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第四章 化学反应与电能
第一节 原电池
一、原电池的工作原理
1．原电池的构成条件
(1)定义：能把化学能转化为电能的装置。
(2)构成条件：
2．原电池的工作原理(以锌铜原电池为例)
溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，电子只能在导线中流动而不能在溶液中流动，离子只能在溶液中移动而不能在导线中移动，原电池的内电路和外电路分别通过离子的移动和电子的流动而形成闭合回路，可形象地描述为“电子不下水，离子不上岸”。
二、原电池原理的应用
1．加快氧化还原反应的速率
构成原电池的反应速率比直接接触的反应速率快，例如，在锌与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液，CuSO4与锌发生置换反应生成Cu，从而形成Cu－Zn微小原电池，加快产生H2的速率。
2．比较金属活动性强弱
3．设计原电池
三、化学电源的分类及特点
1．化学电源的分类
(1)一次电池：也叫作干电池，常见的一次电池有普通锌锰电池、碱性锌锰电池、纽扣式银锌电池。
(2)二次电池：又称为充电电池或蓄电池，铅蓄电池是最常见的二次电池。目前已开发出镍镉电池、镍氢电池、银锌电池、锂电池和锂离子电池等新型二次电池。
(3)燃料电池：氢氧燃料电池等。
2．各类电池的特点
(1)一次电池：电池中发生氧化还原反应的物质大部分被消耗后就不能再使用，放电后不可再充电。
(2)二次电池：又称充电电池或蓄电池，放电后可以再充电，可多次重复使用。
(3)燃料电池：燃料电池的氧化剂和还原剂不是储藏在电池内部，而是在工作时不断从外部输入，同时将电极反应产物不断排出电池，因此燃料电池能连续不断地提供电能。
3．一次电池——锌锰干电池
普通锌锰电池 碱性锌锰干电池
装置
电极材料及电解质溶液 负极：锌筒 正极：石墨棒 氯化铵和氯化锌溶液 负极：锌粉 正极：二氧化锰 氢氧化钾溶液
电极反应 碱性锌锰干电池的总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2 负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 正极：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－
4．二次电池
(1)铅蓄电池的构造与工作原理
放电时
负极：Pb，正极：PbO2，电解质溶液：H2SO4溶液。
负极：Pb＋SO－2e－===PbSO4。
正极：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O。
充电时
铅蓄电池的充电反应是放电反应的逆过程。
总反应方程式：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。
(2)常见锂离子电池的构造与工作原理
负极材料 正极材料 电解质溶液
嵌锂石墨(LixC6) 磷酸铁锂(LiFePO4)或钴酸锂(LiCoO2) 锂离子的载体，如六氟磷酸锂(LiPF6)的碳酸酯无水溶液
装置与工作原理 (以钴酸锂-石墨锂电池为例) 放电：总反应：LixC6＋Li(1－x)CoO2===6C＋LiCoO2 负极反应：LixC6－xe－===6C＋xLi＋； 正极反应：Li(1－x)CoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2；
5．氢氧燃料电池的工作原理
酸性电解质(H2SO4) 碱性电解质(KOH)
负极反应 2H2－4e－===4H＋ 2H2－4e－＋4OH－===4H2O
正极反应 O2＋4e－＋4H＋===2H2O O2＋4e－＋2H2O===4OH－
总反应 2H2＋O2===2H2O
第二节 电解池
一、电解原理
1．电解原理
(1)电解是电流通过电解质溶液而在阴、阳两极发生氧化还原反应的过程；
(2)电解池是将电能转化为化学能的装置；
构成条件为：必须连接有直流电源，要有电极(阴、阳极)，以及电解质溶液或熔融电解质。
(3)电解质溶液的导电过程实质上就是其电解过程。
①在电解池中电子流向：电子由电源的负极→电解池的阴极，再由电解质溶液→电解池的阳极→电源正极。
②溶液中离子的移动方向：溶液中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。
2．电解池与原电池的判断
有外加电源的装置一定是电解池，无外加电源的装置一定是原电池， 多池组合时， 一般是含有活泼金属的池为原电池，其余都是在原电池带动下工作的电解池；若最活泼的电极相同时，则两极间活泼性差别较大的是原电池，其余为电解池。
3．电解池的阴、阳极的判断方法
4．电解时电极产物的判断
二、电解规律的探究
用惰性电极电解不同的电解质溶液时：
电解质的组成 无氧酸(除HF)、不活泼金属的无氧酸盐(F－除外) 不活泼金属的含氧酸盐、活泼金属的无氧酸盐 含氧酸、可溶性碱、活泼金属的含氧酸盐
被电解的物质 电解质本身 电解质和水都发生变化 电解水
实例 CuCl2、HBr、HCl NaCl、CuSO4、AgNO3 H2SO4、NaOH、KNO3
电解后溶液的复原，从溶液中放出的气体和生成的沉淀，按照原子个数比组成具体物质再加入溶液即可。遵循“少什么加什么，少多少加多少”的原则。
电解饱和食盐水
1．电解饱和食盐水的原理
电解饱和食盐水原理示意图 符号表征
阳极反应 2Cl－－2e－=Cl2↑
阴极反应 2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－
离子反应方程式 2Cl－＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2OH－
总反应方程式 2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋NaOH
2．氯碱工业生产流程
烧碱、氯气都是重要的化工原料，习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业。工业生产中，电解饱和食盐水的反应在离子交换膜电解槽中进行。
①阳离子交换膜电解槽
②阳离子交换膜的作用：只允许Na＋等阳离子通过，不允许Cl－、OH－等阴离子及气体分子通过，可以防止阴极产生的氢气与阳极产生的氯气混合发生爆炸，也能避免氯气与阴极产生的氢氧化钠反应而影响氢氧化钠的产量。
