(2)、电极、电解质溶液的选择:
n+
阳极:镀层金属,失去电子,成为离子进入溶液 M—ne—=M 阴极:待镀金属(镀件):溶液中的金属离子得到电子,成为金属原子,附着在金属表面 n+
M+ne—=M。
电解质溶液:含有镀层金属离子的溶液做电镀液。 镀铜反应原理
-2+2+-
阳极(纯铜):Cu-2e=Cu,阴极(镀件):Cu+2e=Cu, 电解液:可溶性铜盐溶液,如CuSO4溶液。 (3)、电镀应用之一:铜的精炼
阳极:粗铜;阴极:纯铜电解质溶液:硫酸铜。 3、电冶金 (1)、电冶金:使矿石中的金属阳离子获得电子,从它们的化合物中还原出来用于冶炼活泼金属,如钠、镁、钙、铝。 (2)、电解氯化钠:
+
通电前,氯化钠高温下熔融:NaCl=Na+Cl—
+
通直流电后:阳极:2Na+2e—=2Na
——
阴极:2Cl—2e=Cl2 ☆规律总结:原电池、电解池、电镀池的判断规律 (1)若无外接电源,又具备组成原电池的三个条件。①有活泼性不同的两个电极;②两极用导线互相连接成直接插入连通的电解质溶液里;③较活泼金属与电解质溶液能发生氧化还
+
原反应(有时是与水电离产生的H作用),只要同时具备这三个条件即为原电池。
(2)若有外接电源,两极插入电解质溶液中,则可能是电解池或电镀池;当阴极为金属,阳极亦为金属且与电解质溶液中的金属离子属同种元素时,则为电镀池。
(3)若多个单池相互串联,又有外接电源时,则与电源相连接的装置为电解池成电镀池。若无外接电源时,先选较活泼金属电极为原电池的负极(电子输出极),有关装置为原电池,其余为电镀池或电解池。
第四节 金属的电化学腐蚀和防护 一、金属的电化学腐蚀 (1)金属腐蚀内容。
(2)金属腐蚀的本质:都是金属原子 失去 电子而被氧化的过程。 (3)金属腐蚀的分类:
化学腐蚀—金属和接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀 电化学腐蚀—纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生原电池反应。比较活泼的金属失去电子而被氧化,这种腐蚀叫做电化学腐蚀。
(4)、电化学腐蚀的分类:
析氢腐蚀——腐蚀过程中不断有氢气放出 ①条件:潮湿空气中形成的水膜,酸性较强(水膜中溶解有CO2、SO2、H2S等气体)
-2+
②电极反应:负极:Fe–2e=Fe
+
正极:2H+2e-=H2
+2+
总式:Fe+2H=Fe+H2 吸氧腐蚀——反应过程吸收氧气 ①条件:中性或弱酸性溶液。
2+
②电极反应:负极:2Fe-4e-=2Fe
-
正极:O2+4e-+2H2O=4OH
总式:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
2+-
离子方程式:Fe+2OH=Fe(OH)2
生成的Fe(OH)2被空气中的O2氧化,生成Fe(OH)3,Fe(OH)2+O2 +2H2O=4Fe(OH)3。
Fe(OH)3脱去一部分水就生成Fe2O3·H2O(铁锈主要成分)。 规律总结:
金属腐蚀快慢的规律:在同一电解质溶液中,金属腐蚀的快慢规律如下:
电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀 防腐措施由好到坏的顺序如下:
外接电源的阴极保护法>牺牲负极的正极保护法>有一般防腐条件的腐蚀>无防腐条件的腐蚀
二、金属的电化学防护
1、利用原电池原理进行金属的电化学防护 (1)、牺牲阳极的阴极保护法
原理:原电池反应中,负极被腐蚀,正极不变化
应用:在被保护的钢铁设备上装上若干锌块,腐蚀锌块保护钢铁设备 负极:锌块被腐蚀;正极:钢铁设备被保护 (2)、外加电流的阴极保护法
原理:通电,使钢铁设备上积累大量电子,使金属原电池反应产生的电流不能输送,从而防止金属被腐蚀。
应用:把被保护的钢铁设备作为阴极,惰性电极作为辅助阳极,均存在于电解质溶液中,接上外加直流电源。通电后电子大量在钢铁设备上积累,抑制了钢铁失去电子的反应。 2、改变金属结构:把金属制成防腐的合金。
3、把金属与腐蚀性试剂隔开:电镀、油漆、涂油脂、表面钝化等。