实验讲义--电解、金属腐蚀与防腐
金属的腐蚀与防腐PPT课件(上课用)
99.真正的发现之旅不只是为了寻找 全新的 景色， 也为了 拥有全 新的眼 光。― ―[马塞 尔·普 劳斯特]
113.人生的目的有二：先是获得你 想要的 ；然后 是享受 你所获 得的。 只有最 明智的 人类做 到第二 点总与 幽默的 人相伴 ，健康 总与阔 达的人 相伴。 20、对所学知识内容的兴趣可能成 为学习 动机。 ——赞 科夫 21、游手好闲地学习，并不比学习游手 好闲好 。—— 约翰·贝 勒斯
95.没有比时间更容易浪费的,同时没 有比时 间更珍 贵的了 ，因为 没有时 间我们 几乎无 法做任 何事。 ――[威廉·班]
96.人生真正的欢欣，就是在于你自 认正在 为一个 伟大目 标运用 自己； 而不是 源于独 自发光.自私渺 小的忧 烦躯壳 ，只知 抱怨世 界无法 带给你 快乐。 ――[萧伯纳]
Fe2O3 ·nH2O （铁锈）
联 系
通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。
相互关系：往往同时发生，电化腐蚀要比化学腐蚀普遍得 多。
2、金属腐蚀的防止与利用
讨论与交流 金属腐蚀的防止方法
隔离法、电镀法
隔离法 钢铁发蓝处理、阳极氧化处理、
离子注入、表面渗镀
电镀法
电镀是应用电解原理在某些金属表面 镀上一薄层其他金属或合金的过程。
100.这个世界总是充满美好的事物 ，然而 能看到 这些美 好事物 的人， 事实上 是少之 又少。 ――[罗 丹]
实验讲义-电解、金属腐蚀与防腐
电解实验一电解法制备普鲁士蓝膜修饰电极及电化学行为研究一、实验目的了解什么是修饰电极；掌握用电沉积法制备普鲁士蓝的修饰电极的方法。
二、实验原理化学修饰电极（chemically modified electrode）是由导体或半导体制作的电极，在电极表面涂敷了单分子，多分子的，离子的或聚合物的化合物薄膜，改变了电极界面的性质，电极呈现的性质与电极材料本身任何表面上的性质不同，通过改变电极/电解液界面的微观结构而调制成某种特性。
对玻碳电极进行电化学处理—电沉积法—使之表面形成普鲁士蓝薄膜。
三、仪器、试剂和材料仪器 LK2005A型电化学工作站（天津兰力科化学电子有限公司），三电极系统（SCE为参比电极，铂丝为对电极，玻碳电极为工作电极）；试剂 0.1mol/L铁氰化钾，1mol/L KCl, 0.2mol/L HCl，0.01mol/L Fe2(SO4)3。
四、实验步骤1、按下列表格配置溶液，并以水定容为10mL：2、制备修饰电极：a)、将玻碳电极在润湿的撒有粒度为1.0μm的α- Al2O3粉的抛光布上进行抛光，洗去表面的污物；b)、以恒电位和循环电位在上述溶液中电解，在玻碳电极的表面上电沉积成普鲁士蓝修饰膜。
3、修饰电极的电化学行为的研究：将电极放入KCl溶液的溶液中，在与上步同样的条件下用循环伏安法电解玻碳上的普鲁士蓝，并记录伏安图，对比各个溶液制得的伏安图，找出最好的峰形所对应的溶液。
五、实验讨论作为化学修饰电极的基底材料主要是碳（包括石墨，热解石墨和玻碳）和贵金属及半导体。
在采用任何方法之前，所用固体电极必须首先经过表面的清洁处理，目的是为了获得一种新鲜的，活性的和重现性好的电极表面状态，以利于后续的修饰步骤进行。
普鲁士蓝的还原形式K3Fe (CN)6（Everrit盐，ES）和氧化形式K2FeFe (CN)6（Berlin绿）由于在V（Fe2(SO4)3）= 4mL时制得的修饰电极的氧化还原峰最明显，故对其电化学进行严格的讨论：0.816V电位处出现一个很小的还原峰， 0.150V的电位处，普鲁士蓝还原为Everitt盐的i-E曲线为尖峰；0.198V处普鲁士蓝氧化成Berlin绿的i-E曲线为尖峰。
5 第20讲 电解池 金属腐蚀与防护
第20讲电解池金属腐蚀与防护考点一电解原理一、电解和电解池1．电解：在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。
2．电解池：将电能转化为化学能的装置。
3．电解池的构成(1)有与电源相连的两个电极。
(2)电解质溶液(或熔融电解质)。
(3)形成闭合回路。
二、电解池的工作原理电解池中电子和离子的移动方向(1)电子：从电源的负极流出后，流向电解池的阴极；从电解池的阳极流出后，流向电源的正极。
(2)离子：阳离子移向电解池的阴极，阴离子移向电解池的阳极。
