化学反应与能量2

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1、电解池金属的电化学腐蚀与防护 重难点 电解的工作原理及其应用 考纲要求 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 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 电解的原理 形成 1 电解定义 在作用下 电解质在两个电极上分别发生和的过程 2 能量转化形式 转化为 3 电解池 1 构成条件 2 电极名称及电极反应式 如图 有与相连的两个电极 或 电流 氧化反应 还原反应 电能 化学能 电源 电解质溶液 熔融盐 闭合回路 阳极 氧化 2Cl 2e Cl2 阴极 还原 Cu2 2e Cu 电解的原理 3 电子和离子移动方向 电子 从电源流向电解池的 从电解池的

2、流向电源的 离子 阳离子移向电解池的 阴离子移向电解池的 4 分析电解过程的思维程序 1 首先判断阴 阳极 分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极 2 再分析电解质水溶液的组成 找全离子并分阴 阳两组 不要忘记水溶液中的H 和OH 3 然后排出阴 阳两极的放电顺序 阴极 阳离子放电顺序 Ag Fe3 Cu2 H 酸 Fe2 Zn2 H 水 Al3 Mg2 Na Ca2 K 阳极 活泼电极 S2 I Br Cl OH 含氧酸根离子 负极 阴极 阳极 正极 阴极 阳极 电解的原理 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 最重要的放电顺序是 阳极

3、Cl OH 阴极 Ag Cu2 H 3 电解水溶液时 K Al3 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 分析电极反应 判断电极产物 写出电极反应式 要注意遵循原子守恒和电荷守恒 注意 5 最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式 1 用分析电解过程的思维程序分析电解下列物质的过程 并总结电解规律 用惰性电极电解 2 电解过程中放H2生碱型和放O2生酸型的实质是什么 3 1 上表中要使电解后的NaCl溶液复原 滴加盐酸可以吗 2 上表中要使电解后的CuSO4溶液复原 加入Cu OH 2固体可以吗 4 在框图推断中若出现 A H2OB C D 的模

4、式 则A一般可能为什么物质 答案放H2生碱型的实质是水电离出的H 放电 破坏了水的电离平衡 使OH 浓度增大 放O2生酸型的实质是水电离出的OH 放电 破坏了水的电离平衡 使H 浓度增大 答案电解质溶液的复原应遵循 从溶液中析出什么补什么 的原则 即从溶液中析出哪种元素的原子 则应按比例补入哪些原子 1 电解NaCl溶液时析出的是等物质的量的Cl2和H2 所以应通入氯化氢气体 加入盐酸会引入过多的水 2 同理 使CuSO4溶液复原应加入CuO 而加入Cu OH 2也会使溶液的浓度降低 答案CuSO4 NaCl KCl 或AgNO3 要视其他条件而定 递进题组 题组一 题组二 1 2 3 4 5

5、 6 7 8 题组三 A 题组一电解原理和电解规律的考查 解析符合该题条件的电解质应为不活泼金属的含氧酸盐 题组一 题组二 1 2 3 4 5 6 7 8 题组三 B 题组一电解原理和电解规律的考查 题组一 题组二 1 2 3 4 5 6 7 8 题组三 解析加适量水能使溶液恢复到电解前的浓度 则实际是电解水 故只有B项符合条件 D 题组一电解原理和电解规律的考查 题组一 题组二 1 2 3 4 5 6 7 8 题组三 4OH 4e O2 2H2O 4Ag 4e 4Ag 2H 2e H2 2Cl 2e Cl2 2H 2e H2 Fe 2e Fe2 2H 2e H2 Cu 2e Cu2 题组一

6、题组二 1 2 3 4 5 6 7 8 题组三 题组二电极反应式 电解总方程式的书写 题组二电极反应式 电解总方程式的书写 2Al 6e 3H2O Al2O3 6H 题组一 题组二 1 2 3 4 5 6 7 8 题组三 题组二电极反应式 电解总方程式的书写 2Cu 4I 4e 2CuI I2 铜电极逐渐溶解 有白色沉淀产生 溶液变为蓝色 题组一 题组二 1 2 3 4 5 6 7 8 题组三 1 电解方程式的书写步骤 以写出用石墨作电极电解CuSO4溶液的电极反应式及总的电解方程式为例 2 规避电解池中方程式书写的3个易失分点 题组三与酸 碱 盐的电解有关的实验设计 题组一 题组二 1 2

