2021高考化学一轮复习 6.4 金属的腐蚀与防护 电化学的有关计算课件 苏教版

考点1:金属的腐蚀与防护【核心知识自查】1.金属腐蚀的本质金属原子_________变为___________,金属发生_________。失去电子金属阳离子氧化反应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_______________接触不纯金属或合金跟___________接触现象___电流产生_______电流产生本质金属被_____较活泼金属被_____联系两者往往同时发生,_______腐蚀更普遍非金属单质直接电解质溶液有微弱氧化氧化电化学无(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类型析氢腐蚀吸氧腐蚀电极反应负极Fe-2e-====Fe2+正极2H++2e-====H2↑O2+2H2O+4e-====4OH-总反应式Fe+2H+====Fe2++H2↑2Fe+O2+2H2O====2Fe(OH)2铁锈的形成:4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3,2Fe(OH)3====Fe2O3·xH2O(铁锈)+(3-x)H2O。3.金属的防护(1)改变金属的内部结构可根据不同的用途选用不同的金属或非金属制成合金。(2)覆盖保护层可以通过喷油漆、涂油脂、电镀或表面钝化等方法使金属与介质隔离。(3)电化学防护牺牲阳极的阴极保护法——原电池原理负极比被保护金属活泼的金属正极被保护的金属设备外加电流的阴极保护法——电解原理阴极被保护的金属设备阳极惰性金属【基础小题诊断】判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物。()提示:×。铜在潮湿的空气中生成铜绿Cu2(OH)2CO3。(2)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样。()提示:×。纯银表面变黑是因为发生化学腐蚀生成了Ag2S,而钢铁生锈是由于发生电化学腐蚀。(3)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。(4)镀铜铁制品镀层受损后,铁制品比受损前更容易生锈。()提示:√。镀铜铁制品受损后,形成铁-铜原电池,所以镀铜铁制品受损后比受损前更容易生锈。(5)钢铁发生吸氧腐蚀时,负极电极反应式为Fe-3e-====Fe3+。()提示:×。钢铁发生吸氧腐蚀时,负极反应为Fe-2e-====Fe2+。(6)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。(7)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。考点2:电化学的有关计算【核心知识自查】1.原则电化学的反应是氧化还原反应,各电极上转移电子的物质的量相等,无论是单一电池还是串联电解池,均可根据电子守恒计算。2.关键电极名称要区分清楚;电极产物要判断准确;各产物间量的关系遵循电子得失守恒。3.计算方法(1)根据电子守恒计算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。如图所示:图中装置甲是_______,乙是_______,若电路中有0.2mol电子转移,则Zn极溶解6.5g,Cu极上析出H2_____L(标准状况),Pt极上析出Cl20.1mol,C极上析出Cu6.4g。甲池中H+被还原,生成ZnSO4,溶液pH变大;乙池是电解CuCl2,由于Cu2+浓度的减小使溶液pH微弱增大,电解后再加入适量CuCl2固体可使溶液复原。原电池电解池2.24(2)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。(3)根据关系式计算根据得失电子守恒定律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。如以通过4mole-为桥梁可构建如下关系式:该关系式具有总览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。【特别提醒】在电化学计算中,还常利用Q=I·t和Q=n(e-)×NA×1.60×10-19C来计算电路中通过的电量。【基础小题诊断】(1)全固态锂硫电池能量密度高、成本低,电池反应为:16Li+xS8====8Li2Sx(2≤x≤8),电池工作时,外电路中流过0.02mol电子,负极材料增重0.14g。()提示:×。负极反应为Li-e-====Li+,当外电路流过0.02mol电子时,消耗的锂为0.02mol,负极减重的质量为0.02mol×7g·mol-1=0.14g。(2)将两支惰性电极插入CuSO4溶液中,通电电解,当有1.0×10-3mol的OH-放电时,溶液显浅蓝色,则在阴极上析出铜的质量是0.064g。()提示:×。用惰性电极电解CuSO4溶液时,电极反应式为阴极:2Cu2++4e-====2Cu,阳极:4OH--4e-====O2↑+2H2O。当有1.0×10-3mol的OH-放电时,生成标准状况下的O2为5.6mL,此时转移电子为1.0×10-3mol,则在阴极上析出Cu0.032g。(3)将两支惰性电极插入CuSO4溶液中,通电电解,若溶液的体积为1L,忽略溶液体积变化,在标准状况下放出5.6mLO2时,溶液的pH是4。()提示:×。阳极:4OH--4e-====2H2O+O2↑4mol1molnn=1.0×10-3mol,消耗1.0×10-3molOH-,生成1.0×10-3molH+,则c(H+)==1.0×10-3mol·L-1,pH=-lgc(H+)=-lg(1.0×10-3)=3。315.610L22.4Lmol－31.010mol1L－