原电池与电解池对比金属的电化学腐蚀与防护吸氧腐蚀析氢腐蚀Word文档格式.docx

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溶液中离子流向

阳离子移向正极（填“阳”或“阴”）

阴离子移向负极

阳离子移向阴极

阴离子移向阳极

电极反应

负极发生氧化反应

（填“氧化”或“还原”）

正极发生还原反应

阴极发生还原反应

阳极发生氧化反应

能量转化

化学能转化为电能

电能转化为化学能

反应特征

自发进行的氧化还原反应

非自发进行的氧化还原反应

联系

两者均发生氧化还原反应

2.金属腐蚀的本质：

金属单质失去电子变为金属阳离子的过程，金属发生氧化反应（填“氧化”或“还原”）。

3.金属腐蚀的类型

（1）金属的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

金属被氧化，原电池反应

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：

析氢腐蚀

吸氧腐蚀

酸性环境

中性环境或碱性环境

负极反应

Fe－2e－=Fe2＋

正极反应

2H＋＋2e－=H2↑

O2＋2H2O＋4e－=4OH－

总反应式

Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑

2Fe＋O2＋2H2O=2Fe（OH）2

吸氧腐蚀更普遍

注意：

正确判断金属所处环境的酸碱性是辨别金属析氢腐蚀、吸氧腐蚀的关键。

如金属在潮湿的空气或中性溶液中发生吸氧腐蚀；

而在NH4Cl溶液、稀H2SO4等酸性溶液中发生析氢腐蚀。

a.正确判断金属所处环境的酸碱性是辨别金属析氢腐蚀、吸氧腐蚀的关键。

b.生活中铁生锈过程涉及的化学反应有________________________________________________。

4.金属的防护

（1）电化学防护

利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。

为减缓铁的腐蚀：

a.若开关K置于M处，则X应为比铁活泼的金属Zn等，该电化学防护法称为牺牲负极的正极保护法。

或牺牲阳极的阴极保护法。

b.若开关K置于N处，则铁作阴极，铁很难被腐蚀，该电化学防护法为外加电流的阴极保护法。

总结：

如果想利用原电池原理保护某金属，则应该让该金属作______极，找一个比它更活泼的金属材料作_________极。

如果想利用电池池原理保护某金属，则应该让该金属作______极。

（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、喷镀或表面钝化等方法。

5.判断金属腐蚀快慢的规律：

（1）金属腐蚀速率的快慢：

电解原理引起的腐蚀>

原电池原理引起的腐蚀>

化学腐蚀>

有防护措施的腐蚀。

注：

原电池原理引起的腐蚀中，活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越_________。

（2）如果金属有防护措施，则防护效果：

电解原理引起的防护>

原电池原理引起的防护>

有物理防护的措施。

例1.（金属的电化学腐蚀：

吸氧腐蚀与析氢腐蚀）

1.用如图所示装置研究电化学腐蚀及防护。

关于图1和图2的叙述正确的是（D）

A.负极反应均是：

Fe-2e→Fe2+B.正极反应均是：

O2+2H2O+4e→4OH-

C.铁均被保护D.图2的灯泡更亮

例2.（金属的电化学防护：

牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法）

2.关于钢铁电化学保护两种方法的说法，正确的是（C）

A.牺牲阳极阴极保护法利用的是电解原理

B.外加电流阴极保护法利用的是原电池原理

C.牺牲阳极阴极保护法中钢铁为正极

D.外加电流阴极保护法中钢铁为阳极

例3.（原电池与电解池综合）

3.某课外兴趣小组用下图装置进行实验，

试回答：

（1）若开始时开关K与a连接，则A电极反应式为___________________________。

（2）若开始时开关K与b连接，则A电极反应式为__________________________。

（3）若开始时开关K与b连接，电路中通过0.2NA个电子时，两极共产生______mol气体。

（4）若开关K与b连接，铁和石墨棒互换位置，描述U型管中观察到的现象：

__________________。

3.