7、3 4 5 6 7 8 题组三 Mg2 2OH Mg OH 2 题组三与酸 碱 盐的电解有关的实验设计 题组一 题组二 1 2 3 4 5 6 7 8 题组三 用拇指按住管口 取出试管 管口靠近火焰 放开拇指 有爆鸣声 管口有淡蓝色火焰 用拇指按住管口 取出试管正立 放开拇指 将带有火星的木条伸入试管内会复燃 题组三与酸 碱 盐的电解有关的实验设计 题组一 题组二 1 2 3 4 5 6 7 8 题组三 题组三与酸 碱 盐的电解有关的实验设计 题组一 题组二 1 2 3 4 5 6 7 8 题组三 题组三与酸 碱 盐的电解有关的实验设计 湿润的淀粉 KI试纸 黄绿 阴极Cu2 放电后 Cu2

8、与Cl 浓度比值减小 取此浅蓝色固体于试管中 加入硫酸 若溶解且溶液变蓝色 则为Cu OH 2 因为阳极产生的氯气为有毒气体 故后面连接装置可以用于检验与吸收 题组一 题组二 1 2 3 4 5 6 7 8 题组三 题组三与酸 碱 盐的电解有关的实验设计 题组一 题组二 1 2 3 4 5 6 7 8 题组三 电解原理的应用 烧碱 氯气 氢气 电解原理的应用 答案粗铜中往往含有锌 铁 镍 银 金等多种金属杂质 当含杂质的铜在阳极不断溶解时 金属活动性位于铜之前的金属杂质 如Zn Fe Ni等也会同时失去电子 但是它们的阳离子比铜离子难以还原 所以它们并不能在阴极析出 而只能以离子的形式留在电解

9、液里 金属活动性位于铜之后的银 金等杂质 因为失去电子的能力比铜弱 难以在阳极失去电子变成阳离子而溶解 所以当阳极的铜等失去电子变成阳离子溶解之后 它们以金属单质的形式沉积在电解槽底部 形成阳极泥 1 1 电解氯化钠溶液时 如何用简便的方法检验产物 答案阳极产物Cl2可以用淀粉 KI试纸检验 阴极产物H2可以通过点燃检验 NaOH可以用酚酞试剂检验 2 氯碱工业在生产过程中必须把阳极室和阴极室用离子交换膜隔开 原因是什么 答案防止H2和Cl2混合爆炸 防止Cl2与溶液中的NaOH反应 2 电解精炼铜时 阳极泥是怎样形成的 题组训练电解原理的应用 B 1 2 3 0 1mol L 1 B Fe

10、1 2 3 题组训练电解原理的应用 1 2 3 题组训练电解原理的应用 引起水的电离平衡向右移动 使c OH c H 4OH 4e 2H2O O2 小于 D O2 2H2O 4e 4OH H 在阴极附近放电 1 2 3 题组训练电解原理的应用 题组训练电解原理的应用 1 2 3 应对电化学定量计算的三种方法 原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算 溶液pH的计算 相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算 产物的量与电量关系的计算等 1 计算类型 根据得失电子守恒定律关系建立起已知量与未知量之间的桥梁 构建计算所需的关系式 2 方法技巧 1 根据电子守恒计算 用于串联电路中阴阳两极产物 正负两极产

11、物 相同电量等类型的计算 其依据是电路中转移的电子数相等 2 根据总反应式计算 先写出电极反应式 再写出总反应式 最后根据总反应式列出比例式计算 3 根据关系式计算 应对电化学定量计算的三种方法 如以通过4mole 为桥梁可构建如下关系式 式中M为金属 n为其离子的化合价数值 该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值 熟记电极反应式 灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题 提示在电化学计算中 还常利用Q I t和Q n e NA 1 60 10 19C来计算电路中通过的电量 递进题组 题组一 题组二 1 2 3 4 5 题组一电化学的有关基本计算 B 题组一 题组二 1 2 3 4 5