[注意]电子和离子的移动遵循“电子不下水，离子不上线”。
三、阴、阳极的判断及电极反应式的书写步骤1．阴、阳极的判断(1)根据外接电源的正、负极判断电源正极连接阳极，电源负极连接阴极。
(2)根据电极产物判断电极溶解、逸出O2(或电极区变酸性)或逸出Cl2的一极为阳极；析出金属或逸出H2(或电极区变碱性)的一极为阴极。
2．电极反应式的书写步骤(1)分析电解质水溶液的组成：找全离子并分阴、阳两组(包括水溶液中的H ＋和OH－)。
(2)排列出阴、阳两极的放电顺序①阳极活性电极：金属做阳极(Pt、Au除外)，金属本身被电解；惰性电极(Pt、Au、石墨等)：还原性强的离子先放电，放电顺序为S2－>I－>Br －>Cl－>OH－>含氧酸根离子。
②阴极(放电顺序与电极材料无关)氧化性强的离子先放电，放电顺序为Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Fe2＋>Zn2＋>……(1)阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。
(2)最常用的放电顺序为阳极：Cl－>OH－；阴极：Ag＋>Cu2＋>H＋。
(3)电解水溶液时，K＋、Ca2＋、Na＋、Mg2＋、Al3＋不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到金属K、Ca、Na、Mg、Al。
(3)写出两极电极反应式①阳极：活性电极失去电子生成相应的金属阳离子；溶液中的阴离子失去电子生成相应的单质或高价态化合物。
第17讲 电解池 金属的腐蚀与防护(讲)-2023年高考化学一轮复习讲练测(原卷版)
第17讲电解池金属的腐蚀与防护1.理解电解池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应和总反应方程式。
2.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。
【核心素养分析】变化观念与平衡思想：认识化学变化的本质是有新物质生成，并伴有能量的转化；能多角度、动态地分析电解池中发生的反应，并运用电解原理解决实际问题。
证据推理与模型认知：利用电解池装置，分析电解原理，建立解答电解池问题的思维模型，并利用模型揭示其本质及规律。
科学态度与社会责任：肯定电解原理对社会发展的重大贫献，具有可持续发展意识和绿色化学观念，能对与电解有关的社会热点问题做出正确的价值判断。
知识点一电解的原理1.电解和电解池(1)电解：在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。
(2)电解池：电能转化为化学能的装置。
(3)电解池的构成①有与电源相连的两个电极。
②电解质溶液(或熔融电解质)。
③形成闭合回路。
2.电解池的工作原理(1)电极名称及电极反应式(电解CuCl 2溶液为例)总反应式：CuCl 2=====电解Cu ＋Cl 2↑(2)电子和离子的移动方向①电子：从电源负极流出后，流向电解池阴极；从电解池的阳极流出后流向电源的正极。
②离子：阳离子移向电解池的阴极，阴离子移向电解池的阳极。
3.阴阳两极上放电顺序(1)阴极：(与电极材料无关)。
氧化性强的先放电，放电顺序：(2)阳极：若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应。
若是惰性电极作阳极，放电顺序为注意①阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。
②最常用、最重要的放电顺序为阳极：Cl －>OH －；阴极：Ag ＋>Cu 2＋>H ＋。
③电解水溶液时，K ＋～Al 3＋不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K 、Ca 、Na 、Mg 、Al 等金属。
