《高考化学一轮复习苏教课件：专题6 化学反应与能量变化 第3讲.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学一轮复习苏教课件：专题6 化学反应与能量变化 第3讲.ppt（84页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3讲电解池 金属的腐蚀与防护 2019 备考 最新考纲 1 理解电解池的构成 工作原理及应用 2 能书写电极反应和总反应方程式 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 考点一电解原理 频数 难度 电流 阳极 2Cl 2e Cl2 阴极 Cu2 2e Cu 3 电子和离子的移动方向 惰性电极 在掌握放电顺序的基础上 总结用惰性电极电解电解质的规律 是灵活运用电解原理的基础 1 电解水型规律 H OH 放电 电解质形成的阳离子要么是H 要么是放电顺序排在H 之后的活泼性较强的金属对应的阳离子 阴离子要么是OH 要么是放电顺序排在OH 之后的含氧酸根等 实例 2 电
2、解电解质型 规律 电解质形成的阴 阳离子放电 电解质电离形成的阴 阳离子要么是H OH 要么是放电顺序排在H OH 之前的对应离子 实例 3 电解电解质和水型 规律 放电离子分别是水电离形成的H 或OH 以及电解质形成的阴离子或阳离子 实例1放H2生碱型 实例2放O2生酸型 题组一电解原理的理解及电解规律的应用1 下列装置的线路接通后 经过一段时间 溶液的pH明显减小的是 答案D 2 2018 宜昌期末 用图甲装置电解一定量的CuSO4溶液 M N为惰性电极 电解过程实验数据如图乙所示 横轴表示电解过程中转移电子的物质的量 纵轴表示电解过程产生气体的总体积 下列说法不正确的是 A A点所得溶液
3、只需加入一定量的CuO固体就可恢复到起始状态B 电解过程中N电极表面先有红色物质生成 后有气泡产生C Q点时M N两电极上产生的总气体在相同条件下体积相同D 若M电极材料换成Cu 则电解过程中CuSO4溶液的浓度不变 解析惰性材料作电极 在阳极上H2O先放电 即阳极的电极反应式为2H2O 4e O2 4H 在阴极 Cu2 先放电 即阴极的电极反应式为Cu2 2e Cu P点后 气体体积突然增大 说明P点Cu2 消耗完全 P点后 阴极的电极反应式是2H 2e H2 即A点是电解完CuSO4后 又电解了一部分水 应加入CuO和H2O 或Cu OH 2 才能恢复到原来的状态 故A说法错误 N极接电源
4、的负极 N极作阴极 根据选项A的分析 先有红色铜析出 然后出现气体 故B说法正确 Q点的气体来自两个阶段 第一阶段 阳极电极反应式为2H2O 4e 4H O2 阴极电极反应式为Cu2 2e Cu 第二阶段 阳极电极反应式为2H2O 4e 4H O2 阴极反应式为2H 2e H2 P点产生的气体为氧气 其体积为bL 从P点到Q点 第二阶段 阴极产生的气体体积为2bL 阳极产生的气体体积为bL 阳极气体总体积为 b b L 2bL 故C说法正确 若M电极换成Cu 阳极上发生反应Cu 2e Cu2 阴极反应式为Cu2 2e Cu 因此电解过程中CuSO4溶液的浓度不变 故D说法正确 答案A 题组二电
5、解装置分析及电极方程式书写 解析钛电极为阴极 发生还原反应 A项错误 铜作阳极 阳极上铜发生失电子的氧化反应 电极反应式为2Cu 2OH 2e Cu2O H2O OH 由阴极区迁移到阳极区参与反应 离子交换膜应为阴离子交换膜 C项错误 D项正确 由阴极区迁移过来的OH 在阳极全部参与反应 消耗OH pH值减小 B项错误 答案D 4 铅蓄电池在日常生活中应用广泛 回答下列问题 1 铅蓄电池放电时的工作原理为Pb PbO2 2H2SO4 2PbSO4 2H2O 现用如图装置进行电解 电解液足量 测得当铅蓄电池中转移0 4mol电子时铁电极的质量减少11 2g 请回答下列问题 A是铅蓄电池的 极 A
