正极:
然后OH-与Fe2+结合为Fe(OH)2,
故该原电池的总反应为:
Fe(OH)2与潮湿空气中的水、氧气反应生成Fe(OH)3:4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
生成的Fe(OH)3分解,从而生成铁锈(Fe2O3·nH2O),该过程主要消耗O2,称为吸氧腐蚀。
(3)析氢腐蚀
同样是上述腐蚀,若空气中SO2含量较高,处于酸雨的环境下,使水膜酸度较高,即电解质溶液为酸性溶液,正极反应就变为:
总反应为: 该过程为析氢腐蚀。
无论是析氢腐蚀,还是吸氧腐蚀,都使活泼金属成为原电池的负极,金属失电子变为金属阳离子而被腐蚀,且金属越活泼越易发生电化学腐蚀,明白了金属腐蚀的原因,也就可以找到金属防护的方法。
3、金属的防护
金属的腐蚀主要是电化学腐蚀,只要破坏了原电池的构成要素就可减少电化学腐蚀的发生,常见有以下几种金属防护方法:
(1)让金属制品处于干燥的环境。该方法破坏了电解质溶液的存在,金属不易被腐蚀。
(2)在金属表面加一层保护层。常见的方法是刷一层油漆、搪瓷、陶瓷、塑料、橡胶等保护层,效果较好的方法还有在金属表面镀上一层金属防护层。
(3)牺牲阳极保护法:
利用原电池原理,让被保护的金属为 ,用还原性强的金属为 ,负极金属被消耗,被保护的金属避免腐蚀。如:镀锌铁可以保护铁,但镀锡铁一旦镀层损坏后会使铁更易腐蚀。航海船只的般底四周嵌锌块,就是利用牺牲阳极保护法来保护船体的。
(4)外加电流阴极保护法:
电解原理中,阳极金属发生氧化反应,阴极金属再活泼也不参与反应。故可让被保护金属与外加直流电源的 相连让其成为 ,从而得到防护,该方法为外加电流阴极保护法。
生产生活中,金属防护常是上述方法的综合使用,以便最大限度地减少金属的腐蚀。金属的防护仍然是一个重大课题,还需寻找更加完美的方法来防护金属。
【典例分析】
例1、下图为氢氧燃料电池原理示意图,按照此图的提示,下列叙述不正确的是( )
A、a电极是负极。
B、b电极的电极反应为:4OH-―4e-=2H2O+O2↑。
C、氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源。
D、氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置。
解析:a电极上发生反应:H2-2e-=2H+,是负极,b电极上发生反应:O2+2H2O+4e-=4OH-,是正极。氢氧燃料电池的能量效率较高,而且产物H2O是一种无污染物质,是一