4.用惰性电极电解电解质溶液的规律4.用惰性电极电解电解质溶液的规律生酸性的含氧酸盐电，阴极电解质的阳离子放电阴极：Ag ＋＋e －===AgO 2知识点二电解原理的应用1.氯碱工业阳极反应式：2Cl －－2e －===Cl 2↑(氧化反应)阴极反应式：2H ＋＋2e －===H 2↑(还原反应)总反应方程式：2NaCl ＋2H 2O=====电解2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑2.电镀与电解精炼3.电冶金电解冶炼冶炼钠冶炼铝电极反应阳极：2Cl －－2e －===Cl 2↑阴极：2Na ＋＋2e －===2Na 阳极：6O 2－－12e －===3O 2↑阴极：4Al 3＋＋12e －===4Al 总反应2NaCl(熔融)=====电解2Na ＋Cl 2↑2Al 2O 3(熔融)=====电解4Al ＋3O 2↑知识点三金属的腐蚀与防护1.金属腐蚀的本质金属原子失去电子变为金属阳离子，金属发生氧化反应。
电解原理应用及金属腐蚀
D．b电极附近溶液的pH变小
据反应现象判断电极及电极反应等
第八页，共25页。
高考对电解的要求
【08全国Ⅱ卷】右图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置，通电后 在石墨电极a和b附近分别滴加石蕊溶液，下列实验现象正确的是 A．逸出气体的体积：a电极的小于b电极的 B．电极逸出无味气体，另一电极
逸出刺激性气味气体
水是极弱的电解质，纯水的导电能力差，产生足以观察到的气体 需要很长的时间
第十四页，共25页。
水的电解——2
•4%的NaOH溶液 电压为6V、电流为0.1A，在阴阳两极产生的气体体 积如下表（气体体积在相同状态下测定）
时间(min) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 NaOH溶 阴极mL 6 12 20 29 39 49 55 65 75 85
液 阳极mL 2 4 7 11 16 21 26 31 36 41 问题： 从第__4_min开始两极气体的体积比约为2:1；原因是 ___阴__极__电_解__产__物__H__2的__溶__解__度_比__阳__极__电__解__产_物__O__2的__溶__解__度__小__，__4_m__i_n_后此
实验中注意以下几点： ●多用几枚铁钉，增大铁钉腐蚀时的耗氧量，以使现象明显。
●经过酸洗除锈的铁钉，要用清水洗（避免残留酸液干扰实验），然 后用饱和食盐水浸洗一下，即可加入到具支试管中。
●整个装置应保证密封性好，几分钟后就可以看到导管中水柱 明显上升。原因是铁钉发生吸氧腐蚀时，使得具支试管中O2减 少，压强降低，促使导管中水柱上升。
正极反 2H+ + 2e-= H2 应
2H2O+O2+4e-=4OH-
负极反 应
第10章第42讲电解池金属的腐蚀与防护2025年高考化学一轮复习讲义(新人教版)
第42讲电解池金属的腐蚀与防护[复习目标] 1.理解电解池的构成、工作原理，能书写电极反应式和总反应方程式。
2.掌握氯碱工业、电解精炼、电镀、电冶金等的反应原理。
3.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。
考点一电解池及工作原理1．电解与电解池2．构建电解池模型(以电解CuCl2溶液为例)3．电解规律(1)阳极放电规律①活性电极(除Au、Pt以外的金属材料作电极)，电极材料失电子，生成金属阳离子。
②惰性电极(Pt、Au、石墨)，要依据阴离子的放电顺序加以判断。
阴离子的放电顺序：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子。
S2－、I－、Br－、Cl－放电，产物分别是S、I2、Br2、Cl2；若OH－放电，则得到H2O和O2。
(2)阴极产物的判断直接根据阳离子放电顺序进行判断。
阳离子放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋。
注意电解水溶液时，Al3＋、Mg2＋、Na＋、K＋不可能在阴极放电。
(3)用惰性电极电解不同类型电解质溶液①电解水型实例电极反应式及总反应式电解质溶液浓度复原方法H2SO4阴极：2H＋＋2e－===H2↑阳极：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑总反应式：2H2O=====电解2H2↑＋O2↑增大加水②电解电解质型实例电极反应式及总反应式电解质溶液浓度复原方法HCl 