四、电镀与铜的电解精炼
电镀 铜的电解精炼
定义 应用电解原理在某些金属或非金属材料表面镀上一层其他金属或合金 利用电解原理提纯铜
装置举例
形成条件 ①镀层金属做阳极接直流电源正极，镀件做阴极接直流电源负极 ②电镀液必须是含有镀层金属离子的盐溶液 ③形成闭合回路 ①粗铜做阳极，纯铜做阴极 ②含Cu2＋的盐溶液做电解质溶液 ③直流电源 ④形成闭合回路
电极反应 (以铁上镀锌为例) 阳极：Zn－2e－==Zn2＋ 阴极：Zn2＋＋2e－==Zn 阳极：Cu(粗铜)－2e－==Cu2＋(主要) 阴极：Cu2＋＋2e－==Cu(纯铜)
电解(镀)液浓度 不变 减小
联系 电镀池和电解精炼池是特定条件下的电解池
五、电镀与电冶金
1．铁钉镀锌
电镀操作：用烧杯作电镀槽，加入电镀液，用锌片作阳极，铁钉作阴极，接通6 V的直流电源，电镀20～25 min。
实验现象：阳极(锌片)质量减少，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，阴极质量增多，电极反应式为Zn2＋＋2e－===Zn。
2．电镀银装置
原理：金属材料电镀时，通常以待镀金属制品为阴极，以镀层金属为阳极，用含有镀层金属离子的溶液作电解质溶液。在直流电的作用下，镀层金属在待镀金属制品表面形成均匀、光亮而致密的镀层。
3．电冶金：对于比较活泼的金属，常用电解其熔融盐的方法制取，如工业上钠、镁的制取是通过电解熔融的氯化钠、氯化镁，而铝的制取是通过电解熔融的氧化铝。
第三节 金属的腐蚀与防护
一、金属的腐蚀
1．金属的腐蚀
(1)概念：金属或合金与周围的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象。其实质是金属原子失去电子变为阳离子，金属发生氧化反应。
(2)根据与金属接触的气体或液体不同，金属腐蚀可分为两类：
①化学腐蚀：金属与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)直接反应而引起的腐蚀。腐蚀的速率随温度升高而加快。
②电化学腐蚀：当不纯的金属与电解质溶液接触时会发生原电池反应，比较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀。
2．钢铁的电化学腐蚀
类别 项目　　 析氢腐蚀 吸氧腐蚀
图形描述
条件 水膜酸性较强 水膜酸性很弱或呈中性
负极 Fe－2e－===Fe2＋
正极 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋4e－＋2H2O===4OH－
总反应 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
后续反应 最终生成铁锈(主要成分为Fe2O3·xH2O)，反应如下：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O
联系 通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍
3．金属腐蚀快慢比较
(1)在同一电解质溶液中：电解池原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。
(2)同一种金属在相同浓度不同介质中腐蚀由快到慢的顺序为强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。
(3)有无保护措施的腐蚀快慢顺序：无保护措施的金属腐蚀>有一定保护措施的金属腐蚀>牺牲阳极的阴极保护法引起的金属腐蚀>有外加电流的阴极保护法引起的金属腐蚀。
(4)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀速率越快。
条件 快慢顺序
腐蚀类型不同 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(原电池原理的防护＞电解原理的防护)
同种金属 强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液
活泼性不同的两金属 活泼性差别越大，活泼性强的金属腐蚀越快
同种电解质溶液 电解质溶液浓度越大，腐蚀越快
二、金属的防护
1．本质
阻止金属发生氧化反应。
2．方法
(1)加防护层，如在金属表面涂油或油漆、覆盖塑料、镀不活泼金属等。
(2)改变金属组成或结构，如制成合金等。
(3)电化学防护
方法 牺牲阳极的阴极保护法 外加电流的阴极保护法
原理 原电池原理 电解原理
被保护金属 作正极 作阴极
构成 被保护金属、比被保护金属活泼的金属等 被保护金属、惰性电极及直流电源等
优、缺点 无需外加电源，但需要定期更换被腐蚀的金属 无需更换电极，但消耗电能
示意图 牺牲阳极的阴极保护法示意图 外加电流的阴极保护法示意图
联系 被保护的金属都因为电子的流入而免遭腐蚀
▁▃▅▇易错点01：原电池原理易错点
(1)原电池闭合回路的形成有多种方式，可以是导线连接两个电极，也可以是两电极相接触。
(2)电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。
(3)无论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液。
(4)注意盐桥不能用一根导线连接，因为导线是不能传递阴阳离子的。用导线连接后相当于一个是原电池，一个是电解池。
(5)只有自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池。
(6)在原电池中活泼性强的金属不一定作负极，但负极一定发生氧化反应。
(7)电子不能通过电解质溶液，溶液中的离子不能通过盐桥。
(8)负极失去的电子总数一定等于正极得到的电子总数。
(9)同一氧化还原反应，设计成原电池反应的速率一定比直接发生氧化还原反应的速率快。
(10)电极产物在电解质溶液的环境中，应能稳定存在，如碱性介质中生成的H＋应结合OH－生成水。电极反应式要遵守电荷守恒、质量守恒及电子得失守恒。
(11)盐桥中的离子流向：盐桥中的阳离子(K＋)向正极区移动，阴离子(Cl－或NO)向负极区移动
(12)当氧化剂得电子速率与还原剂失电子速率相等时，可逆反应达到化学平衡状态，电流表指针示数为零；当电流表指针往相反方向偏转，暗示电路中电子流向相反，说明化学平衡移动方向相反。
▁▃▅▇易错点02：电解原理及应用易错点
