2e—^Cu

（2）电解精炼铜

/、「阳极：粗铜

T两极材料卜［阴极：纯铜

「阳极（含Zn、Ni、Ag、Au等杂质）

-（两极反应）Zn-2e-=Zr?*、Ni-2e-=Ni?+

Cu-2e-=Ci?+（主要反应）

-阴极：Cu2*+2e"^=Cu

3.电冶金一一活泼金属的冶炼方法

⑴电解熔融氯化钠得到钠

--------J阳极：2C1~-2e-=l

电极反应|〈,门皿…,八一

--------阴极：2Na+2e=：2Na

电解

总反应方程式2NaCl（熔融）^^2Na+CLt

⑵电解熔融AlzCh制Al

电解

2Al2。3（熔融）4A1+30,t

冰晶石

电极反应：

阳极：60L-12e-=3(Xt；

阴极：4八产+12-二4A1。

冰晶石的作用是作ALO,的助熔剂。

［基础判断］

(1)电解饱和食盐水制碱时，用Fe作阴极可增强导电性。()

(2)电解精炼铜时，杂质Zn、Au、Ag均不溶解，形成阳极泥而沉淀。()

(3)电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中c(C/+)均保持不变。()

⑷电解冶炼镁、铝通常电解MgCk和AL03,也可以电解MgO和A1CL。

(5)粗铜电解精炼时，若电路中通过2mole-,阳极减少64g。()

［答案］⑴V(2)X(3)X(4)X(5)X

［知识应用］

电解尿素［CO(NHJ2］的碱性溶液制氢气的装置示意图如图：

尿素

KOH溶液

电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴阳两极均为惰性电极。

(DA极为,电极反应式为

_____________________________________________________________O

(2)B极为,电极反应式为

__________________________________________________________________________________________________________________________________________O

［答案］(1)阳极C0(NH2)2+80fT-6e-=N2t+C07+6HQ

--

(2)阴极6H20+6e=3H2t+60H

【关键能力•培养】

命题点1电解原理的常规应用

1.利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产中的应用。下列说法正确的是()

