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酸性环境下金属的电化腐蚀一定是析氢腐蚀吗 - 研究 - 教育教学 -

时间:2022-07-07 22:26:02 来源:癫痫病专科医院

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孙爱清 宋洪香

(山东省潍坊市寒亭区第一中学 山东潍坊 261100;山东省潍坊市寒亭区成人教育中心 山东潍坊 261100)

【摘 要】电化学专题属于高考试题中的热点和难点,尤其对于金属腐蚀原理的深入分析,更是很多同学倍感头疼的事,如何稳准狠地切中要害,直捣黄仙桃哪个癫痫医院好龙,是同学们梦寐以求的。本文拟就这一问题,为同学们的困惑指点迷津。

【关键词】高中化学 金属腐蚀 解题策略

高中化学《化学反应原理》模块(鲁科版)中介绍了钢铁发生电化腐蚀的条件:在较强的酸性条件下,发生析氢腐蚀;在弱酸性和中性环境中发生吸氧腐蚀。由于大气环境呈现较强酸性的情况并不常见,钢铁等金属的电化腐蚀主要是吸氧腐蚀。那么,在解答习题时,何种情况下需要考虑金属的吸氧腐蚀?是否只要在较强的酸性条件下,金属发生的腐蚀反应都是析氢腐蚀呢?

例一、把铁钉和碳棒用导线连接起来后浸入下列溶液 ①

稀硫酸;②食盐水 中,都会发生的变化是 ( )

A. 碳棒上放出氧气 B. 碳棒得电子被还原<治疗癫痫用什么好药/p>

C. 碳棒上放出氢气 D. 铁钉失电子被氧化

解析:把铁钉和碳棒用导线连接起来后无论浸入稀硫酸中还是浸入食盐水中,都构成了原电池装置,发生原电池反应。

浸入稀硫酸中时(较强的酸性环境),由于铁与硫酸可发生自发的氧化还原反应 Fe +2H+=Fe2+ + H2↑,因此该电池反应就是金属的析氢腐蚀 负极(铁):铁被氧化Fe-2e- → Fe2+ ;正极(碳):溶液中的H+ 被还原2H++2e- → H2 ↑。

浸入食盐水中时(中性环境),铁与氯化钠或水都不能在常温下发生反应,但由于敞开体系的水中都有溶解的氧气,此时就要考虑金属的吸氧腐蚀:负极(Fe):Fe-2e- → Fe2+ ;正极(C):2H2O +延安专门治癫痫病医院 O2 + 4e - → 4OH- 。

可见,无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀,其负极反应都是金属失电子被氧化,而正极材料碳棒不参与反应,只是溶液中的H+ 或溶解的O2在正极表面得电子被还原。

答案:D

例二、把铜片和碳棒用导线连接起来后浸入稀硫酸中,试写出电极反应式和电池反应并描述实验现象。

解答:虽然稀硫酸属于较强的酸性条件,但是由于铜元素属于金属活动顺序表中的氢后元素,铜与稀硫酸之间并不能自发发生氧化还原反应,因此,此时不能发生析氢腐蚀。但是该装置又确实属于原电池装置,在这种情况下,只能考虑吸氧腐蚀。发生的反应为

负极(Cu):2Cu -4e- → 2Cu 2+

<癫痫小发作的急救处理p> 正极(C):O2 +4H++ 4e- →2H2O

电池反应:2Cu + O2+4H+=2Cu2++2H2O

实验现象:铜片逐渐溶解,溶液由无色变蓝色

从总反应来看,相当于是铜首先被氧气氧化生成氧化铜,而后氧化铜再被稀硫酸所溶解,两步反应都是自发的。总之,分析金属的电化腐蚀类型时,要灵活应用析氢腐蚀和吸氧腐蚀发生的条件,注意,在较强的酸性条件下,金属的电化腐蚀类型也不一定是析氢腐蚀。因为原电池反应都属于自发的氧化还原反应,因此当通常情况下金属电极不能与电解质溶液的成分发生反应时,就要考虑吸氧腐蚀了。

参考文献

[1]王磊.《化学反应原理》(鲁科版)

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