(1)书写电解池的电极反应式时，可以用实际放电的离子表示，但书写电解池的总反应时，弱电解质要写成分子式。如用惰性电极电解食盐水时，阴极反应式为2H＋＋2e－===H2↑(或2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－)；总反应离子方程式为2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑。
(2)电解水溶液时，应注意放电顺序，位于H＋、OH－之后的离子一般不参与放电。
(3)Fe3＋在阴极上放电时生成Fe2＋而不是得到单质Fe。
(4)判断电解产物、书写电极反应式以及分析电解质溶液的变化时首先要注意阳极是活性材料还是惰性材料。
(5)书写电解化学方程式时，应看清是电解电解质的水溶液还是熔融电解质。Al3＋、Mg2＋、Na＋、Ca2＋、K＋只有在熔融状态下才放电。
(6)电解质溶液的复原措施。
电解后的溶液恢复到原状态，出什么加什么(即一般加入阴极产物与阳极产物的化合物)。如用惰性电极电解盐酸(足量)一段时间后，若使溶液复原，应通入HCl气体而不能加入盐酸。
(7)电镀铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)不变；电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)减小。
(8)电解熔融MgCl2冶炼镁，而不能电解MgO冶炼镁，是因为MgO的熔点很高；电解熔融Al2O3冶炼铝，而不能电解AlCl3冶炼铝，是因为AlCl3是共价化合物，其熔融态不导电。
易错点03：金属腐蚀的易错点
(1)化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，只是电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，速率也大得多危害更大。
(2)析氢腐蚀和吸氧腐蚀取决于金属表面电解质溶液的酸碱性，实际情况中以吸氧腐蚀为主。
(1)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁去电子生成Fe2＋，而不是生成Fe3＋。
(3)铜暴露在潮湿的空气中发生的是化学腐蚀，而不是电化学腐蚀，生成铜绿的化学成分是Cu2(OH)2CO3。
易错点03：金属防腐的易错点
牺牲阳极法 外加电流法
示意图
工作原理 原电池原理 电解池原理
电极设计 负极：活泼性更强的金属 正极：被保护的金属 阳极：惰性金属或石墨 阴极：被保护的金属
■方法01 原电池的工作原理的解题方法
【解题通法】
电子移动方向 从负极流出沿导线流入正极，电子不能通过电解质溶液
离子移动方向 阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，离子只能在电解质溶液中移动，不能在导线上移动
若有盐桥 盐桥中的阴离子移向负极区，阳离子移向正极区
若有交换膜 离子可选择性通过交换膜，如阳离子可通过阳离子交换膜移向正极
【典型例题】铜锌原电池为电化学建构认识模型奠定了重要的基础，懂得原理才能真正做到举一反三，应用到其他复杂的电池分析中。盐桥中装有琼脂凝胶，内含氯化钾。下面两种原电池说法错误的是( )
A．原电池Ⅰ和Ⅱ的反应原理都是Zn+Cu2+=Zn2++Cu
B．电池工作时，导线中电子流向为Zn→Cu
C．正极反应为Zn-2e-=Zn2+，发生还原反应
D．电池工作时，盐桥中的K+向右侧烧杯移动，Cl-向左侧烧杯移动
【答案】C
【解析】在原电池中，若两金属做电极，一般活泼金属做负极，不活泼金属做正极。Ⅰ和Ⅱ两个原电池装置中，都是锌做负极，铜做正极。A项，原电池Ⅰ和Ⅱ中，Zn为负极，Cu为正极，CuSO4为电解质溶液，工作原理都是Zn+Cu2+=Zn2++Cu，故A正确；B项，在原电池中，负极锌失去电子，经外电路流向正极铜，故B正确；C项，正极反应为Cu2++2e-=Cu，发生还原反应，故C错误；D项，在原电池内部，阳离子移向正极，阴离子移向负极，装置Ⅱ中，右侧烧杯中的铜为正极，左侧烧杯中的锌为负极，所以盐桥中的K+向右侧烧杯移动，Cl-向左侧烧杯移动，故D正确；故选C。
■方法02 新型电池中正、负极的判断方法
【解题通法】
【典型例题】锌-空气二次电池在柔性能源方面应用较多，是各类新能源电池中备受关注的储能设备之一。一种强碱性锌空气电池工作示意图如下，下列说法正确的是( )
A．电流从Zn电极流出
B．OH－向气体扩散电极移动
C．隔膜应为氢离子选择性膜
D．负极区的反应为Zn－2e－＋4OH－===Zn，Zn===ZnO＋2OH－＋H2O
【答案】D
【解析】该装置为原电池装置，右边电极中Zn元素的化合价升高，为负极，气体扩散电极为正极，电流从气体扩散电极流出，A错误；根据原电池工作原理，OH－向负极移动，即向Zn电极移动，B错误；负极反应式为Zn－2e－＋4OH－===Zn(OH)，正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，隔膜应为氢氧根离子选择性膜，C错误；负极反应式：Zn－2e－＋4OH－===Zn(OH)，Zn(OH)再分解成ZnO，离子方程式为Zn===ZnO＋2OH－＋H2O，D正确。
■方法03 原电池设计解题步骤
【解题通法】
【典型例题】某校化学研究性学习小组欲设计实验验证Fe、Cu的金属活动性，他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成有关实验项目：
方案Ⅰ：有人提出将大小相等的铁片和铜片，分别同时放入稀硫酸(或稀盐酸)中，观察产生气泡的快慢，据此确定它们的活动性。该原理的离子方程式为________________________。
方案Ⅱ：有人利用Fe、Cu作电极设计成原电池，以确定它们的活动性。试在下面的方框内画出原电池装置图，标出原电池的电极材料和电解质溶液，并写出电极反应式。
正极：__________________________；负极：_________________________。
方案Ⅲ：结合你所学的知识，帮助他们再设计一个验证Fe、Cu活动性的简单实验方案(与方案Ⅰ、Ⅱ不能雷同)：______________________，用离子方程式表示其反应原理：___________________________。
【答案】方案Ⅰ：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
方案Ⅱ：
2H＋＋2e－===H2↑(或Cu2＋＋2e－===Cu) Fe－2e－===Fe2＋
