(三)电化学防护:1.牺牲阳极的阴极保护法--原电池原理 正极:被保护的金属设备,负极:比被保护的金属活泼的金属. 2.外加电流的阴极保护法--电解池原理:阴极:被保护的金属设备,阳极:惰性电极. [思考感悟]用活泼性不同的两种金属作为电极形成原电池时.较活泼的金属一定是原电池的负极吗? 不一定.如将镁.铝插入氢氧化钠溶液中形成原电池.镁较活泼.但因为铝与氢氧化钠溶液发生氧化还原反应.铝被氧化是负极.则镁条为正极. [基础训练] 1.锂离子电池已经成为新一代实用化的蓄电池.该电池具有能量密度大.电压高的特性.锂离子电池放电时的电极反应式为: 负极反应:C6Li-xe-=C6Li1-x+xLi+(C6Li表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料) 正极反应:Li1-xMO2+xLi++xe-=LiMO2(LiMO2表示含锂的过渡金属氧化物) 下列有关说法正确的是( BD ) A.锂离子电池充电时总反应方程式为:C6Li+Li1-xMO2=LiMO2+C6Li1-x B.电池反应中.锂.锌.银.铅各失去1mol电子.金属锂所消耗的质量最小 C.锂离子电池放电时电池内部Li+向负极移动 D.锂离子电池充电时阴极反应为:C6Li1-x+xLi++xe-=C6Li 2.为体现“绿色奥运 .“科技奥运 .2008年北京奥运会将出现中国自己生产的燃料电池汽车.作为马拉松领跑车和拍摄车.预计该车装有“绿色心脏 --质子交换膜燃料电池.其工作原理如图所示.下列叙述正确的是( D ) A.通入氧气的电极发生氧化反应 B.通入氢气的电极为正极 C.总反应式为O2+2H2 2H2O D.正极的电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O 3.家用炒菜铁锅用水清洗放置后.出现红棕色的锈斑.某同学拟对其原理及条件进行分析: (1)该同学准备了下列实验用品:20%NaCl溶液.蒸馏水.酚酞溶液.KSCN溶液.新制氯水.纯铁丝.碳棒.U形管.导线等,请你帮他设计一个实验方案来验证钢铁吸氧腐蚀的电极产物.简述操作过程并写出溶液中有关反应的离子方程式. 用导线连接铁丝和碳棒后插入盛有20%NaCl溶液的U形管中.放置数分钟.向插入铁丝的一端滴入1-2滴KSCN溶液未显色.再滴入氯水显血红色.证明负极有Fe2+生成.相关离子方程式为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3.向插入碳棒的一端滴入酚酞溶液.溶液显红色.证明有OH-生成. (2)该同学查阅有关资料知:氧气在液滴的表面和中心浓度不同,Fe2+遇K3[Fe(CN)6]3产生蓝色沉淀:Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓. 该同学在一块光洁无锈的铁板上滴两滴含酚酞和K3[Fe(CN)6]的NaCl溶液.在空气中放置几分钟后.发现盐水滴边缘溶液显红色.盐水与铁板接触面中心出现蓝色不溶物. 试判断该实验是否是铁的吸氧腐蚀.若是.写出正极反应方程式2H2O+O2+4e-=4OH-.若否.指出产生该现象的原因: . (3)将一铜棒.碳棒用导线连接后.插入内盛20%氯化钠溶液的U形管中.请根据此装置在下列两项中择一回答: ①若不是原电池.请说明原因: (如果回答此题.下面的②不用回答). ②若是原电池.现要求利用此装置(电极材料.溶液浓度均不变).采用适当的措施来提高电池的放电效率.该操作可以是:向插入碳棒的溶液中通入氧气或空气. (4)目前我国许多大型铜质文物露天放置腐蚀严重.在不影响观瞻效果的条件下.除用加保护层法保护外.请你再提出一项简单而有效的保护方法并简述其保护原理:将铁块连接文物底座并埋入地下.定期更换,原理是使文物成为原电池的正极(或使铜文物用导线连接直流电源的负极.正极用导线连接埋入地下的导体,原理是使文物成为电解池的阴极). [高考模拟] 4.钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀.发生的原电池反应:2Fe+2H2O+O2=2Fe2++4OH-.以下说法正确的是( A ) A.负极发生的反应为:Fe-2e-=Fe2+ B.正极发生的反应为:2H2O+O2+2e-=4OH- C.原电池是将电能转变为化学能的装置 D.钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀 5.下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是( AC ) A.纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗 B.当镀锡铁制品的镀层破损时.镶层仍能对铁制品起保护作用 C.在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法 D.可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

