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1、 高考化学 第 讲 电解池 金属的电化学腐蚀与防护 对应学生用书起始页码 页 考纲要点命题规律备考策略 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 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 本讲的主要考查内容有 电解池的工作原理 如电解池阳 阴极的判断 电极反应式的书 写及溶液 的变化等 电解规律及其应用 如氯碱工业 粗铜的精炼 电镀等 金属发生电化学腐蚀的原因和防止金属腐蚀的措施 题型有选择题 填空题 如 年福建理综 年山东理 综 等 复习备考时 应注重 电解原理的实质 从氧化 还原反应的角度认识电化 学 注重与元素及其化合 物 有机化学 电 解质 溶
2、液 化学实验设计 新能源 等知识的联系 对应学生用书起始页码 页 题组一 电解的原理 电解 使 电流 通过电解质溶液 或熔融的电解质 而在 阴 阳 两极引起 氧化还原反应 的过程 能量转化形式 电能 转化为 化学能 电解池 构成条件 直流电源 与 电源 相连的两个电极 电解质溶液 或 熔融盐 形成 闭合回路 电极名称及电极反应式 如图 电子 离子移动方向 电子 从电源 负极 流向电解池的 阴极 从电解池的 阳极 流向电源的 正极 离子 阳离子移向电解池的 阴极 阴离子移向电解池的 阳极 电解原理的应用 电解饱和食盐水 阳极 阴极 总反应 通电 应用 氯碱工业制 电镀 上镀 阳极 镀层金属 反应
3、 阴极 待镀金属 反应 电镀液 含 的溶液 电冶金 以冶炼 为例 阴极 阳极 总反应 熔融 通电 题组二 金属的腐蚀和防护 化学腐蚀和电化学腐蚀的比较 类型化学腐蚀电化学腐蚀 条件 金属与接触到的物 质直接反应 不纯的金属接触到电解质溶液 发生 原电池 反应 现象金属被腐蚀较活泼金属被腐蚀 区别无电流产生有微弱电流产生 实质与联系 实质都是金属原子失去电子被氧化而损耗 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 危害更大 腐蚀速率更快 电化学腐蚀的分类 钢铁腐蚀 类型析氢腐蚀吸氧腐蚀 水膜性质水膜呈 酸性 水膜呈弱酸性或中性 负极反应 正极反应 其他反应 及产物 联系普遍性 吸氧腐
4、蚀更普遍 金属的防护 原电池原理 习惯称为 牺牲阳极 的阴极保护法 电解池原理 习惯称为 外加电流 的阴极保护法 改变金属内部结构 如不锈钢 加保护层 如电镀等 第 讲 电解池 金属的电化学腐蚀与防护 题组一 电解的原理 如图所示的装置能够组成电解池的是 答案 中酒精不是电解质溶液 中无直流电源 中 没有形成闭合回路 用铂电极电解一定浓度的下列物质的水溶液 在电解后的电解 液中加适量水 能使溶液恢复到电解前浓度的是 答案 加适量水能使溶液恢复到电解前的浓度 则电解 的实质是电解水 故选项 符合 下图为相互串联的甲 乙两个电解池 为直流电源的两个 电极 电解过程中 发现石墨电极附近先变红 请回答
5、 电源 极为 极 填 正 或 负 乙池中 电极 上的电极反应式为 甲池若为电解精炼铜的装置 其阴极增重 则乙池中 阴极上放出的气体在标准状况下的体积为 电路 中通过的电子为 在 的情况下 若乙池剩余溶液的体积仍为 则 电解后所得溶液 答案 正 解析 由题意得 极为正极 电极为电解池的阳极 电极反应式为 甲池的阴极电极反应式 乙池的阴极电 极反应式 由电子守恒得 则 通电 电解后所得溶液中 题组二 金属的腐蚀和防护 判断下列说法是否正确 纯银器在空气中因化学腐蚀表面渐渐变暗 金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍 金属腐蚀就是金属失去电子被还原的过程 铜板上的铁铆钉处在潮湿的空气中直接发生反应 继而形