阴极：2H＋＋2e－===H2↑阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑总反应式：2HCl=====电解H2↑＋Cl2↑减小通入HClCuCl2阴极：Cu2＋＋2e－===Cu阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑总反应式：CuCl2=====电解Cu＋Cl2↑加CuCl2固体③电解质和水均参与电解型实例电极反应式及总反应式电解质溶液浓度复原方法NaCl、KCl(放H2生碱) 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－总反应式：2Cl－＋2H2O=====电解Cl2↑＋H2↑＋2OH－减小并生成新电解质通入HClCuSO4、Cu(NO3)2 (放O2生酸) 阳极：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑阴极：Cu2＋＋2e－===Cu总反应式：2Cu2＋＋2H2O=====电解2Cu＋O2↑＋4H＋减小并生成新电解质加CuO一、电解池中电极与电极产物的判断1.用Pt电极电解饱和Na2CO3溶液的装置如图，两极均有气体生成，c电极附近产生可燃性气体，澄清石灰水无浑浊现象。
4.5-6电解及金属腐蚀与防腐
电镀工作原理示意图
在适当的电压下，阳极发生氧化反应，金属失去电子 而成为正离子进入溶液中，即阳极溶解；阴极发生还原反应， 金属正离子在阴极镀件上获得电子，析出沉积成金属镀层。 如：电镀锌，被镀零件作为阴极材料，金属锌作为阳极材料， 在锌盐(如Na2[Zn(OH)4])溶液中进行电解。 阴极：Zn2++2e- =Zn 阳极： Zn = Zn2++2e-
超电势导致：
阳极析出电势升高，即 (析,阳)=(阳 +η);
阴极析出电势降低，即 (析,阴)=(阴 -η)。 影响超电势的因素有三个方面： ①电解产物：金属的超电势一般很小，气体的超电势 较大，而氢气、氧气的超电势更大。 ②电极材料和表面状态：同一电解产物在不同的电极 上的超电势数值不同，且电极表面状态不同时超电势数值 也不同。 ③电流密度：随着电流密度增大超电势增大。在表达超 电势的数据时，必须指明电流密度的数值或具体条件。
电刷镀是把适当的电镀液刷镀到受损的机械零部件上使 其回生的技术。几乎所有与机械有关的工业部门都在推 广应用，能以很低的成本换得较大的经济效益。 用镀笔作阳极，工件作阴极、并在操作中不断旋转。 电刷镀的电镀液不是放在电镀槽中，而是在电刷镀过 程中不断滴加电镀液，使之浸湿在棉花包套中，在直 流电的作用下不断刷镀到工件阴极上。这样就把固定 的电镀槽改变为不固定形状的棉花包套，从而摆脱了 庞大的电镀槽，使设备简单而操作方便。
阳 极 氧 化 膜 示 意 图
阳极氧化膜（厚度可达5～300μm） 靠 近 基 体：纯度较高的致密Al2O3膜，厚度0.01~0.05m， 称阻挡层。 靠近电解液：由Al2O3和Al2O3· H2O所形成的膜，硬度较低， 有松孔，可使电解液流通，如图所示。
高三化学一轮复习课件：电解池 金属的腐蚀与防护课件
=4Al
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)在镀件上电镀铜时,也可以用惰性材料作阳极,用硫酸铜溶液作电解液 (
(2)电解冶炼镁、铝通常电解MgCl2和Al2O3,也可电解MgO和AlCl3(
×
√
)
)
[解析] MgO熔点很高,一般不用来冶炼Mg;而AlCl3为共价化合物,不存在离子,无法
A极为阴极,因此,a为电源的负极、b为电源的正极,阳极的电极反应式为
SO2+2H2
O-2e-
2−
2−
+
=4H +SO ,阴极的电极反应式为2SO +2e-+4H+
4
3
2−
=S2O4 +2H2O,
+
+
+
+
阳极区生成H ,阴极区消耗H ,阴极的pH增大,故H 向阴极迁移,且迁移来的H 不
足以抵消阴极区消耗的H+,离子交换膜为阳离子交换膜。
+
+
+
石蕊溶液变红,Na 、H 移向A电极,在A电极H 放电产生H2,A电极附近c(OH )
>c(H+),石蕊溶液变蓝,C错误、D正确;
A电极产生的气体体积大于B电极,A错误;
两种气体均为无色无味的气体,B错误。
[方法技能] 判断电解池的阴极和阳极的方法
题组二 电解池电极反应式的书写
1. SO2是主要大气污染物之一,工业上可用如图所示装置吸取转化SO2(A、B 为
子(Cl-、OH-)和分子(Cl2)通过 (
(6)用Zn作阳极,Fe作阴极,ZnCl2
在铁上镀锌(
高考化学讲义电解池金属的腐蚀与防护(含解析)