“材料”的发现和使用往往会极大地推动生产、生活的发展,一些材料的出现甚至具有里程碑式划时代的意义.请你回答以下问题:
(1)无机非金属材料.高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料,又称“半导体”材料,它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”.这种材料可以按下列方法制备:
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①写出步骤①的化学方程式:
 

②步骤②经过冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸点57.6℃)和HCl(沸点-84.7℃),提纯SiHCl3的主要化学操作的名称是
 
;SiHCl3和SiCl4一样遇水可发生剧烈水解,已知SiHCl3水解会生成两种气态产物,请写出其水解的化学方程式:
 

③请写出二氧化硅与氢氟酸反应的化学方程式:
 

(2)磁性材料.这种材料一般含有铁元素,铁是用途最为广泛的金属,也较为活泼,所以从它的使用开始就不断实施着对它的防护.最常见的铁制品腐蚀就是电化学腐蚀,写出最为普遍的电化学腐蚀的负极反应式
 

(3)激光材料.我国是激光技术先进的国家,红宝石(Al2O3)是最早用于产生激光的材料,它是一种两性氧化物,请用离子方程式加以说明:
 
 

(4)纳米材料.胶体是一种物质以“纳米”颗粒的形式分散到另一种物质里形成的分散系,胶体粒子的直径大约是
 
,三氯化铁溶液可以加速伤口止血,请简述原因
 

(5)高分子材料.可以分成无机高分子材料和有机高分子材料.一种新型高效净水剂[AlFe(OH)nCl6-n]m就属于无机高分子材料,广泛应用于生活用水和工业污水处理,其中铁元素的化合价为
 
.一种合成纤维腈纶,又称“人造羊毛”,由丙烯腈(CH2═CH-CN)为原料聚合生成,请写出生成该有机高分子材料的化学方程式:
 

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如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容.为研究铁的锈蚀,某同学做了探究实验,如图所示,铁处于①、②、③三种不同的环境中.请回答:
(1)金属腐蚀主要分为
化学
化学
腐蚀和
电化学
电化学
腐蚀两种.
(2)铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是
①>③>②
①>③>②
(填序号).
(3)①中正极的电极反应式为
2H2O+O2+4e-=4OH-
2H2O+O2+4e-=4OH-
,②中负极的电极反应式为
Zn-2e-=Zn2+
Zn-2e-=Zn2+

(4)据资料显示,全世界每年因腐蚀而报废的金属材料相当于其年产量的20%以上.为防护金属被腐蚀可采取的措施有
①②
①②
(填序号).
①健身器材刷油漆                      ②自行车钢圈镀铬
③将钢管用导线与铜条连接              ④将钢管用导线与碳棒连接.

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(2011?开封一模)“材料”的发现和使用往往会极大地推动生产、生活的发展,一些材料的出现甚至具有里程碑式划时代的意义.请你回答以下问题:
(1)无机非金属材料.高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料,又称“半导体”材料,它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”.这种材料可以按下列方法制备:

①写出步骤①的化学方程式
SiO2+2C
 高温 
.
 
Si+2CO↑
SiO2+2C
 高温 
.
 