6、成铁锈 铜在酸性环境中易发生析氢腐蚀 生铁浸泡在食盐水中发生析氢腐蚀 当镀锡铁制品的镀层破损时 镀层仍能对铁制品起保护作 用 牺牲阳极的阴极保护法是利用电解原理防腐蚀 将水库中的水闸 钢板 与外加直流电源的负极相连 正极 连接到一块废铁上可防止水闸被腐蚀 将钢闸门与浸入海水的锌块用导线相连 可防止钢闸门 被腐蚀 答案 下列叙述不正确的是 生铁中含有碳 抗腐蚀能力比纯铁弱 用锡焊接的铁质器件 焊接处易生锈 在铁制品上镀铜时 镀件为阳极 铜盐溶液为电镀液 铁管上镶嵌锌块 铁管不易被腐蚀 答案 生铁中含有碳 可以形成原电池加快铁的腐蚀 故生铁抗腐蚀能力比纯铁弱 项正确 用锡焊接的铁质器件 易形成原电
7、池 铁作负极 加速铁的腐蚀 项正确 镀铜时 镀 件为阴极 铜为阳极 项错误 铁管上镶嵌锌块 易形成原电 池 锌作负极 项正确 下列有关金属的说法正确的是 银器在空气中变暗后一定条件下被还原又会变光亮 当镀锌铁制品的镀层破损时 镀层不能对铁制品起保护作用 不锈钢不生锈是因为表面有保护膜 可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不 受腐蚀 答案 项 当银的化合物又变成单质银时可以变光亮 项 锌比铁活泼 所以镀层破损后仍与铁构成原电池作负极 铁被保护 项 不锈钢不生锈是因为内部结构发生了变化而 具有强的耐腐蚀能力 项 要使地下输油钢管不受腐蚀 应与 直流电源的负极相连 对应学生用书起始页码
8、页 重难一 电解池中电极判定与电极反应式的书写 典例 河南焦作模拟 如图 所示 甲是刚浸过 溶液的石蕊试 纸 两铜片通过导线连接电源两极 在铜片间的滤纸上滴一滴 溶液 通电一段时间后 发现 间的紫红色圆点向 极移动了一段 距离 则与 相连的是电源的 极 可发现滤纸的 极边 沿附近有 色出现 写出 极电极反应式 考查内容 电解池中电极判定与电极反应式的书写 解题关键 解答本题的关键是根据阴 阳离子移动的方 高考化学 向判断电解池的阴 阳极 在电解池中 阴离子向阳极移动 阳 离子向阴极移动 解析 通电一段时间后 间的紫红色圆点向 极移 动了 即 向 极移动 因阴离子向阳极移动 所以 为电 解池的阳
9、极 则与 相连的是电池的正极 阴极区 放电 石 蕊试纸变蓝 为电解池的阳极 由于 作阳极 故电极本身 参与反应 因此电极反应式为 答案 正 蓝 黑龙江大庆模拟 是一种既能杀菌 消毒 又能絮凝净水的水处理剂 其电解制法如图所示 请根据 图示分析 为 填 阴 或 阳 极 其电极反应式为 与铁电极相连的为电源的 极 答案 阳 正 解析 铁元素化合价升高 发生氧化反 应 故铁作阳极 广西桂林月考 课题式研究性学习是培养学生 创造性思维的良好方法 某研究性学习小组将下列装置按下图 所示连接 都是铂电极 是铁电极 将电源接通 后 向乙中滴入酚酞试液 在 极附近显红色 试回答下列 问题 电源 极的名称是 甲
10、装置中电解反应的总化学方程式是 设电解质溶液过量 则同一时间内 电极上参加反 应的单质和生成的单质的物质的量之比是 欲用丙装置将粗铜 含少量铁 锌等杂质 精炼 极材 料应该是 填 粗铜 或 精铜 电解液中原电解质的 物质的量浓度将 填 变大 变小 或 不变 装置丁中的现象是 设甲池中溶液的体积在电解前后都是 当乙池 所产生气体的体积为 标准状况 时 甲池中所生成物质 的物质的量浓度为 答案 负极 电解 粗铜 变小 极附近红褐色变深 解析 电源接通后 向乙中滴入酚酞试液 在 极附 近显红色 说明 极是 放电 极为阴极 为负极 铁为 阳极失电子 溶液中的 得电子 则总反应为 电解 由 可知参加反应
11、的铁和生成的铜的物质的 量相同 阳极 应该为粗铜 其中一些杂质金属放电 导致 溶液中的 浓度减小 由关系式 可知甲池中 所生成的 的物质的量浓度为 阴 阳极的判断方法 根据电源的正负极 离子移动的方向 氧化还原反应的 类型判断 与电源正极相连 阳极 发生氧化反应 阴离子移向 阳离子移向阴极 与电源负极相连 发生还原反应 依据电极质量变化判断 如果电极质量减轻 它一定是阳极 如果质量增加 它一定 是阴极 依据电极产物判断 如果电极上产生 或 它一定是阳极 如果电极上产生 它一定是阴极 依据溶液变化判断 如果电解某中性溶液 如 时某极附近溶液能 使酚酞呈红色 则它是阴极 放电 浓度增大 电解时电极