直流电源

A.氯碱工业中，X电极上的反应式是40H—4e-=2H20+02f

B.电解精炼铜时，Z溶液中的Ci?+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

［答案］D

2.（2017•全国卷II,T”）用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜,

电解质溶液一般为H2so混合溶液。下列叙述错误的是

（）

A.待加工铝质工件为阳极

B.可选用不锈钢网作为阴极

C.阴极的电极反应式为Al++3e-=Al

D.硫酸根离子在电解过程中向阳极移动

C［A对：该电解池阳极发生的电极反应为2A1+3H/0—6e-=AL03+

6f，铝化合价升高失电子，所以待加工铝质工件应为阳极。B对，C错：阴极发生的电极反

应为2H++2e-=H?t,阴极可选用不锈钢网作电极。D对：电解质溶液中的阴离子向阳极

移动。］

3.目前电解法制烧碱通常采用离子交换膜法，阳（阴）离子交换膜不允许阴（阳）离子通

过。则下列叙述中错误的是（）

A.NaOH、Hz均在I区产生

B.图中a为阴离子交换膜

C.使用离子交换膜可以有效地隔离NaOH和CL,阻止二者之间的反应

D.电解时往III区的溶液中滴加几滴甲基橙，溶液先变红后褪色

B口区是阴极室，1广（压0）放电生成氢气，同时促进水的电离，生成氢氧化钠，II区

Na卡通过a进入I区，故a应该是阳离子交换膜；III区和电源的正极相连，为阳极，C「放电

生成氯气，II区CO通过b进入IH区，故b应该是阴离子交换膜；氯气溶于水显酸性，同时

次氯酸还具有漂白性，所以滴入甲基橙后溶液先变红后褪色。错误的是B。］

命题点2电解原理在物质制备方面的应用

4.（2019•重庆七校联考）03是一种常见的绿色氧化剂，可由臭氧发生器电解稀硫酸制

得，原理如图所示。下列说法错误的是（）

A.电极a为阴极

B.a极的电极反应式为0z+4H'+4e-=2H2

C.电解一段时间后b极周围溶液的pH下降

D.标准状况下，当有5.6L0?反应时，收集到Oz和混合气体4.48L,0：,的体积分

数为80%

D［电极b上生成0?和则电极b上发生失电子的氧化反应，则电极b为阳极，电

极a为阴极，A项正确；电极a的电极反应式为。2+4葭+4H240,B项正确；电极b

上也0失去电子，发生氧化反应生成。2、0,和小，故电解一段时间后b极周围溶液的pH下

降，C项正确；标准状况下，当有5.6L氧气参加反应时，转移电子1mol,设收集到氧气

为xmol,臭氧为ymol,则有x+y=0.2,4x+6y=l,解得x=y=0.1,故的体积分数

为50%,D项错误。］

5.（2019•滁州模拟）常温下，NCL是一种黄色黏稠状液体，是制备新型水消毒剂CIO,

的原料，可以采用如图所示装置制备NCh。下列说法正确的是（）

氯化铉

和氯化

氮的混

合溶液

A.每生成1molNCls,理论上有4mol1广经质子交换膜从右侧向左侧迁移

B.可用湿润的淀粉-KI试纸检验气体M

C.石墨极的电极反应式为NHr+3Cr-6e-=NC13+4H+

1）.电解过程中，质子交换膜右侧溶液的pH会减小

C［A项，每生成1molNCh,转移6mole,理论上有6molH*经质子交换膜从右

侧向左侧迁移，A错误；B项，M为W,不能用湿润的淀粉-KI试纸检验，B错误；D项，右

侧pH会增大，D错误。］

6.（2018•全国卷in,节选）KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。

（1）写出电解时阴极的电极反应式____________________________________

（2）电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为,其迁移方向是。

（3）与“电解法”相比，“KC103氧化法”的主要不足之处有

_________________________（写出一点）o

［解析］（1）电解法制备KlOa时，H20在阴极得到电子，发生还原反应：2H20+2e-=20H

一+H♦。（2）电解池中阳离子向阴极移动，即由电极a向电极b迁移，阳离子交换膜只允许

阳离子通过，故主要是K+通过阳离子交换膜。（3）根据工艺流程分析，“KClOa氧化法”主

要是生成的Ck有毒易污染环境。

--

［答案］（l）2H20+2e=20H+H2t⑵K卡由a到b⑶产生Ck易污染环境等

命题点3电解原理在环境治理方面的应用

7.（2019•惠州模拟）化学在环境保护中起着十分重要的作用，电化学降解N0；的原理

如图所示。下列说法不正确的是（）

直流电源F-

质子交换膜

A.A为电源的正极

B.溶液中从阳极向阴极迁移

C.Ag-Pt电极的电极反应式为2N0；+12H++10e-=Nzt+6HQ

D.电解过程中，每转移2mol电子，则左侧电极就产生32g02

D［根据题给电解装置图可知，Ag-Pt电极上NO；转化为N2,发生还原反应：2N07+10e

+

~+12H=N2t+6H20,则Ag-Pt电极作阴极，B为电源的负极，故A为电源的正极，A、C

项正确；在电解池中阳离子向阴极移动，所以溶液中H*从阳极向阴极迁移，B项正确；左侧

电极为阳极，电极反应式为2H20—4e^=02t+

4e，则每转移2mol电子，左侧电极产生16g02>D项错误。］

8.（2019•郑州模拟）科学家设计了一种可以循环利用人体呼出的CO,并提供6的装置,

总反应方程式为2co2=20）+02。下列说法正确的是（）

A.由图分析N电极为正极

B.通过离子交换膜迁向左室

C.阴极的电极反应为C02+Il20+2e-=C0+20ir

D.反应完毕，该装置中电解质溶液的碱性增强

C［由题图可知N电极为负极，P电极为正极，A项错误；

0H通过阴离子交换膜迁向右室，B项错误；根据题图知，阴极发生的电极反应为COz+HQ

+2e-=CO+2OH-,C项正确；根据总反应为2co2=2C0+()2,可知反应完毕装置中溶液的

pH并无变化，故碱性不会增强，D项错误。］

9.［Fe(CN)J-可将气态废弃物中的硫化氢氧化为可利用的硫，自身被还原为［Fe(CN)J

，工业上常采用如图所示的电解装置，通电电解，然后通入H6加以处理。下列说法不正

确的是()

-----—H2O

碳棒心碳棒

K」Fe(CN)d与

KHCOj混合溶液

A.电解时，阳极反应式为［Fe(CN)6『--e-=［Fe(CN)6『一

B.电解时，阴极反应式为2HC0；+2e-=H2f+2C07

C.当电解过程中有标准状况下22.4LHz生成时，溶液中有32gS析出(溶解忽略不

计)