方案Ⅲ：把一个光洁的铁片插入CuSO4溶液中，观察现象　Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu
【解析】方案Ⅰ：铁可以和稀硫酸(或稀盐酸)反应生成H2，而Cu在金属活动性顺序表中位于H的后面，不能置换出酸中的H。方案Ⅱ：利用原电池原理证明金属活动性Fe>Cu，可以把铁片作为原电池的负极，铜片作为原电池的正极，稀硫酸作电解质溶液，按要求组成闭合回路，画出装置图，并写出相应的电极反应式。也可以设计盐桥组成原电池。方案Ⅲ：可以利用金属与盐溶液的置换反应验证金属的活动性。把铁片插入CuSO4溶液中，观察现象。
■方法04 二次电池的分析方法
【解题通法】
1．认识可充电电池时可记住如下规律：
(1)正正负负——原电池的正极充电时要与外电源的正极相连，原电池的负极充电时要与外电源的负极相连。
(2)颠颠倒倒——原电池的正极反应式左右两边颠倒过来，就是充电时电解池的阳极反应式；原电池的负极反应式左右两边颠倒过来，就是充电时电解池的阴极反应式。
2．对比分析充电、放电时电极反应式的关系：
充电时阴极(或阳极)的电极反应式与该电池放电时负极(或正极)的电极反应式刚好相反。
【典型例题】某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是( )
A．放电时负极质量减小
B．储能过程中电能转变为化学能
C．放电时右侧通过质子交换膜移向左侧
D．充电总反应：Pb+SO42-+2Fe3+=PbSO4+2Fe2+
【答案】B
【解析】该储能电池放电时，Pb为负极，失电子结合硫酸根离子生成PbSO4，则多孔碳电极为正极，正极上Fe3+得电子转化为Fe2+，充电时，多孔碳电极为阳极，Fe2+失电子生成Fe3+，PbSO4电极为阴极，PbSO4得电子生成Pb和硫酸。A项，放电时负极上Pb失电子结合硫酸根离子生成PbSO4附着在负极上，负极质量增大，A错误；B项，储能过程中，该装置为电解池，将电能转化为化学能，B正确；C项，放电时，右侧为正极，电解质溶液中的阳离子向正极移动，左侧的H+通过质子交换膜移向右侧，C错误；D项，充电时，总反应为PbSO4+2Fe2+=Pb+SO42-+2Fe3+，D错误；故选B。
■方法05 解答燃料电池题关键点
【解题通法】
(1)要注意介质是什么？是电解质溶液还是熔融盐或氧化物。
(2)通入负极的物质为燃料，通入正极的物质为氧气。
(3)通过介质中离子的移动方向，可判断电池的正负极，同时考虑该离子参与靠近一极的电极反应。
【典型例题】直接H2O2-H2O2燃料电池是一种新型化学电源，其工作原理如图所示。电池放电时，下列说法不正确的是( )
A．电池工作时，电极I电势低
B．电极Ⅱ的反应式为：H2O2+2e- +2H+=2H2O
C．电池总反应为：2H2O2=2H2O+O2↑
D．当电路中转移0.1mol电子时，通过阳离子交换膜的为3.9g
【答案】C
【解析】电池工作时，电势低的是负极，电子从负极流向正极，故电极I为负极，电极Ⅱ为正极，负极：H2O2-2e-+2OH-=O2↑+2H2O，正极： H2O2+2e- +2H+=2H2O。A项，电池工作时，电势低的是负极，电子从负极流向正极，故电极I电势低，A正确；B项，电极Ⅱ为正极，电极反应式为：H2O2+2e- +2H+=2H2O，B正确；C项，该电池放电过程中，负极区的OH-来自KOH，正极区的 H+来自H2SO4，K+通过阳离子交换膜进入正极区与硫酸根结合生成K2SO4，因此电池总反应为：2H2O2+2KOH+H2SO4=K2SO4+4H2O+O2↑，C错误；D项，当电路中转移0.1mol电子时，通过阳离子交换膜的K+为0.1mol，即3.9g，D正确； 故选C。
■方法06 有关电解的计算方法
【解题通法】
1．电解的有关计算常用方法
(1)根据电子守恒法计算：用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电荷量等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等。
(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比例式计算。
(3)根据关系式计算：根据得失电子守恒关系找到已知量与未知量之间的桥梁，得出计算所需的关系式。
2．电解过程中计算步骤
(1)根据与电源的连接情况或实验现象，准确判断电极上发生氧化还原反应的类型和电极名称。
(2)准确写出电极反应式。
(3)根据题目所给条件和所要求解的问题，使用上述合适的方法建立等量关系求解。
【典型例题】用石墨作电极电解1 000 mL 0.1 mol·L－1 AgNO3溶液，通电一段时间后关闭电源，测得溶液的质量减少了13.4 g。下列有关叙述正确的是(NA代表阿伏加德罗常数的值)( )
A．电解过程中流经外电路的电子数目为0.1NA
B．两极共产生标准状况下3.92 L气体
C．电解后溶液中H＋浓度为0.01 mol·L－1(假设溶液体积不变)
D．加入13.8 g Ag2CO3可将溶液复原
【答案】B
【解析】用石墨作电极电解1 000 mL 0.1 mol·L－1 AgNO3溶液，阴极上先发生的电极反应为Ag＋＋e－===Ag，假设0.1 mol银离子全部放电，转移电子的物质的量为0.1 mol，则析出金属银的质量为0.1 mol×108 g·mol－1＝10.8 g，此时阳极上的电极反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋(相当于OH－放电)，转移0.1 mol电子时生成的氧气的质量为0.025 mol×32 g·mol－1＝0.8 g，所以此时溶液质量减少10.8 g＋0.8 g＝11.6 g<13.4 g，则接下来阴极上放电的是氢离子，阳极上仍是OH－放电，此阶段相当于电解水，要电解水的质量为13.4 g－11.6 g＝1.8 g，电解1.8 g水转移电子的物质的量为0.2 mol，所以整个过程中转移电子的总物质的量为0.3 mol，数目为0.3NA，A项错误；由上述分析可知，该电解过程中阳极的电极反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，转移0.3 mol电子，产生的氧气的物质的量为0.075 mol，即标准状况下的体积为1.68 L，阴极的电极反应为Ag＋＋e－===Ag、2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阴极上产生氢气的阶段转移0.2 mol电子，产生的氢气的物质的量为0.1 mol，即标准状况下的体积为2.24 L，所以两极共产生标准状况下3.92 L气体，B项正确；电解过程中溶液中的氢离子最终增加了0.1 mol，所以最后溶液中c(H＋)＝＝0.1 mol·L－1，C项错误；电解过程相当于减少了氧化银和水，只加入Ag2CO3不能将溶液复原，D项错误。
