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2019-2020年高三化學一輪復習 考點32 化學電源及金屬的腐蝕與防護學案 【考綱解析】 1、考查原電池原理的應用——了解常見的化學電源及新型化學電源的工作原理 2、電化學原理的應用——掌握金屬腐蝕原理與防護措施 【學生整理】 一、填寫下表：會常見化學電源電極反應式的書寫 電池名稱 負極（或 反應物） 正極（或反應物） 電解質(zhì)溶液 電極反應 干電池 Zn C（NH4+） NH4Cl和淀粉糊 負極： 正極（石墨）： 堿性鋅錳電池 （ ） （ ） （ ） 負極： 正極： 銀鋅電池 Zn Ag2O KOH 負極： 正極： 鉛蓄電池(放電) Pb PbO2 硫酸 負極： 正極： 鉛蓄電池(充電) （ ） （ ）極 （ ）（ ）極 （ ） 陰極： 陽極： 氫氧燃料電池 Pt（H2） Pt（O2） KOH 負極： 正極： Pt（H2） Pt（O2） 稀硫酸 負極： 正極： Al-空氣燃料電池 Al C（O2） KOH 負極： 正極： Al C（O2） NaCl 負極： 正極： CH4-O2燃料電池 C（CH4） C（O2） H2SO4 負極： 正極： C（CH4） C（O2） KOH 負極： 正極： 甲醇燃料電池 Pt（ ） Pt（ ） NaOH 負極： 正極： 注：蓄電池（可充電電池）在放電時屬于原電池，充電時屬于電解池。 二、以鋼鐵的腐蝕為例對比復習化學腐蝕與電化腐蝕、析氫腐蝕與吸氧腐蝕以及金屬的防護并掌握本質(zhì) 1、金屬的化學腐蝕和電化學腐蝕 金屬腐蝕 化學腐蝕 電化學腐蝕 條件 電子得失 有無電流 現(xiàn)象 實例 2、鋼鐵的電化學腐蝕 類型 吸氧腐蝕 析氫腐蝕 條件 正極反應 負極反應 后續(xù)其它反應 3、金屬腐蝕的一般規(guī)律： ⑴電解原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕＞化學腐蝕＞有防腐措施的腐蝕 ⑵對同一種金屬來說，腐蝕快慢：強電解質(zhì)溶液〉弱電解質(zhì)溶液〉非電解質(zhì)溶液 ⑶活潑性不同的金屬，兩極材料的活動性差別越大，電動勢越大，活潑金屬被腐蝕的速度就越快。 (4)金屬防腐措施：外加直流電源的陰極保護法＞犧牲陽極的陰極保護法＞有一般防護條件的防腐＞無防護措施的防腐 三、金屬的防護方法： 1、改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu) 2、在金屬表面覆蓋保護層 3、電化學保護法——犧牲陽極的陰極保護法、外加電源的陰極保護法 【自主檢測】 1、鐵及其化合物與生產(chǎn)、生活關(guān)系密切。 右圖是實驗室研究海水對鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面示意 ①該電化腐蝕稱為 。[] ②圖中A、B、C、D四個區(qū)域，生成鐵銹最多的是 (填字母)。 2、對金屬制品進行抗腐蝕處理，可延長其使用壽命。 （1） 以下為鋁材表面處理的一種方法： ①堿洗的目的是除去鋁材表面的自然氧化膜，堿洗時常有氣泡冒出，原因是______ （用離子方程式表示）。為將堿洗槽液中鋁以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列試劑中的________________。 a．NH3 b．CO2 c．NaOH d．HNO3 鋁材 脫脂 堿洗 槽液 水洗 除灰 電解 硫酸溶液 耐蝕鋁材 廢電解液 ②以鋁材為陽極，在H2SO4 溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，陽極電極反應為___ _。取少量廢電解液，加入NaHCO3，溶液后產(chǎn)生氣泡和白色沉淀，產(chǎn)生沉淀的原因是_____ 。 （2）鍍銅可防止鐵制品腐蝕，電鍍時用銅而不用石墨作陽極的原因 是______ 。 （3）利用右圖裝置，可以模擬鐵的電化學防護。 若X為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，開關(guān)K應置于______處。 若X為鋅，開關(guān)K置于M處，該電化學防護法稱為_______。 【課堂點撥】 一、燃料電池電極反應式的書寫 燃料電池的總反應往往相當于燃料在燃燒，但還要看燃燒產(chǎn)物與電解質(zhì)是否發(fā)生反應。燃料電池中都是燃料在負極失電子，助燃劑在正極得電子。在書寫這類電池的電極反應式時應注意：若電解質(zhì)是酸性的，在電極反應式中不能出現(xiàn)OH－；相反如果電解質(zhì)是堿性的，則不能出現(xiàn)H+。電解質(zhì)為堿性物質(zhì)的有機燃料電池，負極上的有機物與OH－反應生成CO32－。電極反應式遵循電荷守恒、質(zhì)量守恒，這也是快速配平的依據(jù)。 二、例題： 1．一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如下圖。下列有關(guān)該電池的說法正確的是（ ） A．反應CH4＋H2O3H2＋CO,每消耗1molCH4轉(zhuǎn)移12mol 電子 B．電極A上H2參與的電極反應為：H2＋2OH－－2e－=2H2O C．電池工作時，CO32－向電極B移動 D．電極B上發(fā)生的電極反應為：O2＋2CO2＋4e－=2CO32－ 2．氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型發(fā)電裝置。 如圖為電池示意圖，該電池電極表面鍍一層細小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強，性質(zhì)穩(wěn) 定，請回答： （1）氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化主要形式是　　　　　　，在導線中電子流動方向為 　　　　?。ㄓ胊、b 表示）。 （2）負極反應式為　　　　　　　　。 （3）電極表面鍍鉑粉的原因為 。 （4）該電池工作時，H2和O2連續(xù)由外部供給，電池可連續(xù)不斷提供電能。因此，大量安全儲氫是關(guān)鍵技術(shù)之一。金屬鋰是一種重要的儲氫材料，吸氫和放氫原理如下：Ⅰ.2Li+H22LIH Ⅱ.LiH+H2O==LiOH+H2↑ ①反應Ⅰ中的還原劑是　　　　　，反應Ⅱ中的氧化劑是　　　　　。 ②已知LiH固體密度為0.82g/cm3。用鋰吸收224L（標準狀況）H2，生成的LiH體積與被吸收的H2體積比為　　　　　　　　。 ③由②生成的LiH與H2O作用，放出的H2用作電池燃料，若能量轉(zhuǎn)化率為80％，則導線中通過電子的物質(zhì)的量為　　　　 　mol。 3.( xx江蘇高考12分) Ag2O2是銀鋅堿性電池的正極活性物質(zhì)，可通過下列方法制備：在KOH加入適量AgNO3 溶液,生成Ag2O沉淀，保持反應溫度為80℃，邊攪拌邊將一定量K2S2O8溶液緩慢加到上述混合物中，反應完全后，過濾、洗滌、真空干燥得到固體樣品。反應方程式為2AgNO3＋4KOH＋K2S2O8= Ag2O2↓＋2KNO3＋K2SO4＋2H2O 回答下列問題： （1）上述制備過程中，檢驗洗滌是否完全的方法是 (2)銀鋅堿性電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，電池放電時正極的Ag2O2 轉(zhuǎn)化為Ag，負極的Zn轉(zhuǎn)化為K2Zn(OH)4，寫出該電池反應方程式： (3)準確稱取上述制備的樣品（設(shè)Ag2O2僅含有Ag2O）2.588g，在一定的條件下完全分解為Ag 和O2 ，得到224.0mLO2（標準狀況下）。計算樣品中Ag2O2的質(zhì)量分數(shù)（計算結(jié)果精確到小數(shù)點后兩位）。 【問題反饋】