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2020高中化学 第四章 电化学基础 第四节 金属的电化学腐蚀与防护导学案 新人教版选修4

来源:用户分享 时间:2025/7/24 5:01:26 本文由loading 分享 下载这篇文档手机版
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(1)若两池中均为CuSO4溶液,反应一段时间后:

①有红色物质析出的是甲池中的________棒,乙池中的________棒。

②乙池中阳极的电极反应式是______________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)若两池中均为饱和NaCl溶液:

①写出乙池中总反应的离子方程式:________________________________________。 ②甲池中碳棒电极上电极反应式是__________________________________________ ________________________________________________________________________, 乙池中碳棒电极上电极反应属于________(填“氧化反应”或“还原反应”)。 答案 (1)①碳 铁 ②4OH-4e===2H2O+O2↑ 电解--

(2)①2Cl+2H2O=====Cl2↑+H2↑+2OH ②2H2O+O2+4e===4OH 氧化反应 解析 甲为原电池,乙为电解池。 (1)若两池中均为CuSO4溶液,则有

??负极甲???正极??阳极乙?

?阴极?

Fe:Fe-2e===Fe

2+

-2+

C:Cu+2e===Cu

C:4OH-4e===O2↑+2H2OFe:Cu+2e===Cu

2+

(2)若均为NaCl溶液,则有

??负极甲?

?正极???阳极乙?

?阴极?

Fe:Fe-2e===Fe

-2+

C:O2+2H2O+4e===4OHC:2Cl-2e===Cl2↑Fe:2H+2e===H2↑

12.下图所示的是某研究性学习小组探究金属腐蚀条件的实验装置图,试分析实验并回答下列问题:

(1)若起始时甲、乙、丙三套装置的导管中液面高度相同,过一段时间后液面最高的是________。铁粉腐蚀的速率由大到小的排列顺序为(用甲、乙、丙填写)____________。 (2)通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越________(填“高”或“低”)越易腐蚀。 (3)乙装置中发生电化学腐蚀时正极的电极反应式为_____________________________。 (4)针对乙、丙装置研究的结果分析,可采用何种防护措施来减缓金属的腐蚀:____________________________________________(写出一点即可)。

答案 (1)乙 乙>甲>丙 (2)高 (3)2H2O+O2+4e===4OH (4)将金属放在油脂或有机溶剂中

解析 铁粉、炭粉-食盐水构成原电池,发生吸氧腐蚀,故乙中液面最高;甲中铁粉中的少量碳也能发生吸氧腐蚀,但由于C的含量少,故不如乙中Fe腐蚀得快,丙中乙醇为非电解质,铁粉、炭粉形不成原电池,Fe受到保护,故可把钢铁放在油脂或有机溶剂中进行防护。 13.钢铁在自然界中的腐蚀比较普遍。

(1)远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的________腐蚀。为防止这种腐蚀,通常把船体与浸在海水里的Zn块相连,或与像铅酸蓄电池这样的直流电源的________(填“正”或“负”)极相连。

(2)若用钢铁(含Fe、C)制品盛装NaClO溶液会发生电化学腐蚀,钢铁制品表面生成红褐色沉淀,溶液会失去漂白、杀菌消毒功效。该电化腐蚀过程中的正极反应式为________________________________________________________________________。 (3)铁器深埋地下,也会发生严重的电化学腐蚀,原因是一种称为硫酸盐还原菌的细菌,能提供正极反应的催化剂,将土壤中的SO4还原为S,试写出该电化学腐蚀的正极反应式________________________________________________________________________。 (4)利用下图装置,可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应置于________处。若X为锌,开关K置于M处,该电化学防护法称为_____________。

2-

2--

答案 (1)吸氧腐蚀 负 (2)ClO+H2O+2e===Cl+2OH (3)SO4+8e+4H2O===S+8OH (4)N 牺牲阳极的阴极保护法

2-

2-

解析 (1)海水呈弱碱性,故轮船的钢铁船体在海水中易发生吸氧腐蚀,钢铁与外接电源负极相连,充当电解池的阴极,得到保护。

(2)ClO在正极得电子生成Cl和OH,故正极电极反应式为ClO+H2O+2e===2OH+Cl。 (4)若X为碳棒,则只能用外加电源的阴极保护法,此时K应置于N处。若X为Zn,K置于M处,其保护原理称为牺牲阳极的阴极保护法。

14.某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素,将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部,塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液,同时测量容器中的压强变化。 (1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格):

编号 ① ② ③ 实验目的 为以下实验作参照 醋酸浓度的影响 碳粉/g 0.5 0.5 0.2 铁粉/g 2.0 2.0 醋酸/% 90.0 36.0 90.0 -

(2)编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。t2时,容器中压强明显小于起始压强,其原因是铁发生了_______腐蚀,请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向;此时,碳粉表面发生了_______(填“氧化”或“还原”)反应,其电极反应式是______________。

(3)该小组对图2中0~t1时压强变大的原因提出了如下假设,请你完成假设二: 假设一:发生析氢腐蚀产生了气体;

假设二:___________________________________________________________________; ……

答案 (1)②2.0 ③碳粉含量的影响

(2)吸氧 还原 2H2O+O2+4e===4OH (3)反应放热,温度升高

--

解析 (1)本题采用“控制变量法”进行研究,即保持其他条件相同,只考虑其中一个因素对实验的影响。探究醋酸浓度对电化学腐蚀的影响时,应保证碳粉和铁粉的质量与参照实验相同,因此实验②中铁粉为2.0 g;对比实验①和③可知,铁粉的质量及醋酸的浓度相同,而碳粉的质量不同,显然探究的是碳粉的含量对铁的电化学腐蚀的影响。

(2)当铁发生析氢腐蚀时,由于生成H2,容器的压强不断增大,而发生吸氧腐蚀时,由于消

耗O2,容器的压强不断减小,t2时容器的压强明显小于起始压强,说明铁发生了吸氧腐蚀,此时Fe作负极,失去电子发生氧化反应;碳粉作正极,O2在其表面得到电子发生还原反应,电极反应式为O2+2H2O+4e===4OH。

(3)Fe发生电化学腐蚀时,放出热量,使体系的温度升高。

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