■方法07 原电池和电解池的综合常用解题步骤
【解题通法】
【典型例题】如图是铅酸蓄电池的工作原理示意图，已知放电时电池反应为PbO2＋Pb＋4H＋＋2SO===2PbSO4＋2H2O。下列有关说法正确的是( )
A．K与N连接时，该装置中电能转化为化学能 B．K与N连接时，H＋向负极移动
C．K与M连接时，a为电源的负极 D．K与M连接时，阳极附近溶液的pH逐渐增大
【答案】C
【解析】K与N连接时，该装置是原电池，放电过程中化学能转化为电能，A错误；形成原电池时H＋向正极移动，B错误；K与M连接时，装置进行充电过程，Pb作为原电池的负极连接到电源的负极，所以a是电源的负极，C正确；K与M连接时，阳极生成PbO2和H＋，附近溶液的pH逐渐减小，D错误。
■方法08 解金属腐蚀原理题的步骤
【解题通法】
(1)根据题中信息或图示装置判断金属腐蚀的类型。
(2)若为电化学腐蚀，可根据电解质溶液的酸碱性，判断是吸氧腐蚀还是析氢腐蚀。
(3)根据腐蚀的类型，可写出相应的电极反应式，进一步分析判断。
【典型例题】如图所示的钢铁腐蚀中，下列说法正确的是( )
A．碳表面发生还原反应
B．钢铁被腐蚀的最终产物为FeO
C．生活中钢铁制品的腐蚀以图①所示为主
D．图②中，正极反应式为O2+4e－+2H2O═4OH－
【答案】D
【解析】A项，碳是正极，表面发生还原反应，A正确；B项，钢铁被腐蚀的最终产物为氧化铁，B错误；C项，图①为析氢腐蚀，电解质溶液呈酸性，生活中钢铁制品的腐蚀以图②吸氧腐蚀为主，C错误；D项，图②为吸氧腐蚀，正极反应式为O2+4e－+2H2O＝4OH－，D正确。故选 D。
■方法09 解金属防腐蚀题的分析方法
【解题通法】
【典型例题】城市地下潮湿的土壤中常埋有纵横交错的管道和输电线路，当有电流泄漏并与金属管道形成回路时，就会引起金属管道的腐蚀。原理如图所示，但若电压等条件适宜，钢铁管道也可能减缓腐蚀，此现象被称为“阳极保护”。下列有关说法不正确的是( )
A．该装置能够将电能转化为化学能
B．管道右端腐蚀比左端快，右端电极反应式为Fe-2e-Fe2+
C．如果没有外加电源，潮湿的土壤中的钢铁管道比较容易发生吸氧腐蚀
D．钢铁“阳极保护”的实质是在阳极金属表面形成一层耐腐蚀的钝化膜
【答案】B
【解析】A项，该装置相当于电解池，能将电能转化为化学能，正确；B项，左端为阳极，其腐蚀速率较右端快，错误；C项，如果没有外加电源，潮湿的土壤(接近中性)中的钢铁管道发生原电池反应，所以发生的是吸氧腐蚀，正确；D项，根据题意，此种腐蚀较慢，所以“阳极保护”实际上是在金属表面形成了一层致密的保护膜，正确。
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第四章 化学反应与电能
第一节 原电池
一、原电池的工作原理
1．原电池的构成条件
(1)定义：能把_________转化为_________的装置。
(2)构成条件：
2．原电池的工作原理(以锌铜原电池为例)
溶液中的阳离子向_________移动，阴离子向_________移动，电子只能在导线中流动而不能在溶液中流动，离子只能在溶液中移动而不能在导线中移动，原电池的内电路和外电路分别通过离子的移动和电子的流动而形成闭合回路，可形象地描述为“___________________________”。
二、原电池原理的应用
1．加快氧化还原反应的速率
构成原电池的反应速率比直接接触的反应速率快，例如，在锌与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液，CuSO4与锌发生置换反应生成Cu，从而形成Cu－Zn微小_________，加快产生H2的速率。
2．比较金属活动性强弱
3．设计原电池
三、化学电源的分类及特点
1．化学电源的分类
(1)一次电池：也叫作_________，常见的一次电池有普通锌锰电池、碱性锌锰电池、纽扣式银锌电池。
(2)二次电池：又称为____________或蓄电池，_____________是最常见的二次电池。目前已开发出镍镉电池、镍氢电池、银锌电池、锂电池和锂离子电池等新型二次电池。
(3)燃料电池：氢氧燃料电池等。
2．各类电池的特点
(1)一次电池：电池中发生氧化还原反应的物质大部分被消耗后就不能再使用，放电后不可再充电。
(2)二次电池：又称充电电池或蓄电池，放电后可以再充电，可多次重复使用。
(3)燃料电池：燃料电池的氧化剂和还原剂不是储藏在电池内部，而是在工作时不断从外部输入，同时将电极反应产物不断排出电池，因此燃料电池能连续不断地提供电能。
3．一次电池——锌锰干电池
普通锌锰电池 碱性锌锰干电池
装置
电极材料及电解质溶液 负极：_________ 正极：_________ __________________溶液 负极：_________ 正极：_________ _________溶液
电极反应 碱性锌锰干电池的总反应：____________________________________ 负极：___________________________ 正极：________________________________
4．二次电池
(1)铅蓄电池的构造与工作原理
放电时
负极：________，正极：________，电解质溶液：________溶液。
负极：________________________。
正极：_______________________________。
充电时
铅蓄电池的充电反应是放电反应的逆过程。
总反应方程式：_____________________________________。
(2)常见锂离子电池的构造与工作原理
负极材料 正极材料 电解质溶液
嵌锂石墨(LixC6) 磷酸铁锂(LiFePO4)或钴酸锂(LiCoO2) 锂离子的载体，如六氟磷酸锂(LiPF6)的碳酸酯无水溶液
装置与工作原理 (以钴酸锂-石墨锂电池为例) 放电：总反应：LixC6＋Li(1－x)CoO2===6C＋LiCoO2 负极反应：_________________________________； 正极反应：________________________________；