6、g电极的电极反应式是 该电极的电极产物共 g Cu电极的电极反应式是 CuSO4溶液的浓度 填 减小 增大 或 不变 2 铅蓄电池的PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得 反应的离子方程式为 PbO2也可以石墨为电极 Pb NO3 2和Cu NO3 2的混合溶液为电解液制取 阳极发生的电极反应式为 阴极上观察到的现象是 若电解液中不加入Cu NO3 2 阴极发生的电极反应式为 这样做的主要缺点是 易错警示 规避 四个 失分点 1 书写电解池中电极反应式时 要以实际放电的离子表示 但书写总电解反应方程式时 弱电解质要写成分子式 2 要确保两极电子转移数目相同 且注明条件 电解 3 电解水溶液时
7、 应注意放电顺序中H OH 之后的离子一般不参与放电 4 当电解池的电极材料为活性电极时 则阳极为电极本身失电子 不能再用电解规律 题组三电解过程中的定量分析5 用惰性电极电解一定浓度的CuSO4溶液时 通电一段时间后 向所得的溶液中加入0 1molCu2 OH 2CO3后恰好恢复到电解前的浓度和pH 不考虑二氧化碳的溶解 则电解过程中转移电子的物质的量为 A 0 4molB 0 5molC 0 6molD 0 8mol 解析电解硫酸铜时 开始硫酸铜和水反应生成铜 氧气和硫酸 后来电解水生成氢气与氧气 如果只按照第一阶段的电解 反应后只需要加入氧化铜或碳酸铜即可恢复原电解质溶液 而题目中加入的
8、是碱式碳酸铜 相当于加入了0 2mol氧化铜和0 1mol水 而0 1mol水是第二阶段的反应所消耗的 该阶段转移了0 2mol电子 第一阶段转移了0 4mol电子 即一共转移了0 6mol电子 C项正确 答案C 6 2018 华中师大附中期末 用惰性电极电解100mL3mol L 1的Cu NO3 2溶液 一段时间后在阳极收集到标准状况下气体1 12L 停止电解 向电解后的溶液中加入足量的铁粉 充分作用后溶液中Fe2 浓度为 设溶液体积不变 A 3mol L 1B 2 75mol L 1C 2mol L 1D 3 75mol L 1 电解后溶液中硝酸铜的物质的量为0 1L 3mol L 1
9、0 1mol 0 2mol 硝酸与足量的铁反应生成硝酸亚铁 反应方程式为8HNO3 3Fe 3Fe NO3 2 2NO 4H2O 故0 2molHNO3生成Fe NO3 2的物质的量为0 2mol 3 8 0 075mol 硝酸铜与铁反应生成硝酸亚铁 离子方程式为Fe Cu2 Fe2 Cu 故0 2mol硝酸铜生成Fe NO3 2的物质的量为0 2mol 反应后溶液中Fe2 的物质的量为0 2mol 0 075mol 0 275mol 反应后溶液中Fe2 浓度为0 275mol 0 1L 2 75mol L 1 选B 答案B 方法规律 突破电化学定量计算的三种方法 考点二电解原理的应用 频数
10、难度 2Cl 2e Cl2 氧化 2H 2e H2 还原 粗铜 2 电解精炼铜 纯铜 3 电镀铜 铜 待镀金属 4 电冶金 利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na Ca Mg Al等 6O2 12e 3O2 4Al3 12e 4Al 由于AlCl3为共价化合物熔融状态下不导电 所以电解冶炼铝时 电解的为熔点很高的氧化铝 为降低熔点 加入了助熔剂冰晶石 Na3AlF6 而且电解过程中 阳极生成的氧气与石墨电极反应 所以石墨电极需不断补充 1 源于教材电解原理的基本判断 1 电镀铜和电解精炼铜时 电解质溶液中c Cu2 均保持不变 2 电解饱和食盐水时 两个电极均不能用金属材料 3 电解冶炼镁 铝
11、通常电解MgCl2和Al2O3 也可以电解MgO和AlCl3 4 电解精炼时 阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料 5 用Zn作阳极 Fe作阴极 ZnCl2作电解质溶液 由于放电顺序H Zn2 不可能在铁上镀锌 答案 1 2 3 4 5 2 溯源题 2017 课标全国 11 用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密 耐腐蚀的氧化膜 电解质溶液一般为H2SO4 H2C2O4混合溶液 判断下列叙述是否正确 1 待加工铝质工件为阳极 2 可选用不锈钢网作为阴极 3 阴极的电极反应式为 Al3 3e Al 4 硫酸根离子在电解过程中向阳极移动 答案 1 2 3 4 探源 本题源于SJ选修4P18 电解原理应用