12、题组一电化学的有关基本计算 HNO3 4Ag 4e 4Ag 0 025 正 4OH 4e 2H2O O2 140 负 Cu2 2e Cu 0 0125 2Cl 2e Cl2 280 B 题组一 题组二 1 2 3 4 5 题组一电化学的有关基本计算 题组一 题组二 1 2 3 4 5 题组二分阶段电解的相关计算 A 题组一 题组二 1 2 3 4 5 C 题组一 题组二 1 2 3 4 5 题组二分阶段电解的相关计算 0 6 0 2 0 4 题组一 题组二 1 2 3 4 5 题组二分阶段电解的相关计算 题组一 题组二 1 2 3 4 5 题组二分阶段电解的相关计算 金属的腐蚀和防护 1 化学

13、腐蚀与电化学腐蚀 1 金属腐蚀的本质 金属原子变为 金属发生 2 金属腐蚀的类型 失去电子 金属阳离子 氧化反应 金属的腐蚀和防护 以钢铁的腐蚀为例进行分析 2 析氢腐蚀与吸氧腐蚀 铁锈的形成 4Fe OH 2 O2 2H2O 4Fe OH 3 2Fe OH 3 Fe2O3 xH2O 铁锈 3 x H2O 金属的腐蚀和防护 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 3 金属的防护 1 电化学防护 牺牲阳极的阴极保护法 原理 a 比被保护金属活泼的金属 b 被保护的金属设备 外加电流的阴极保护法 原理 a 被保护的金属设备 b 惰性金属 2 改变金属的内部结构 如制成

14、合金 不锈钢等 原电池 负极 正极 电解 阴极 阳极 1 下列有关金属腐蚀的叙述正确的是 A 金属越纯越不易被腐蚀B 干燥环境下金属不被腐蚀C 铜一定比铁难腐蚀D 金属腐蚀有化学腐蚀和电化学腐蚀 D 2 下列对几种常见的金属防腐方法的描述错误的是 B 解析如果镀层金属比被保护的金属活泼 破损后可构成原电池 仍然能在一定程度上保护金属 B错误 递进题组 题组一 1 2 题组二 3 4 题组一 1 2 题组二 3 4 题组一对金属腐蚀快慢的考查 C 题组一 1 2 题组二 3 4 C 题组一对金属腐蚀快慢的考查 判断金属腐蚀快慢的规律 4 对同一种电解质溶液来说 电解质浓度越大 金属腐蚀越快 1

15、对同一电解质溶液来说 腐蚀速率的快慢 电解原理引起的腐蚀 原电池原理引起的腐蚀 化学腐蚀 有防腐措施的腐蚀 2 对同一金属来说 在不同溶液中腐蚀速率的快慢 强电解质溶液中 弱电解质溶液中 非电解质溶液中 3 活动性不同的两种金属 活动性差别越大 腐蚀越快 题组一 1 2 题组二 3 4 题组二对析氢腐蚀和吸氧腐蚀的考查 Fe 2e Fe2 吸氧 2H2O O2 4e 4OH Fe 2e Fe2 氯化钠溶液 析氢 2H 2e H2 稀硫酸 题组一 1 2 题组二 3 4 C 题组二对析氢腐蚀和吸氧腐蚀的考查 铁片无论是发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀 具支试管内溶液pH均增大 D错 探究高考 明确考向

16、1 2 3 4 5 考题训练 6 7 8 9 探究高考 明确考向 1 2 3 4 5 6 7 8 9 探究高考 明确考向 答案D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 探究高考 明确考向 解析A项 插入海水中的铁棒靠近液面的位置与氧气接触 易发生吸氧腐蚀 B B项开关由M改置于N时 Zn作负极 Cu Zn合金作正极 合金受到保护 C项 接通开关形成原电池 Zn作负极 Zn的腐蚀速率增大 但气体是在Pt电极上生成 D项 Zn MnO2干电池自放电腐蚀主要是Zn发生氧化反应而自放电 1 2 3 4 5 6 7 8 9 探究高考 明确考向 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 探究高考 明确考向 A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 探究高考 明确考向 1 2 3 4 5 6 7 8 9 探究高考 明确考向 答案D 1 2 3 4 6 7 8 9 5 探究高考 明确考向 1 2 3 4 5 6 7 8 9 7 2 B 2Cl 2e Cl2 CO NH2 2 3Cl2 H2O N2 CO2 6HCl 不变 探究高考 明确考向 1 2 3 4 5 6 7 8 9 探究高考 明确考向 1 2 3