高中化学人教版 (2019)选择性必修1金属的腐蚀与防护精品ppt课件

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特别提醒    吸氧腐蚀中,Fe(OH)2在空气中进一步被氧化为Fe(OH)3,Fe(OH)3失去部分水生成 Fe2O3·xH2O(铁锈的主要成分),反应如下:4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3,2Fe(OH)3 Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O。
知识点 2 金属的防护
1.改变金属材料的组成　　在金属中添加其他金属或非金属制成性能优异的合金。如制成不锈钢。
2.在金属表面覆盖保护层　　将金属制品与周围物质隔开的方法。如制成非金属保护层、金属保护层、发蓝处理、 钝化处理等。
3.电化学保护法(详见定点)
4.判断金属腐蚀快慢的规律(1)对不同腐蚀类型来说,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。(2)对同一金属来说,在不同溶液中腐蚀速率的快慢:强电解质溶液中>弱电解质溶液中。(3)活动性不同的两种金属,活动性差别越大,活泼金属腐蚀得越快。(4)对同一种电解质溶液来说,电解质浓度越大,金属腐蚀越快。
1.干燥环境下,所有金属都不能被腐蚀,这种说法对吗?
2.在潮湿空气中,钢铁表面形成水膜,金属发生的一定是吸氧腐蚀,这种说法对吗?
3.在船体外嵌入锌块,可以减缓船体的腐蚀,属于牺牲阴极法,这种说法对吗?
1.不对。干燥环境下,金属可发生化学腐蚀。
2.不对。水膜酸性较强时,钢铁发生析氢腐蚀。
3.不对。应该是牺牲阳极法——原电池原理。
　　一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如图所示[KOH溶液中,Zn2+以Zn(OH 存在]。 (情境选自2022年全国甲卷10题)
问题1 请根据图示装置,写出放电时负极反应式和正极反应式。能否写出总反应式?
问题2 电池工作时,两个离子选择隔膜的类型是什么?
问题3 用惰性电极电解饱和食盐水的装置如图所示,请分析该离子交换膜的类型及所起的作用。
提示    电解饱和食盐水时,采用阳离子交换膜把阳极室和阴极室隔开,阳极产生Cl2,阴极产生 H2和NaOH,该阳离子交换膜具有选择透过性,阻止OH-进入阳极室与Cl2发生副反应,防止阳极 产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。
“隔膜”在电化学装置中的应用
1.几种常见的“隔膜”
2.含“隔膜”的多室电解池模型　　多室电解池是利用离子交换膜的选择透过性(只允许带某种电荷的离子通过)将电解池 分为两室、三室、四室等,以达到浓缩、净化、提纯及电化学合成的目的。(1)“双膜三室”电解池　　在电解装置中,利用两个离子交换膜隔开三个盛有电解质溶液的“室”。如图所示, “双膜”为离子交换膜a和离子交换膜b,“三室”为Ⅰ室、Ⅱ室和Ⅲ室。
　　根据电解的目的不同,离子交换膜a和离子交换膜b可以均是阳离子交换膜,也可以均是 阴离子交换膜,还可以一个是阳离子交换膜,一个是阴离子交换膜。(2)“三膜四室”电解池　　在电解装置中,利用三个离子交换膜隔开四个盛有电解质溶液的“室”。以四室电渗析
法制备H3PO2为例,其工作原理如图所示。
　　阳极反应为2H2O-4e-  O2↑+4H+,产生的H+通过阳离子交换膜进入产品室;原料室中的H2P 通过阴离子交换膜进入产品室,与H+结合生成弱电解质H3PO2;阴极反应为4H2O+4e-  2H2↑+4OH-,原料室中的Na+通过阳离子交换膜进入阴极室。
例题 C是磁性合金的重要材料。工业上可用如下装置制取单质C并获得副产品盐酸(A、 B膜均为离子交换膜)。下列说法正确的是 (　    )A.若阴极析出5.9 g C,则加入0.1 ml C(OH)2可将溶液恢复至原状态
B.A膜为阴离子交换膜,B膜为阳离子交换膜C.若产品室Δn(HCl)=0.2 ml,则两电极室溶液的质量变化差为|Δm阴极室溶液|-|Δm阳极室溶液|=11.2 gD.电解结束后,阳极室溶液的pH增大
素养解读    本题以电解制备C和副产品盐酸为情境素材,考查对电解原理的理解及“隔 膜”在电化学装置中的应用,体现了证据推理与模型认知的化学学科核心素养。
信息提取    与电源正极相连的石墨电极为阳极,阳极上水放电:2H2O-4e-  4H++O2↑,H+通过A膜进入产品室;阴极上C2+放电:C2++2e-  C,溶液中Cl-通过B膜进入产品室。