（1）O2+4e-+2H2O=4OH-

（2）2Cl--2e-=Cl2↑

（3）0.2

（4）铁电极逐渐溶解，石墨电极附近有气泡产生，U型管底部有白色沉淀产生。

变式训练：

1.铁锅表面覆盖有下列物质时，锈蚀速率最快的是（B）

A.水B.食盐水C.食用油D.酒精

【解析】当形成电化学腐蚀，且铁做原电池的负极材料时，表面覆盖的溶液导电性越强，锈蚀速率越快。

详解：

食用油和酒精为非电解质，不能形成原电池反应，而水的导电性没有食盐水强，所以锈蚀速率最快的是食盐水。

2.如图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面图。

下列说法正确的是（D）

A.该电化学腐蚀为析氢腐蚀

B.图中生成铁锈最多的是C区域

C.A区域比B区域更易腐蚀

D.铁闸中的负极的电极反应：

Fe－2e→Fe2＋

解：

铁闸在海水中发生吸氧腐蚀，在酸性较强的条件下才发生析氢腐蚀，A错误；

在B处，海水与氧气接触，与Fe最易形成原电池，发生的吸氧腐蚀的程度最大，生成铁锈最多，B错误；

在B处，海水与氧气接触，与Fe最易形成原电池，所以

B区域比A区域更易腐蚀，C错误；

Fe作负极失电子生成亚铁离子，则负极的电极反应为Fe－2e－=Fe2＋，D正确。

3.下列与金属腐蚀有关的说法中，不正确的是（D）

A.钢铁在潮湿空气中生锈属于电化学腐蚀

B.电化学腐蚀一般可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀

C.金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化的过程

D.铝具有很强的抗腐蚀能力，是因为其不易与氧气发生反应

4.在铁的吸氧腐蚀过程中，下列5种变化中可能发生的是（A）

①Fe由＋2价转化为＋3价，②O2被还原，③产生H2，

④Fe（OH）3失水形成Fe2O3·

nH2O，⑤杂质炭被氧化除去

A.①②④B.①③④C.①②⑤D.①②③⑤

5.镀锌铁在发生析氢腐蚀时，若有0.2mol电子发生转移，下列说法正确的是（B）

①有5.6g金属被腐蚀

②有6.5g金属被腐蚀

③在标准状况下有2.24L气体放出

④在标准状况下有1.12L气体放出

A.①③B.②③C.①④D.②④

【解析】镀锌铁在发生析氢腐蚀时，较活泼的金属锌作负极，较不活泼的金属铁作正极，负极上锌失电子而被腐蚀，正极上氢离子得电子被还原．

根据Zn﹣2e﹣=Zn2+得，腐蚀锌的质量=

=6.5g；

根据2H++2e﹣=H2↑得，生成氢气的体积=

．故选B．

6.下图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间。

下列说法不正确的

是（C）

A.a管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀

B.一段时间后，a管液面高于b管液面

C.a处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小

D.a、b两处具有相同的电极反应式：

【解析】根据装置图判断，左边铁丝发生吸氧腐蚀，右边铁丝发生析氢腐蚀，其电极反应为

左边　负极：

Fe－2e－=Fe2＋正极：

O2＋4e－＋2H2O=4OH－

右边　负极：

a、b处的pH均增大，C错误。

7.铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示，下列有关说法中不正确的是（B）

A.此过程中铜并不被腐蚀B.此过程中正极电极反应式为：

2H++2e→H2↑

C.此过程中电子从Fe移向CuD.此过程中还涉及到反应：

4Fe（OH）2+2H2O+O2→4Fe（OH）3

8.已知a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置、部分实验现象如下：

由此可判断这四种金属的活动性顺序是（B）

A.a＞b＞c＞dB.d＞a＞b＞cC.b＞c＞d＞aD.a＞b＞d＞c

9.滴有酚酞和氯化钠试液的湿润滤纸分别做甲、乙两个实验能发现附近变成红色的电极是（D）

A.a、cB.a、dC.b、cD.b、d

10.关于金属的腐蚀与防护，下列叙述正确的是（B）

A.金属腐蚀就是金属失去电子被还原的过程

B.将需防腐的金属与外加直流电源的负极相连，正极与废铁相连

C.镀锌铁皮发生腐蚀时，负极的电极反应式为：

Fe-2e→Fe2+

D.铁钉在潮湿空气中生锈，是因为直接发生反应：

4Fe+3O2→2Fe2O3

11.为保护地下钢管不受腐蚀，可使它与（C）

①直流电源负极相连，②铜板相连，③锌板相连，④直流电源正极相连。

A.①②B.③④C.①③D.②④

12.下列金属防腐的措施中，属于牺牲阳极的阴极保护法的是（B）

A.水中的钢闸门连接电源的负极

B.地下钢管连接锌板

C.铁件镀铜

D.自行车的钢圈和车铃上镀上一层铬，既耐腐蚀又美观耐磨

【解析】A．水中的钢闸门连接电源的负极时构成电解池装置，负极钢闸门被保护，不属于属于牺牲阳极的阴极保护法，故A错误；

B．地下钢管连接锌板时构成原电池装置，锌板发生氧化反应损失掉，钢管做原电池负极被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法，故B正确；

C．铁件镀铜不属于电化学保护法，故C错误；

D．自行车的钢圈和车铃上镀上一层铬，既耐腐蚀又美观耐磨，不属于电化学保护法，故D错误。

13.（2015上海）研究电化学腐蚀及防护的装置如下图所示。

下列有关说法错误的是（D）

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，海水中的氯离子移向铁片

14.钢铁在海水中容易被腐蚀，下图四种装置可用于探究海水对钢铁腐蚀的快慢，其中铁被腐蚀最慢的是（C）

A.

B.

C.

D.

15.分别放置在以下装置（都盛有0.1mol/L的H2SO4溶液）中的四块相同的纯锌片，锌片腐蚀最快的是（C）

ABCD

16.对于铁在海水的腐蚀及防护设计实验如下（烧杯中装的是海水），以下描述正确的是（C）

A.1中的铁被腐蚀得最慢

B.2中的铁被腐蚀得最快

C.3中是通过牺牲阳极的阴极保护法防止铁被腐蚀

D.4中是通过外加电流法防止铁被腐蚀

17.按下图甲装置进行实验，若乙中横坐标x表示流入电极的电子的物质的量，下列叙述不正确的是（C）

A.E表示生成铜的物质的量B.E表示总反应中消耗水的物质的量

C.F表示生成硫酸的物质的量D.F表示反应生成氧气的物质的量

18.观察如图装置，下列说法正确的是（C）

A.a、b间接电流表，该装置为原电池B.a、b间接直流电源，该装置为电解池

C.a、b间接直流电源，铁可能不易被腐蚀D.a、b间接电流表或接直流电源，铁都可能是负极

【详解】A、如果液体c为乙醇等非电解质，则不符合构成原电池的条件，故A错误；

B、如果液体c为乙醇等非电解质，该电路为断路，不能构成电解池，故B错误；

C、连接直流电源，如果让铁作阴极，按照电解原理，铁不被腐蚀，故C正确；

D、如果接电流表，构成原电池，铁作负极