目夺市安危阳光实验学校第二节 电解池 金属的腐蚀与防护1.了解电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。
(高频)2.理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。
(中频)电解原理1．电解、电解池2．电解池的组成和工作原理(电解CuCl2溶液) 总反应方程式：CuCl2=====电解Cu ＋Cl2↑电解原理的应用1．氯碱工业制烧碱、氯气和氢气 2．电镀电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法，也用在金属的精炼上。
如电镀铜或电解精炼铜含锌、铁等杂质时： 3．电冶金冶炼钠、钙、镁、铝等活泼金属，必须用电解法。
如电解熔融氯化钠得到钠时：金属的腐蚀与防护1．化学腐蚀和电化学腐蚀的比较金属腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀条件 金属与接触到的物质直接发生反应 不纯金属接触到电解质溶液发生原电池反应 区别无电流产生有微弱电流产生实质与联系(1)实质都是金属原子失去电子被氧化而损耗；(2)化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍、危害性更大、腐蚀速率更快2.钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 水膜性质 酸性较强 酸性很弱或呈中性负极反应Fe －2e －===Fe2＋ 正极反应2H ＋＋2e －===H2↑2H2O ＋O2＋4e －===4OH － 其他反应及产物 Fe2＋＋2OH －=== Fe(OH)2 2Fe ＋O2＋2H2O===2Fe(OH)24Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)32Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O ＋(3－x)H2O 普遍性吸氧腐蚀更普遍3.金属的防护(1)电化学防护法⎩⎪⎨⎪⎧牺牲阳极的阴极保护法——原电池原理外加电流的阴极保护法——电解原理(2)其他：改变金属内部结构和金属表面外加保护层 1．易误诊断(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)电解是把电能转变成化学能( ) (2)电解是把化学能转变成电能( )(3)电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化( ) (4)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现( ) (5)镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更容易生锈( )(6)根据得失电子守恒可知电解精炼铜时，阳极减少的质量和阴极增加的质量相等( )(7)在入海口的钢铁闸门上装一定数量的铜块可防止闸门被腐蚀( )(8)外加电流的阴极保护法是将被保护金属接在直流电源的正极( )【答案】(1)√(2)×(3)√(4)√(5)√(6)×(7)×(8)×2.如图所示，甲、乙两试管中各放一枚铁钉，甲试管中为NH4Cl溶液，乙试管中为NaCl溶液，数天后导管中观察到的现象是____________，甲中正极反应为_________________________________，乙中正极反应为____________。
化学-电解池金属的腐蚀与防护讲义-解析版
2Cu＋Cl2↑。
=====通电电解池中电子和离子的移动：①电子：从电源负极流出后，流向电解池阴极；从电解池的阳极流向电源的正极。
微提醒：活泼电极是指除金、铂等惰性金属外的其他金属电极。
1．因镍与盐酸反应缓慢，工业上以镍和盐酸为原料，利用离子膜电解技术制取氯化镍)，其原理如图。
电解过程露不断往b极区补充盐酸。
下列说法正确的是2NiClA．a接外电源的负极B．离子交换膜为阳离子交换膜C．总反应为：2通电N i+2H C l N i C l+HD．电解过程可用溶液代替盐酸NaCl【答案】CA ．a 处的试纸变红B ．b 电极是正极C ．a 处发生的电极反应：D ．b 处发生的电极反应：2Fe 2e e=F -+-22Cl 2e Cl =---↑【答案】D【解析】由图可知，b 处与电源正极相连，b 为阳极，a 与电源负极相连，可知铁棒为阴极，电解饱和食盐水，阴极生成氢气，阳极生成氯气，以此来解答。
