高中化学 第四章 电化学基础章末系统总结 新人教版选修4

第四章电化学基础

一、重知点识梳理

二、实验专项探究——金属腐蚀条件的实验探究

影响金属腐蚀的因素包括金属的本性和介质两个方面，就金属的本性而言，金属越活泼，就越易失去电子被腐蚀。介质对金属腐蚀的影响很大，如果金属在潮湿的空气中，接触腐蚀

性气体或电解质溶液，都容易被腐蚀。

即时训练

某探究小组用铁钉被腐蚀的快慢实验，来研究防止钢铁腐蚀的方法。所用试剂有：材质相同无锈的铁钉数个，一定量的食盐水、碳酸水、植物油，实验温度为298 K 或308 K ，每次实验取用铁钉的数量相同，液体体积相同且足量，用大小相同的试管实验。

(1)请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号： 实验 编号 T /K

试管内 取用液体 实验目的

① 298 食盐水

(Ⅰ)实验①和②探究不同电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响

(Ⅱ)实验①和________探究温度对铁钉腐蚀快慢的影响

(Ⅲ)实验①和________探究铁钉是否接触电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响

② ③

④

A ．在铁门、铁窗表面涂上油漆

B ．自行车各部件因有防护涂层或电镀等防腐措施，所以不需要停放在能遮雨的地方

C ．家用铁制厨具每次用完后应擦干放置在干燥处

D ．把挡水铁闸门与直流电源的正极连接且构成回路，可减少铁闸门的腐蚀速率 解析：(1)实验Ⅰ探究不同电解质对铁钉腐蚀快慢的影响，因此保证温度不变(仍为298 K )，改变电解质(选用碳酸水)。

实验Ⅱ探究温度对铁钉腐蚀快慢的影响，因此保证电解质不变(仍为食盐水)，改变温度(选308 K)。

实验Ⅲ探究铁钉是否接触电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响。因此保证温度不变(仍为298 K)，改变试管内液体(选植物油)。

(2)A项涂油漆保护铁窗，使铁窗与周围物质隔开，正确；自行车放在干燥处，不易形成原电池，能降低腐蚀速率，B错误，C正确；D项挡水铁闸门应与直流电源的负极相连，使之作电解池的阴极，才能起到保护作用，D错误。

答案：(1)

实验

编号

T/K

试管内

取用液体

实验目的

①298食盐水

(Ⅱ)③

(Ⅲ)④(只要与

前面③、④对应即可)

②298碳酸水

③308食盐水

④298植物油

某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。

图1

(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)：

编号实验目的碳粉/g铁粉/g醋酸/%

①为以下实验作参照0.5 2.090.0

②醋酸浓度的影响0.536.0

③0.2 2.090.0

2

其原因是铁发生了________腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向；此时，碳粉表面发生了________(填“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式是_________。

(3)该小组对图2中0～t1时压强变大的原因提出了如下假设，请你完成假设二：

假设一：发生析氢腐蚀产生了气体；

假设二：____________________________________________；

……

(4)为验证假设一，某同学设计了检验收集的气体中是否含有H2的方案。请你再设计一个实验方案验证假设一，写出实验步骤和结论。

实验步骤和结论(不要求写具体操作过程)：

解析：(1)对比实验①，实验②中碳粉的质量与实验①相同，醋酸的浓度与实验①不同，所以铁粉的质量应与实验①相同，即2.0 g；实验③中碳粉质量与实验①不同，铁粉质量和醋酸浓度均与实验①相同，显然实验③目的是探究碳粉含量的影响。

(2)t2时，容器中压强明显小于起始压强，说明容器中气体减少，所以铁发生的是吸氧腐蚀。在铁吸氧腐蚀过程中，铁为负极，发生氧化反应，形成Fe2＋；碳为正极，发生还原反应：2H2O＋O2＋4e－===4OH－(或4H＋＋O2＋4e－===2H2O)。

(3)0～t1时压强增大，应从两方面考虑，一是生成气体，二是温度升高，则由假设一内容可得假设二应是：此反应是放热反应，温度升高。

答案：(1)

编号实验目的碳粉/g铁粉/g醋酸/%

② 2.0

③碳粉含量的影响

(2)吸氧如图还原

2H2O＋O2＋4e－===4OH－(或4H＋＋O2＋4e－===2H2O) (3)反应放热，温度升高