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高中三年级化学

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首页 高中三年级化学知识 原电池原理 电解饱和氯化钠溶液 金属的电化学腐蚀 试题正文
  • 填空题
    如图所示3套实验装置，分别回答下列问题。

    （1）装置1为铁的吸氧腐蚀实验。一段时间后，向插入铁钉的玻璃筒内滴入K3[Fe(CN)6] 溶液，即可观察到铁钉附近的溶液变蓝色沉淀，表明铁被______（填“ 氧化”或“还原”）；向插入碳棒的玻璃筒内滴入酚酞溶液，可观察到碳棒附近的溶液变红，该电极反应为__________________。
    （2）装置2中的石墨是______极（填“正”或“负”），该装置发生的总反应的离子方程式为________________________。
    （3）装置3中甲烧杯盛放100 mL 0.2 mol/L的NaCl溶液，乙烧杯盛放100 mL 0.5 mol/L的CuSO4溶液。反应一段时间后，停止通电。向甲烧杯中滴入几滴酚酞，观察到石墨电极附近首先变红。
    ① 电源的M端为______极；甲烧杯中铁电极的电极反应为____________。
    ② 乙烧杯中电解反应的离子方程式为____________。
    ③ 停止电解，取出Cu电极，洗涤、干燥、称量、电极增重0.64 g，甲烧杯中产生的气体标准状况下体积为________mL。
    本题信息：2011年北京期中题化学填空题难度较难 来源:于丽娜
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本试题 “如图所示3套实验装置，分别回答下列问题。（1）装置1为铁的吸氧腐蚀实验。一段时间后，向插入铁钉的玻璃筒内滴入K3[Fe(CN)6] 溶液，即可观察到铁钉附近的溶液...” 主要考查您对

原电池原理

电解饱和氯化钠溶液

金属的电化学腐蚀

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  • 原电池原理
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  • 金属的电化学腐蚀
原电池：

1.定义：将化学能转化为电能的装置。
2.工作原理：
以铜-锌原电池为例
（1）装置图：

（2）原理图：

3.实质：化学能转化为电能。
4.构成前提：能自发地发生氧化还原反应。
5.电极反应：
负极：失去电子；氧化反应；流出电子
正极：得到电子；氧化反应；流入电子
6.原电池正负极判断的方法：
①由组成原电池的两级材料判断，一般是活泼金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。
②根据电流方向或电子流动方向判断，电流是由正极流向负极，电子流动方向是由负极流向正极。
③根据原电池里电解质溶液内离子的定向移动方向，在原电池的电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。
④根据原电池两级发生的变化来判断，原电池的负极总是失电子发生氧化反应，正极总是得电子发生还原反应。
⑤X极增重或减重：X极质量增加，说明溶液中的阳离子在X极(正极)放电，反之，X极质量减少，说明X极金属溶解，X极为负极。
⑥X极有气泡冒出：发生可析出氢气的反应，说明X极为正极。
⑦X极负极pH变化：析氢或吸氧的电极发生反应后，均能使该电极附近电解质溶液的pH增大，X极附近的pH增大，说明X极为正极。 

原电池中的电荷流动:

在外电路(电解质溶液以外)，电子(负电荷)由负极经导线(包括电流表和其他用电器)流向正极，使负极呈正电性趋势、正极呈负电性趋势。在内电路(电解质溶液中)，阳离子(带正电荷)向正极移动，阴离子 (带负电荷)向负极移动。这样形成了电荷持续定向流动，电性趋向平衡的闭合电路。


电解饱和氯化钠溶液：

在小烧杯(或U型管)里装入饱和食盐水，滴入几滴酚酞试液。用导线把碳棒、电池、电流表和铁钉相连(如图)。接通直流电源后，注意观察电流表的指针是否偏转，以及小烧杯内发生的现象，并用湿润的碘化钾淀粉试纸检验阳极放出的气体。

注：粗铁钉要与直流电源的阴极相连，碳棒与阳极相连。
用玻璃棒沾湿润的KI淀粉试纸检验阳极气体。
(1)饱和食盐水电解时，电流表指针发生偏转，阴、阳极均有气体放出，阳极气体有刺激性气味，并能使湿润的KI淀粉试纸变蓝，且阴极区溶液变红。
(2) 阳极：2Cl-－2e-==Cl2↑
阴极：2H++2e-==H2↑(或2H2O+2e-==2OH-+H2↑)
总反应式：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
(3)阴极区溶液变红的原因：这是由于饱和食盐水中，水所电离出的H+在阴极放电，破坏了水的电离平衡
(H2OH++OH-)致使阴极区附近溶液中的OH-相对较多，溶液呈碱性，故酚酞变红。
(4)例用电解饱和食盐水溶液可制取氢气、氯气和烧碱。

金属的腐蚀:

1．金属腐蚀的概念金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。
2．金属腐蚀的实质金属原子(M)失去电子而被氧化的过程。
M-ne-==M n+

金属的电化学腐蚀:

不纯的金属或合金因发生原电池反应而造成的腐蚀。最普遍的钢铁腐蚀是：
负极：2Fe-4e-=2Fe2+
正极：O2+2H2O+4e-=4OH- （注：在少数情况下，若周围介质的酸性较强，正极的反应是：2H++2e-=H2↑）
金属的腐蚀以电化腐蚀为主.例如,钢铁生锈的主要过程为

(1)吸氧腐蚀：金属在酸性很弱或中性溶液里，空气里的氧气溶解于金属表面水膜中而发生的电化腐蚀。
①发生条件：水膜的酸性很弱或呈中性
②反应本质：形成原电池
③铁为负极，（氧化反应）；正极反应：（还原反应）
(2)析氢腐蚀：在酸性较强的溶液中发生电化腐蚀时放出氢气，这种腐蚀叫做析氢腐蚀。
①发生条件：水膜的酸性较强
②反应本质：形成原电池
③铁为负极，（氧化反应）；正极反应：（还原反应）


钢铁的电化学腐蚀的两种类型：


金属腐蚀快慢的判断：

金属腐蚀的快慢与下列两个因素有关：
(1)与构成原电池的材料有关，两极材料的活泼性差别越大，电动势越大，氧化还原反应的速率越快，活泼金属被腐蚀的速率就越快。
(2)与金属所接触的电解质溶液的性质有关，活泼金属在电解质溶液中的腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀，在强电解质溶液中的腐蚀快于在弱电解质溶液中的腐蚀。一般来说，可用下列原则判断：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


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