5．氢氧燃料电池的工作原理
酸性电解质(H2SO4) 碱性电解质(KOH)
负极反应 ________________________ ________________________
正极反应 ________________________ ________________________
总反应 2H2＋O2===2H2O
第二节 电解池
一、电解原理
1．电解原理
(1)电解是________通过电解质溶液而在阴、阳两极发生________反应的过程；
(2)电解池是将________转化为________的装置；
构成条件为：必须连接有________电源，要有电极(阴、阳极)，以及电解质溶液或熔融电解质。
(3)电解质溶液的导电过程实质上就是其________过程。
①在电解池中电子流向：电子由电源的_____极→电解池的_____极，再由电解质溶液→电解池的_____极→电_____极。
②溶液中离子的移动方向：溶液中阳离子向_____极移动，阴离子向_____极移动。
2．电解池与原电池的判断
有外加电源的装置一定是________池，无外加电源的装置一定是________池， 多池组合时， 一般是含有活泼金属的池为________池，其余都是在原电池带动下工作的________池；若最活泼的电极相同时，则两极间活泼性差别较大的是________池，其余为________池。
3．电解池的阴、阳极的判断方法
4．电解时电极产物的判断
二、电解规律的探究
用惰性电极电解不同的电解质溶液时：
电解质的组成 无氧酸(除HF)、不活泼金属的无氧酸盐(F－除外) 不活泼金属的含氧酸盐、活泼金属的无氧酸盐 含氧酸、可溶性碱、活泼金属的含氧酸盐
被电解的物质 电解质本身 电解质和水都发生变化 电解水
实例 CuCl2、HBr、HCl NaCl、CuSO4、AgNO3 H2SO4、NaOH、KNO3
电解后溶液的复原，从溶液中放出的气体和生成的沉淀，按照原子个数比组成具体物质再加入溶液即可。遵循“少什么加什么，少多少加多少”的原则。
电解饱和食盐水
1．电解饱和食盐水的原理
电解饱和食盐水原理示意图 符号表征
阳极反应 2Cl－－2e－=Cl2↑
阴极反应 2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－
离子反应方程式 _________________________________
总反应方程式 _________________________________
2．氯碱工业生产流程
烧碱、氯气都是重要的化工原料，习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做________工业。工业生产中，电解饱和食盐水的反应在______________________中进行。
①阳离子交换膜电解槽
②阳离子交换膜的作用：只允许Na＋等阳离子通过，不允许Cl－、OH－等阴离子及气体分子通过，可以防止阴极产生的_____气与阳极产生的_____气混合发生爆炸，也能避免氯气与阴极产生的氢氧化钠反应而影响氢氧化钠的产量。
四、电镀与铜的电解精炼
电镀 铜的电解精炼
定义 应用________原理在某些金属或非金属材料表面镀上一层其他金属或合金 利用__________原理提纯铜
装置举例
形成条件 ①镀层金属做阳极接直流电源_____极，镀件做阴极接直流电源_____极 ②电镀液必须是含有________________的盐溶液 ③形成闭合回路 ①粗铜做_____极，纯铜做_____极 ②含______的盐溶液做电解质溶液 ③直流电源 ④形成闭合回路
电极反应 (以铁上镀锌为例) 阳极：Zn－2e－==Zn2＋ 阴极：Zn2＋＋2e－==Zn 阳极：Cu(粗铜)－2e－==Cu2＋(主要) 阴极：Cu2＋＋2e－==Cu(纯铜)
电解(镀)液浓度 ________ ________
联系 电镀池和电解精炼池是特定条件下的电解池
五、电镀与电冶金
1．铁钉镀锌
电镀操作：用烧杯作电镀槽，加入电镀液，用锌片作________，铁钉作________，接通6 V的直流电源，电镀20～25 min。
实验现象：阳极(锌片)质量________，电极反应式为_____________________，阴极质量________，电极反应式为________________________。
2．电镀银装置
原理：金属材料电镀时，通常以________制品为阴极，以________金属为阳极，用含有_____________________的溶液作电解质溶液。在直流电的作用下，镀层金属在待镀金属制品表面形成均匀、光亮而致密的镀层。
3．电冶金：对于比较活泼的金属，常用电解其熔融盐的方法制取，如工业上钠、镁的制取是通过电解熔融的______________、______________，而铝的制取是通过电解熔融的______________。
第三节 金属的腐蚀与防护
一、金属的腐蚀
1．金属的腐蚀
(1)概念：金属或合金与周围的气体或液体发生____________反应而引起损耗的现象。其实质是金属原子失去电子变为________，金属发生______________。
(2)根据与金属接触的气体或液体不同，金属腐蚀可分为两类：
①化学腐蚀：金属与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)直接________而引起的腐蚀。腐蚀的速率随温度升高而加快。
②电化学腐蚀：当不纯的金属与电解质溶液接触时会发生________反应，比较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀。
2．钢铁的电化学腐蚀
类别 项目　　 析氢腐蚀 吸氧腐蚀
图形描述
条件 水膜酸性较_____ 水膜酸性很_____或呈_____性
负极 Fe－2e－===Fe2＋
正极 ___________________________ __________________________
总反应 ___________________________ ___________________________
后续反应 最终生成铁锈(主要成分为________)，反应如下：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O
联系 通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍
3．金属腐蚀快慢比较