12、产物的判断 阳极 金属活性电极 电极材料失电子 生成相应的金 属阳离子 惰性电极 阴离子失电子 生成相应的单质或高价 化合物 阴离子放电顺序 含氧酸根离子 阴极 阳离子得电子 生成相应的单质或低价化合物 阳离子放电顺序 酸 水 电极反应式的书写 首先判断阴 阳极 分析电极材料 阳极为金属活性电极 时 电极材料放电 再分析溶液中的离子种类 根据离子放电顺序 分析电 极反应并判断电极产物 写出电极反应式 电解水溶液时 应注意放电顺序中 之后的离子 一般不参与放电反应 电解化学方程式的书写 必须在连接号上标明通电或电解 若只是电解质被电解 电解化学方程式中只写电解质及 电解产物 如电解 溶液 电解
13、若只有水被电解 只写水及电解产物即可 如电解稀硫 酸 溶液 溶液时 化学方程式应写为 电解 若电解质 水同时被电解 则都要写进化学方程式 如 电解饱和食盐水 电解 第 讲 电解池 金属的电化学腐蚀与防护 重难二 电解规律及有关电化学的计算 典例 广东潮州模拟 下图为相互串联的甲 乙两 个电解池 试回答 若甲池利用电解原理在铁上镀银 则 是 依次填电极材料和电极名称 电极反应是 是 依次填电极材料和电极名称 电 极反应是 应选用的电解质溶液是 若甲池阴极增重 且乙池中阴极上一直都有气体产 生 则乙池中阴极上放出的气体在标准状况下的体积是 考查内容 电解规律及有关电化学的计算 解题关键 解答本题的
14、关键是写出电极反应 根据电子 守恒计算 解析 电镀时镀件作阴极 镀层金属作阳极 含有镀层金 属离子的可溶性盐溶液作电镀液 故铁作阴极 银作阳极 电镀 液为硝酸银溶液 甲池中阴极反应为 当阴极增重 时 析出 的物质的量为 则转移电子的物质的量也为 乙池中阴极反应为 根据电子守恒 析出氢气为 在标准状况下体积为 答案 铁 阴极 银 阳极 溶液 用石墨作电极 分别电解下列各物质的溶液 其中只有水被电解的有 答案 解析 只有水被电解 即在阴极上 放电 在阳极上 放电 符合这一要求的是 湖南长沙模拟 从 等中选出适当的离子组成电解质 采用惰性电极对其溶 液进行电解 若两极分别放出 和 电解质的化学式为
15、若阴极析出金属 阳极放出氧气 电解质的化学式 为 若两极分别放出气体 且体积比为 电解质的化学 式为 答案 解析 两极分别放出 和 即 和 放电 实 质是电解 水中的溶质应是起导电作用 它可以是 中的任意一种 但不是 阴极析出金属 即 或 放电 阳极放出 即 放电 水中的溶质可以是 中的任意 一种 两极都生成气体 且气体体积比为 则放电的离子 应是 和 水中的溶质可以是 中的任意一种 用惰性电极电解电解质溶液 类型电极反应特点实例 电解 物质 电解质 溶液 浓度 电解质溶 液复原需 加入的物质 电解 水型 阴 极 阳极 水增大增大水 水增大减小水 水增大不变水 电解 电解 质型 电解质电离出的
16、 阴 阳离子分别在 两极放电 电解质 减小增大氯化氢 电解质 减小 氯化铜 放 生碱型 阴极 放出 阳极 电解质阴离 子放电 电解质 和水 生成新 电解质 增大氯化氢 放 生酸型 阴极 电解质阳离 子放电 阳极 放电 电解质 和水 生成新 电解质 减小氧化铜 有关电化学的计算 原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算 溶液 的计算 相对原子质量和阿伏加德罗常数测定的计算 根据电荷 量求产物的量与根据产物的量求电荷量的计算等 无论哪类计 算 均可概括为下列三种方法 根据得失电子守恒法计算 用于串联电路阴 阳两极产 物 正 负两极产物等类型的计算 其依据是阴 阳极 或正 负 极 得失电子数相等 根据总反应计算 先写出电极反应式 再写出总反应式 最后列比例式计算 根据关系式计算 借得失电子守恒关系建立已知量与未 知量之间的桥梁 建立计算所需的关系式 串联电路中各电极 得失电子数相等 即电路中通过的电量 电子总数 相等 通常 存在下列物质的量关系 原电池 电解池 电镀池的比较 原电池电解池电镀池 定义 将化学能转变为 电能的装置 将电能转变为化 学能的装置 应用电解原理在 金属表面镀一层 其