A ．实验相当于电解饱和氯化钠溶液，a 作为阴极，氢离子放电后浓度降低，使氢氧根浓度增大，碱性增强，故使pH 试纸变蓝，故A 错误；B ．b 处与电源正极相连，b 为阳极，故B 错误；C ．a 与电源负极相连，可知铁棒为阴极，电解饱和食盐水，阴极生成氢气，发生的电极反应： ，故C 错误；222H O 2e =H 2OH --+↑+D ．b 处与电源正极相连，b 为阳极，氯离子放电生成氯气，发生的电极反应：，故D 正确；22Cl 2e Cl =---↑故答案选：D 。
4．电解处理垃圾渗液是一项重要的环保课题，研究小组用图装置进行渗液(pH=6.5-8)处理，可以实现其中的和有机物COD 的转化，下列说法错误的是3NHA ．a 为电源负极Al 3＋、Mg 2＋、Na ＋、Ca 2＋、K ＋只有在熔融状态下才放电。
(6)阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。
(7)最常用、最重要的放电顺序是阳极：Cl －＞OH －；阴极：Ag ＋＞Cu 2＋＞H ＋。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电解
实验一电解法制备普鲁士蓝膜修饰电极及电化学行为研究一、实验目的
了解什么是修饰电极；掌握用电沉积法制备普鲁士蓝的修饰电极的方法。
二、实验原理
化学修饰电极（chemically modified electrode）是由导体或半导体制作的电极，在电极表面涂敷了单分子，多分子的，离子的或聚合物的化合物薄膜，改变了电极界面的性质，电极呈现的性质与电极材料本身任何表面上的性质不同，通过改变电极/电解液界面的微观结构而调制成某种特性。
对玻碳电极进行电化学处理—电沉积法—使之表面形成普鲁士蓝薄膜。
三、仪器、试剂和材料
仪器LK2005A型电化学工作站（天津兰力科化学电子有限公司），三电极系统（SCE为参比电极，铂丝为对电极，玻碳电极为工作电极）；
试剂0.1mol/L铁氰化钾，1mol/L KCl, 0.2mol/L HCl，0.01mol/L Fe2(SO4)3。
四、实验步骤
1、按下列表格配置溶液，并以水定容为10mL：
2、制备修饰电极：
a)、将玻碳电极在润湿的撒有粒度为1.0μm的α- Al2O3粉的抛光布上进行抛光，
洗去表面的污物；
b)、以恒电位和循环电位在上述溶液中电解，在玻碳电极的表面上电沉积成普鲁士蓝修饰膜。
3、修饰电极的电化学行为的研究：
将电极放入KCl溶液的溶液中，在与上步同样的条件下用循环伏安法电解玻碳上的普鲁士蓝，并记录伏安图，对比各个溶液制得的伏安图，找出最好的峰形所对应的溶液。
五、实验讨论
作为化学修饰电极的基底材料主要是碳（包括石墨，热解石墨和玻碳）和贵金属及半导体。
在采用任何方法之前，所用固体电极必须首先经过表面的清洁处理，目的是为了获得一种新鲜的，活性的和重现性好的电极表面状态，以利于后续的修饰步骤进行。
普鲁士蓝的还原形式K3Fe (CN)6（Everrit盐，ES）和氧化形式K2FeFe (CN)6（Berlin绿）由于在V（Fe2(SO4)3）= 4mL时制得的修饰电极的氧化还原峰最明显，故对其电化学进行严格的讨论：0.816V电位处出现一个很小的还原峰，0.150V的电位处，普鲁士蓝还原为Everitt盐的i-E曲线为尖峰；0.198V处普鲁士蓝氧化成Berlin绿的i-E曲线为尖峰。
0.150V下还原反应和0.198V下氧化反应消耗的总电量比为5：2。
金属腐蚀与防腐
实验二铁的极化曲线的测定
一、实验目的
1、掌握恒电位法测定电极极化曲线的原理和实验技术。
通过测定Fe在H2SO4、HCl溶液中的阴极极化、阳极极化曲线，求得Fe的自腐蚀电位，自腐蚀电流和钝化电势、钝化电流等参数。
2、了解Cl-离子，缓蚀剂等因素对铁电极极化的影响。
3、讨论极化曲线在金属腐蚀与防护中的应用。
二、实验原理
1、铁的极化曲线：
金属的电化学腐蚀是金属与介质接触时发生的自溶解过程。
例如
Fe →Fe2++2e (1)
2H++2e →H2(2)
Fe将不断被溶解，同时产生H2。
Fe电极和H2电极及H2SO4溶液构成了腐蚀原电池，其腐蚀反应为：
Fe+2H+→ Fe2++H2(3)