(1)在同一电解质溶液中：电解池原理引起的腐蚀_____原电池原理引起的腐蚀_____化学腐蚀_____有防护措施的腐蚀。
(2)同一种金属在相同浓度不同介质中腐蚀由快到慢的顺序为强电解质溶液_____弱电解质溶液_____非电解质溶液。
(3)有无保护措施的腐蚀快慢顺序：无保护措施的金属腐蚀_____有一定保护措施的金属腐蚀_____牺牲阳极的阴极保护法引起的金属腐蚀_____有外加电流的阴极保护法引起的金属腐蚀。
(4)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀速率越_____。
条件 快慢顺序
腐蚀类型不同 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(原电池原理的防护＞电解原理的防护)
同种金属 强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液
活泼性不同的两金属 活泼性差别越大，活泼性强的金属腐蚀越快
同种电解质溶液 电解质溶液浓度越大，腐蚀越快
二、金属的防护
1．本质
阻止金属发生________反应。
2．方法
(1)加防护层，如在金属表面_____________、______________、______________等。
(2)改变金属组成或结构，如制成合金等。
(3)电化学防护
方法 牺牲阳极的阴极保护法 外加电流的阴极保护法
原理 原电池原理 电解原理
被保护金属 作_____极 作_____极
构成 被保护金属、比被保护金属活泼的金属等 被保护金属、惰性电极及直流电源等
优、缺点 无需外加电源，但需要定期更换被腐蚀的金属 无需更换电极，但消耗电能
示意图 牺牲阳极的阴极保护法示意图 外加电流的阴极保护法示意图
联系 被保护的金属都因为电子的流入而免遭腐蚀
▁▃▅▇易错点01：原电池原理易错点
(1)原电池闭合回路的形成有多种方式，可以是导线连接两个电极，也可以是两电极相接触。
(2)电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。
(3)无论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液。
(4)注意盐桥不能用一根导线连接，因为导线是不能传递阴阳离子的。用导线连接后相当于一个是原电池，一个是电解池。
(5)只有自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池。
(6)在原电池中活泼性强的金属不一定作负极，但负极一定发生氧化反应。
(7)电子不能通过电解质溶液，溶液中的离子不能通过盐桥。
(8)负极失去的电子总数一定等于正极得到的电子总数。
(9)同一氧化还原反应，设计成原电池反应的速率一定比直接发生氧化还原反应的速率快。
(10)电极产物在电解质溶液的环境中，应能稳定存在，如碱性介质中生成的H＋应结合OH－生成水。电极反应式要遵守电荷守恒、质量守恒及电子得失守恒。
(11)盐桥中的离子流向：盐桥中的阳离子(K＋)向正极区移动，阴离子(Cl－或NO)向负极区移动
(12)当氧化剂得电子速率与还原剂失电子速率相等时，可逆反应达到化学平衡状态，电流表指针示数为零；当电流表指针往相反方向偏转，暗示电路中电子流向相反，说明化学平衡移动方向相反。
▁▃▅▇易错点02：电解原理及应用易错点
(1)书写电解池的电极反应式时，可以用实际放电的离子表示，但书写电解池的总反应时，弱电解质要写成分子式。如用惰性电极电解食盐水时，阴极反应式为2H＋＋2e－===H2↑(或2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－)；总反应离子方程式为2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑。
(2)电解水溶液时，应注意放电顺序，位于H＋、OH－之后的离子一般不参与放电。
(3)Fe3＋在阴极上放电时生成Fe2＋而不是得到单质Fe。
(4)判断电解产物、书写电极反应式以及分析电解质溶液的变化时首先要注意阳极是活性材料还是惰性材料。
(5)书写电解化学方程式时，应看清是电解电解质的水溶液还是熔融电解质。Al3＋、Mg2＋、Na＋、Ca2＋、K＋只有在熔融状态下才放电。
(6)电解质溶液的复原措施。
电解后的溶液恢复到原状态，出什么加什么(即一般加入阴极产物与阳极产物的化合物)。如用惰性电极电解盐酸(足量)一段时间后，若使溶液复原，应通入HCl气体而不能加入盐酸。
(7)电镀铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)不变；电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)减小。
(8)电解熔融MgCl2冶炼镁，而不能电解MgO冶炼镁，是因为MgO的熔点很高；电解熔融Al2O3冶炼铝，而不能电解AlCl3冶炼铝，是因为AlCl3是共价化合物，其熔融态不导电。
易错点03：金属腐蚀的易错点
(1)化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，只是电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，速率也大得多危害更大。
(2)析氢腐蚀和吸氧腐蚀取决于金属表面电解质溶液的酸碱性，实际情况中以吸氧腐蚀为主。
(1)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁去电子生成Fe2＋，而不是生成Fe3＋。
(3)铜暴露在潮湿的空气中发生的是化学腐蚀，而不是电化学腐蚀，生成铜绿的化学成分是Cu2(OH)2CO3。
易错点03：金属防腐的易错点
牺牲阳极法 外加电流法
示意图
工作原理 原电池原理 电解池原理
电极设计 负极：活泼性更强的金属 正极：被保护的金属 阳极：惰性金属或石墨 阴极：被保护的金属
■方法01 原电池的工作原理的解题方法
【解题通法】
电子移动方向 从负极流出沿导线流入正极，电子不能通过电解质溶液
离子移动方向 阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，离子只能在电解质溶液中移动，不能在导线上移动
若有盐桥 盐桥中的阴离子移向负极区，阳离子移向正极区
若有交换膜 离子可选择性通过交换膜，如阳离子可通过阳离子交换膜移向正极