12、 及其知识拓展 对电解原理的应用进行了考查 题组一电解原理在物质制备中的应用1 氨是生产氮肥 尿素等物质的重要原料 电化学法是合成氨的一种新方法 其原理如图所示 下列有关说法正确的是 A 图中所示物质中 X为H2 Y为N2B Y参与的电极反应为H2 2e 2H C 当有3molH 通过质子交换膜时 Z的体积为22 4LD 反应过程中左边区域溶液pH逐渐升高 解析根据题图可知 H 向左边电极移动 则左边电极为阴极 右边电极为阳极 合成氨的过程中N2得电子发生还原反应 H2失去电子发生氧化反应 故X为N2 Y为H2 Z为NH3 A项错误 H2在阳极上失电子发生氧化反应 电极反应式为H2 2e 2H
13、 B项错误 未指明温度与压强 无法计算气体体积 C项错误 N2在阴极上得电子发生还原反应 电极反应式为N2 6H 6e 2NH3 故左边区域溶液中H 浓度逐渐降低 溶液pH逐渐升高 D项正确 答案D 2 在电解液不参与反应的情况下 采用电化学法还原CO2可制备ZnC2O4 原理如图所示 下列说法正确的是 答案C 题组二电解原理在环境治理中的应用3 用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫 将所得的混合液进行电解循环再生 这种新工艺叫再生循环脱硫法 其中阴 阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示 下列有关说法不正确的是 A X为直接电源的负极 Y为直流电源的正极B 阳极的电极反应式为4OH
14、4e 2H2O O2 C 图中的b aD 该过程中的产品主要为H2SO4和H2 答案B 4 2017 南师附中模拟 电化学降解法治理水中硝酸盐的污染原理如图所示 下列说法正确的是 答案D 题组三电解原理在物质分离 提纯中的应用5 2018 广州综合测试 用电解法可提纯含有某种含氧酸根杂质的粗KOH溶液 其工作原理如图所示 下列有关说法错误的是 A 阳极反应式为4OH 4e 2H2O O2 B 通电后阴极区溶液pH会增大C K 通过交换膜从阴极区移向阳极区D 纯净的KOH溶液从b口导出 解析阳极区为粗KOH溶液 阳极上OH 失电子发生氧化反应 4OH 4e 2H2O O2 A项正确 阴极上H2O
15、得电子发生还原反应 2H2O 2e H2 2OH 阴极区附近溶液中c OH 增大 pH增大 B项正确 电解时阳离子向阴极移动 故K 通过阳离子交换膜从阳极区移向阴极区 C项错误 阴极区生成KOH 故纯净的KOH溶液从b口导出 D项正确 答案C 考点三金属的腐蚀与防护 频数 难度 2 金属腐蚀的类型 1 化学腐蚀与电化学腐蚀 电化学 2 析氢腐蚀与吸氧腐蚀以钢铁的腐蚀为例进行分析 Fe 2e Fe2 2H 2e H2 O2 2H2O 4e 4OH 吸氧腐蚀 3 金属的防护 1 电化学防护 牺牲阳极的阴极保护法 原电池原理a 负极 比被保护金属活泼的金属 b 正极 被保护的金属设备 外加电流的阴极
16、保护法 电解原理a 阴极 被保护的金属设备 b 阳极 惰性金属 2 改变金属的内部结构组成 如制成合金 不锈钢等 3 加防护层 如在金属表面喷油漆 涂油脂 电镀 喷镀或表面钝化等方法 教材图解 LK选修4P21铜锌原电池装置 2 示意图 RJ选修4P86牺牲阳极的阴极保护法示意图以上教材中的两个图示中所说的阳极是指原电池的负极 1 判断正误 SJ选修4 P271改编 1 黄铜 铜锌合金 制作的铜锣不易产生铜绿 2 生铁比纯铁容易生锈 3 铁质器件附有铜质配件 在接触处易生铁锈 4 用锡焊接的铁质器件 焊接处易生锈 答案 1 2 3 4 2 依据教材内容写出钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀生成铁锈的原理 答案铁锈的形成负极 2Fe 4e 2Fe2 正极 O2 4e 2H2O 4OH 2Fe O2 2H2O 2Fe OH 24Fe OH 2 O2 2H2O 4Fe OH 32Fe OH 3 Fe2O3 xH2O 铁锈 3 x H2O 3 溯源题 2017 课标全国 11 支撑海港码头基础的防腐技术 常用外加电流的阴极保护法进行防腐 工作原理如图所示 其中高硅铸铁为惰性辅助阳极 判断下列有关表