D.整个过程中需要不断补充K」Fe(CN)6〕与KHCOs

D［电解时，阳极上［Fe(CN)J.失去电子，阳极的电极反应式为

4-3_

［Fe(CN)6］-e-=［Fe(CN)6］,A正确;阴极上HCO；放电,发生还原反应，阴极反应式为

-

2HC0r+2e=H2t+2C0，，B正确；标准状况下22.4LH2的物质的量为1mol,则转移2moi

电子。H2s失去2mol电子，生成1mol单质S,即析出32gS,C正确；根据以上分析可

知，反应的结果相当于是H2s被电解生成上和S,所以不需要补充K/Fe(CN)6］和KHCOs,D

错误。］

金属的腐蚀与防护

【必备知识•落实】

1.金属的腐蚀

(1)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。可表示为

(2)类型

类型化学腐蚀电化学腐蚀

金属跟具有腐蚀性的化学物质接不纯金属或合金跟电解质溶液接

条件

触触

现象无电流产生有电流产生

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.电化学腐蚀的分类

以钢铁的腐蚀为例进行分析

类型析氢腐蚀吸氧腐蚀

水膜酸性较强(PHW4.3),如水膜酸性很弱或呈中性,

条件

NH4C1溶液如NaCl溶液

电极材负极Fe：Fe—2e-=Fe2*

+--

料及反应正极C：2H+2e=H2tC：O2+2H2O+4e=4OH-

2Fe+O2+2H2O=

+2+

总反应式Fe+2H=Fe+H2t

2Fe(OH)2

联系吸氧腐蚀更普遍

［补短板］

(1)铁锈的成分为FeB-A0,其形成过程还涉及如下反应：

4Fe(OH)2+Oz+2HQ=4Fe(OH)：,；

2Fe(OH)3=Fe203•AH20(铁锈)+(3—*)H2。

(2)电解质所处环境决定金属的腐蚀方式：若电解质酸性较强，如NILCKHAO,等，则

发生析氢腐蚀，相当于金属与酸构成原电池；若电解质为弱酸、中性、弱碱，则发生吸氧腐

蚀，相当于金属、氧气构成燃料电池。但对于不活泼金属如Cu只能发生吸氧腐蚀。

(3)两种腐蚀正极的现象不同：析氢腐蚀正极产生地，气体压强变大，pH增大；吸氧腐

蚀正极吸收气体压强变小，川增大。

3.金属的防护

(1)电化学防护

①牺牲阳极的阴极保护法一原电池原理

a.复检：比被保护金属活泼的金属；

b.W：被保护的金属设备.

②外加电流的阴极保护法一电解原理

a.阴邀：被保护的金属设备；

b.阳极：惰性金属。

(2)改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。

(3)加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀或表面钝化等方法。

注意：牺牲阳极的阴极保护法中所说的阳极是指原电池的负极，即发生氧化反应的电极

在原电池中也常称为阳极。

［知识应用］

1.实验探究(如图所示)

(1)若棉团浸有NH,C1溶液，铁钉发生腐蚀，正极反应式为

右试管中现象是—

红墨水

⑵若棉团浸有NaCl溶液，铁钉发生腐蚀，正极反应式为

右试管中现象是___________________________________________________

［答案］(1)析氢2H++2e-=H2t有气泡冒出

(2)吸氧。2+4—+2H2。=401导管内液面上升

2.为验证牺牲阳极的阴极保护法，如图所示:

经酸化的

3%NaCl溶液

(DFe作极，电极反应式为

(2)Zn电极反应式为。

(3)Fe电极附近滴加KjFe(CN)6］溶液，溶液是否有蓝色沉淀生成？。

(4)若将Zn改为Cu,则Fe电极附近加L［Fe(CN”］溶液，现象为,此现象的离

子方程式为__________________________________________________

［答案］(1)正或阴2H++2e-=H2t

(2)Zn—2e-=Zn”

⑶否

(4)溶液中生成蓝色沉淀3Fe2++2[Fe(CN)6『-=Fe3[Fe(CN)6]2I

【关键能力•培养】

命题点1金属的腐蚀原理及快慢分析

1.(2019•贵阳模拟)在一块表面无锈的铁片上滴食盐水，放置一段时间后看到铁片上

有铁锈出现。铁片腐蚀过程中发生反应的总化学方程式：

2Fe+2H20+02=2Fe(0H)2,Fe(0H),进一步被氧气氧化为Fe(0H)3,再在一定条件下脱水

生成铁锈，其原理如图所示。

食盐水

下列说法正确的是()

A.铁片发生还原反应而被腐蚀

B.铁片腐蚀生成的铁锈可以保护内层的铁不被腐蚀

-

C.铁片腐蚀过程中负极发生的电极反应：2H20+02+4e=40H

D.铁片里的铁和碳与食盐水形成了无数微小原电池，发生了电化学腐蚀

D［结合题图知Fe失电子，化合价升高，被氧化，A项错误；铁锈结构疏松，不能保

护内层金属，B项错误；铁片腐蚀时，Fe作负极，发生氧化反应：Fe-2e-=FeZ+,C项错

误；铁片上的NaCl溶液为铁与碳形成原电池提供了电解质溶液，D项正确。］

2.一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下，下列说法不正确的是

()

pH2466.5813.5

腐蚀快慢较快慢较快

Fe2+

主要产物Fe30iFe203Fe07

A.在pH>14溶液中，碳钢腐蚀的正极反应为02+4『+4院=2也0

B.在plK4溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀

C.在pH>6溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀

D.在煮沸除氧气的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓

A［A项，pH〉14的溶液为碱性，正极反应式为O2+2H2O+

4e-=40H\故A符合题意；B项，pH〈4溶液为酸性溶液，碳钢主要发生析氢腐蚀，正极反

应式为2H++2e-=Ibt,故B不符合题意；C项，pH〉6溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀，

正极反应式为02+2HQ+4e-=40H，故C不符合题意；D项，在碱性溶液中碳钢发生吸氧

腐蚀，煮沸除氧气后，腐蚀速率会减慢，故D不符合题意。］

3.（2019•河北九校联考）某实验小组利用下列装置探究电解质溶液的浓度对金属腐蚀

的影响:

装置

的NaCl溶液溶液+45mL蒸储水

装置n

现象电流计指针不发生偏转电流计指针发生偏转

下