【典型例题】铜锌原电池为电化学建构认识模型奠定了重要的基础，懂得原理才能真正做到举一反三，应用到其他复杂的电池分析中。盐桥中装有琼脂凝胶，内含氯化钾。下面两种原电池说法错误的是( )
A．原电池Ⅰ和Ⅱ的反应原理都是Zn+Cu2+=Zn2++Cu
B．电池工作时，导线中电子流向为Zn→Cu
C．正极反应为Zn-2e-=Zn2+，发生还原反应
D．电池工作时，盐桥中的K+向右侧烧杯移动，Cl-向左侧烧杯移动
■方法02 新型电池中正、负极的判断方法
【解题通法】
【典型例题】锌-空气二次电池在柔性能源方面应用较多，是各类新能源电池中备受关注的储能设备之一。一种强碱性锌空气电池工作示意图如下，下列说法正确的是( )
A．电流从Zn电极流出
B．OH－向气体扩散电极移动
C．隔膜应为氢离子选择性膜
D．负极区的反应为Zn－2e－＋4OH－===Zn，Zn===ZnO＋2OH－＋H2O
■方法03 原电池设计解题步骤
【解题通法】
【典型例题】某校化学研究性学习小组欲设计实验验证Fe、Cu的金属活动性，他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成有关实验项目：
方案Ⅰ：有人提出将大小相等的铁片和铜片，分别同时放入稀硫酸(或稀盐酸)中，观察产生气泡的快慢，据此确定它们的活动性。该原理的离子方程式为________________________。
方案Ⅱ：有人利用Fe、Cu作电极设计成原电池，以确定它们的活动性。试在下面的方框内画出原电池装置图，标出原电池的电极材料和电解质溶液，并写出电极反应式。
正极：__________________________；负极：_________________________。
方案Ⅲ：结合你所学的知识，帮助他们再设计一个验证Fe、Cu活动性的简单实验方案(与方案Ⅰ、Ⅱ不能雷同)：______________________，用离子方程式表示其反应原理：___________________________。
■方法04 二次电池的分析方法
【解题通法】
1．认识可充电电池时可记住如下规律：
(1)正正负负——原电池的正极充电时要与外电源的正极相连，原电池的负极充电时要与外电源的负极相连。
(2)颠颠倒倒——原电池的正极反应式左右两边颠倒过来，就是充电时电解池的阳极反应式；原电池的负极反应式左右两边颠倒过来，就是充电时电解池的阴极反应式。
2．对比分析充电、放电时电极反应式的关系：
充电时阴极(或阳极)的电极反应式与该电池放电时负极(或正极)的电极反应式刚好相反。
【典型例题】某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是( )
A．放电时负极质量减小
B．储能过程中电能转变为化学能
C．放电时右侧通过质子交换膜移向左侧
D．充电总反应：Pb+SO42-+2Fe3+=PbSO4+2Fe2+
■方法05 解答燃料电池题关键点
【解题通法】
(1)要注意介质是什么？是电解质溶液还是熔融盐或氧化物。
(2)通入负极的物质为燃料，通入正极的物质为氧气。
(3)通过介质中离子的移动方向，可判断电池的正负极，同时考虑该离子参与靠近一极的电极反应。
【典型例题】直接H2O2-H2O2燃料电池是一种新型化学电源，其工作原理如图所示。电池放电时，下列说法不正确的是( )
A．电池工作时，电极I电势低
B．电极Ⅱ的反应式为：H2O2+2e- +2H+=2H2O
C．电池总反应为：2H2O2=2H2O+O2↑
D．当电路中转移0.1mol电子时，通过阳离子交换膜的为3.9g
■方法06 有关电解的计算方法
【解题通法】
1．电解的有关计算常用方法
(1)根据电子守恒法计算：用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电荷量等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等。
(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比例式计算。
(3)根据关系式计算：根据得失电子守恒关系找到已知量与未知量之间的桥梁，得出计算所需的关系式。
2．电解过程中计算步骤
(1)根据与电源的连接情况或实验现象，准确判断电极上发生氧化还原反应的类型和电极名称。
(2)准确写出电极反应式。
(3)根据题目所给条件和所要求解的问题，使用上述合适的方法建立等量关系求解。
【典型例题】用石墨作电极电解1 000 mL 0.1 mol·L－1 AgNO3溶液，通电一段时间后关闭电源，测得溶液的质量减少了13.4 g。下列有关叙述正确的是(NA代表阿伏加德罗常数的值)( )
A．电解过程中流经外电路的电子数目为0.1NA
B．两极共产生标准状况下3.92 L气体
C．电解后溶液中H＋浓度为0.01 mol·L－1(假设溶液体积不变)
D．加入13.8 g Ag2CO3可将溶液复原
■方法07 原电池和电解池的综合常用解题步骤
【解题通法】
【典型例题】如图是铅酸蓄电池的工作原理示意图，已知放电时电池反应为PbO2＋Pb＋4H＋＋2SO===2PbSO4＋2H2O。下列有关说法正确的是( )
A．K与N连接时，该装置中电能转化为化学能 B．K与N连接时，H＋向负极移动
C．K与M连接时，a为电源的负极 D．K与M连接时，阳极附近溶液的pH逐渐增大
■方法08 解金属腐蚀原理题的步骤
【解题通法】
(1)根据题中信息或图示装置判断金属腐蚀的类型。
(2)若为电化学腐蚀，可根据电解质溶液的酸碱性，判断是吸氧腐蚀还是析氢腐蚀。
(3)根据腐蚀的类型，可写出相应的电极反应式，进一步分析判断。
【典型例题】如图所示的钢铁腐蚀中，下列说法正确的是( )
A．碳表面发生还原反应
B．钢铁被腐蚀的最终产物为FeO
C．生活中钢铁制品的腐蚀以图①所示为主
D．图②中，正极反应式为O2+4e－+2H2O═4OH－
■方法09 解金属防腐蚀题的分析方法
【解题通法】
【典型例题】城市地下潮湿的土壤中常埋有纵横交错的管道和输电线路，当有电流泄漏并与金属管道形成回路时，就会引起金属管道的腐蚀。原理如图所示，但若电压等条件适宜，钢铁管道也可能减缓腐蚀，此现象被称为“阳极保护”。下列有关说法不正确的是( )
A．该装置能够将电能转化为化学能
B．管道右端腐蚀比左端快，右端电极反应式为Fe-2e-Fe2+
C．如果没有外加电源，潮湿的土壤中的钢铁管道比较容易发生吸氧腐蚀
D．钢铁“阳极保护”的实质是在阳极金属表面形成一层耐腐蚀的钝化膜
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