这就是Fe在酸性溶液中腐蚀的原因。
当电极不与外电路接通时，其净电流为零。
即I corr=I Fe=-I H≠0。
图1中ra为阴极极化曲线。
当对电极进行阴极极化，即加比Ecorr更负的电势，反应(1) 被抑制，反应(2)加速，电化学过程以H2析出为主，这种效应称为“阴
极保护”。
塔菲尔(Tafel)半对数关系，即：
图1中ab为阳极极化曲线。
当对电极进行阳极极化时，即加比Ecorr更正
的电势，则反应(2) 被抑制，反应(1) 加速，电化学过程以Fe溶解为主。
符合公
式：
2、铁的钝化曲线：
abc段是Fe的正常溶解，生成Fe2+，称为活化区。
cd段称为活化钝化过渡区。
de段的电流称为维钝电流，此段电极处于比较稳定的钝化区, Fe2+离子与溶液中的离子形成FeSO4沉淀层，阻滞了阳极反应，由于H+不易达到FeSO4层内部，使Fe表面的pH增大，Fe2O3、Fe3O4开始在Fe表面生成，形成了致密的氧
化膜，极大地阻滞了Fe的溶解，因而出现钝化现象。
ef段称为过钝化区。
图3中W表示研究电极、C表示辅助电极、r表示参比电极。
参比电极和研究电极组成原电池，可确定研究电极的电位。
辅助电极与研究电极组成电解池，使研究电极处于极化状态。
在实际测量中，常采用的恒电势法有下列两种：
·静态法：将电极电势较长时间地维持在某一恒定值，同时测量电流密度随
时间的变化，直到电流基本上达到某一稳定值。
如此逐点地测量在各个电极电势下的稳定电流密度值，以获得完整的极化曲线的方法。
·动态法：控制电极电势以较慢的速度连续地改变（扫描），并测量对应电势
下的瞬时电流密度，并以瞬时电流密度值与对应的电势作图就得到整个极化曲线。
所采用的扫描速度（即电势变化的速度）需要根据研究体系的性质选定。
一般说来，电极表面建立稳态的速度越慢，则扫描也应越慢，这样才能使测得的极
化曲线与采用静态法测得的结果接近。
三、仪器和药品
仪器LK2005A电化学工作站（天津兰力科公司）1台；电解池1个；硫酸亚汞电极（参比电极）、Fe电极（研究电极）、Pt片电极（辅助电极）各1支；
试剂0.1mol/L、1mol/LH2SO4溶液；1mol/LHCl溶液；乌洛托品（缓蚀剂）。
四、实验步骤
1、电极处理：用金相砂纸将铁电极表面打磨平整光亮，用蒸馏水清洗后滤纸吸干。
每次测量前都需要重复此步骤，电极处理得好坏对测量结果影响很大。
2、测量极化曲线：
（1）打开LK2005A型电化学工作站的窗口；
（2）安装电极，使电极进入电解质溶液中，将绿色夹头夹Fe电极，红色夹头夹Pt片电极，黄色夹头夹参比电极；
（3）测定开路电位。
选中恒电位技术中的“开路电位—时间”实验技术，双击选择参数，可用仪器默认值，点击“确认”。
点击“►”开始实验，测得的开路电位即为电极的自腐蚀电势Ecorr；
（4）开路电位稳定后，测电极极化曲线。
选中“线性扫描技术”中的“塔菲尔曲线”实验技术，双击。
为使Fe电极的阴极极化、阳极极化、钝化、过钝化全部表示出来，初始电位设为“-1.0V”，终止电位设为“2.0V”，扫描速度设为“0.1V/s”，其它可用仪器默认值，极化曲线自动画出。
3、按1、2步骤分别测定Fe电极在0.1 mol/L和1mol/LH2SO4溶液，1.0 mol/LHCl 溶液及含1%乌洛托品的1.0 mol/L HCl溶液中的极化曲线。
4、实验完毕，清洗电极、电解池，将仪器恢复原位，桌面擦拭干净。
五、数据处理
（1）分别求出Fe电极在不同浓度的H2SO4溶液中的自腐蚀电流密度、自腐蚀电位、钝化电流密度及钝化电位范围，分析H2SO4浓度对Fe钝化的影响。
（2）分别计算Fe在HCl及含缓蚀剂的HCl介质中的自腐蚀电流密度及按下式换算成的腐蚀速率（υ）。
υ＝3600Mi/nF
其中：υ－腐蚀速度（g•m-2•h-1）；i－钝化电流密度（A•m-2）；M－Fe的摩尔质量（g•mol-1）；F－法拉第常数（C•mol-1）；n－发生1mol电极反应得失电子的物质的量。
六、注意事项
1、测定前仔细了解仪器的使用方法。
2、电极表面一定要处理平整、光亮、干净，不能有点蚀孔。
七、思考题
（1）平衡电极电位、自腐蚀电位有何不同？
（2）分析H2SO4浓度对Fe钝化在影响。
比较盐酸溶液中加和不加乌洛托品，Fe电极上自腐蚀电流的大小。
Fe在盐酸中能否钝化，为什么?
（3）测定钝化曲线为什么不采用恒电流法?
（4）如果对某种体系进行阳极保护，首先必须明确哪些参数?。