Si+2CO↑

②步骤②经过冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸点57.6℃)和HCl(沸点-84.7℃),提纯SiHCl3的主要化学操作的名称是
蒸馏(或分馏)
蒸馏(或分馏)

③请写出二氧化硅与氢氟酸反应的化学方程式
SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O

(2)磁性材料.这种材料一般含有铁元素,铁是用途最为广泛的金属,也较为活泼,所以从它的使用开始就不断实施着对它的防护.最常见的铁制品腐蚀就是电化学腐蚀,请出最为普遍的电化学腐蚀的负极反应式
Fe→Fe2++2e-
Fe→Fe2++2e-

(3)激光材料.我国是激光技术先进的国家,红宝石(Al2O3)是最早用于产生激光的材料,它是一种两性氧化物,请用离子方程式加以说明:
Al2O3+6H+═2Al3++3H2O
Al2O3+6H+═2Al3++3H2O
Al2O3+2OH-+3H2O=2[Al(OH)4]-
Al2O3+2OH-+3H2O=2[Al(OH)4]-

(4)纳米材料.胶体是一种物质以“纳米”颗粒的形式分散到另一种物质里形成的分散系,胶体粒子的直经大约是
1nm~100nm
1nm~100nm
,三氯化铁溶液可以加速伤口止血,请简述原因
氯化铁是电解质,使血液胶体聚沉
氯化铁是电解质,使血液胶体聚沉

(5)高分子材料.可以分成无机高分子材料和有机高分子材料.一种新型高效净水剂
[AlFe(OH)nCl6-n]m就属于无机高分子材料,广泛应用于生活用水和工业污水处理,其中铁元素的化合价为
+3
+3

一种合成纤维腈纶,又称“人造羊毛”,由丙烯腈(CH2=CH-CN)为原料聚合生成,请写出生成该有机高分子材料的化学方程式

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如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容.为研究铁的锈蚀,某同学做了探究实验,如图所示,铁处于①、②、③三种不同的环境中.请回答:
(1)金属腐蚀主要分为
化学
化学
腐蚀和
电化学
电化学
腐蚀两种.
(2)铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是
①③②
①③②
(填序号).
(3)下列对金属制品采取的防护方法不正确的是
C
C
(填序号).
A.在电线的外面包上一层塑料层
B.在自行车钢圈上镀上一层金属铬
C.在海轮的铁制外壳上焊上铜块
(4)已知铁钉样品质量为4.00g,经实验测得未锈蚀铁的质量分数为70%.则未锈蚀铁与足量稀硫酸反应生成氢气的体积为
1.12L
1.12L
(标准状况).

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某实验小组利用饱和食盐水、导线、直流电源(用“” 或“”表示)、烧杯、灵

敏电流计(用“”表示)和两个电极棒(分别是M、N)进行电化学实验探究。

甲同学安装好仪器,接好直流电源通电几分钟,发现M处溶液逐渐变浅绿色,过一段时间,溶液变得浑浊且逐渐出现红棕色。

乙同学所用的仪器和甲同学的看上去相同,但接好直流电源通电几秒钟,却闻到一股刺鼻的气味,马上停止通电。

丙同学安装好仪器,线路闭合几秒钟后,却没有发现明显现象产生,他又很快接入灵敏电流计,发现电流计的指针发生了偏转。

请根据上述同学的实验现象回答以下问题:

(1)M电极棒材料是(写化学式)         ,N电极棒材料是(写化学式)          

(2)在下列虚框内完成对应三个同学的装置图:

(3)按要求写出三个同学实验过程中涉及的反应方程式:

甲同学N电极方程式                                   

乙同学总反应的离子方程式                                            

丙同学N电极方程式                                   

(4)用化学方程式解释甲同学实验时观察到M处溶液出现浑浊后转为红棕色现象的原因:

                                                                   

(5)丙同学为了保护M电极不被腐蚀,他可以将N电极棒更换为(写化学式)            。为验证该防护方法有效,他又做下列对比实验:接通电路2分钟后,分别在M电极区滴入2滴黄色K3[Fe(CN)6]溶液,发现没有更换N电极棒的烧杯中的现象是                     

 

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