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1、2012届高考化学第一轮复习必修部分讲义第八单元第3讲电解池 金属的电化学腐蚀与防护解读与阐释考纲要求权威解读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。常见的考查形式：电解池的工作原理及电极反应式的书写；有关电化学的计算；判断金属的电化学腐蚀及一般的防腐方法。梳理与整合一、电解原理导学诱思怎样判断原电池与电解池？答：_。教材回归1电解定义使电流通过电解质溶液或熔融电解质而在_两极引起_反应的过程叫做电解。注意：电解不同于电解质的电离，电离是电解的前提；电解质溶液导电的过程，就是电解质溶液的电解过程。2电解池将_
2、能转化为_能的装置叫做电解池。电解池是由_电源、固体电极材料以及电解质溶液或熔融电解质组成。3原理图示原电池和电解池电极的判断是难点也是重点，为了方便记忆，我们可采取口诀的方法记忆：原电池，正负极；电解池，阴阳极；失去电子负(原电池)阳(电解池)极；发生氧化定无疑。二、电解原理的应用导学诱思工业上怎样制取烧碱：_；怎样冶炼金属钠或铝：_；怎样提纯铜：_。教材回归1电解饱和食盐水(1)电极反应阳极：_；阴极：_。(2)电池总反应方程式：_。(3)应用：工业制_、_、_。2电解精炼铜(1)阳极：材料为_；电极反应为_。(2)阴极：材料为_；电极反应为_。3电冶金(电解熔融的NaCl)(1)电极反应
3、阳极：_；阴极：_。(2)电池总反应方程式：_。(3)应用：冶炼钠。三、金属的腐蚀与防护导学诱思下列各烧杯中液体均为海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为_。教材回归1金属腐蚀的本质金属原子_电子变为金属阳离子，金属发生_反应。2化学腐蚀与电化学腐蚀类型化学腐蚀电化学腐蚀概念金属与接触到的干燥气体(如O2、Cl2等)或非电解质液体等直接发生化学反应引起的腐蚀不纯金属与电解质溶液接触，会形成_，_的金属失去电子被氧化腐蚀特点_电流产生_电流产生普遍性金属的_腐蚀比较普遍，而且危害性大，腐蚀速率快3钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀类型析氢腐蚀吸氧腐蚀水膜酸性负极反应正极反应电池反应其他反应_、Fe(OH)3
4、Fe2O3xH2O(铁锈)普遍性_腐蚀更普遍4.金属腐蚀由快到慢的规律电解池的阳极原电池的负极化学腐蚀原电池的正极电解池的阴极。5金属的防护一般有三条途径：(1)改变金属内部组成结构，可以增强金属耐腐蚀的能力，如不锈钢。(2)在金属表面覆盖一层保护层，如油脂、油漆、搪瓷、塑料、电镀金属、氧化成致密的氧化膜，以断绝金属与外界物质接触，达到耐腐蚀的效果。(3)电化学保护法：牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法。理解与深化一、电解池的两极1电解池阴阳极的判断(1)由电源的正负极判断：与电源负极相连的是电解池的阴极；与电源正极相连的是电解池的阳极。(2)由电极现象确定：通常情况下，在电解池中某一
5、电极若不断溶解或质量不断减少，该电极发生氧化反应，为阳极；某一电极质量不断增加或电极质量不变，该电极发生还原反应，为阴极。(3)由反应类型判断：失电子发生氧化反应的是阳极；得电子发生还原反应的是阴极。2放电顺序及产物阳极：如果阳极是活泼金属单质(金属活动顺序中Ag以前的金属)材料，则阳极金属电极失电子变成对应的阳离子进入溶液(Fe变成Fe2)，电解质溶液中的阴离子不失电子；如果阳极是惰性电极(Pt、Au、石墨)材料，应是溶液中的阴离子失电子，其放电顺序如下：S2IBrClOH含氧酸根(含氧酸根在水溶液中不放电)。阴极：阳离子的放电顺序为AgCu2HFe2Zn2，所以活泼金属阳离子如(K、Ca2
6、、Na、Mg2、Al3)在水溶液中不放电，是H放电。3电解池电极反应式的书写(1)书写电解池电极反应式时，要以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写分子式。如电解Na2SO4溶液：阳极反应为4OH4e=O22H2O，阴极反应为4H4e=2H2，总反应为2H2O2H2O2。(2)书写电解池电极反应式与原电池电极反应式的书写步骤相似。首先要判断电解池的阴阳极，然后根据放电顺序判断电极反应并进行书写，以铅蓄电池充电时的反应为例，总反应为PbPbO22H2SO42PbSO42H2O，电极反应式的书写步骤如下：阴极反应为PbSO42e=PbPbSO42e=PbSO阳极反应为PbSO4
7、2e=PbO2PbSO42e=PbO2SOPbSO42H2O2e=PbO2SO4H(也可以用总反应式减去阴极反应式得到阳极反应式)【例1】 (改编组合).(2010山东理综)(1)以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应为_。(2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是_。.(2010天津理综)用Al单质作阳极，石墨作阴极，NaHCO3溶液作电解液进行电解，生成难溶物R，R受热分解生成化合物Q。写出阳极生成R的电极反应式：_。二、电解类型及有关计算1用惰性电极电解电解质溶液类型电极反应特点实例电解对象电解质浓度pH电解质溶液复原电解水型阴极：4H
8、4e=2H2阳极：4OH4e=2H2OO2NaOH水增大增大水H2SO4水增大减小水Na2SO4水增大不变水电解电解质型电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电HCl电解质减小增大氯化氢CuCl2电解质减小略增大氯化铜放H2生碱型阴极：H2O放H2生碱阳极：电解质阴离子放电NaCl电解质和水生成新电解质增大氯化氢放O2生酸型阴极：电解质阳离子放电阳极：H2O放O2生酸CuSO4电解质和水生成新电解质减小氧化铜2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pH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
9、括为下列三种方法：(1)根据电子守恒法计算：用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电荷量等类型的计算，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比例式计算。(3)根据关系式计算：根据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。【例2】 (2011北京育园中学测试)用惰性电极实现电解，下列说法正确的是()。A电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变B电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH，故溶液pH减小C电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为12D电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出
10、产物的物质的量之比为11对点训练用惰性电极电解M(NO3)x的水溶液，当阴极上增重a g 时，在阳极上同时产生b L氧气(标准状况)，则可知M的相对原子质量为 ()。A. B.C. D.实验与探究电解法制备物质我们在工业生产及实验室中经常应用电解来制备一些物质，如氢气、氯气、钠、镁、铝等，所以高考题中经常出现有关电解生成物质的分离提纯、物质的检验、物质的制备及化学工艺综合考查题目。实验典例1惰性电极2直流电源3.离子交换膜4冷却水(2010四川理综)碘被称为“智力元素”，科学合理地补充碘可防止碘缺乏病。碘酸钾(KIO3)是国家规定的食盐加碘剂，它的晶体为白色，可溶于水。碘酸钾在酸性介质中与过氧
11、化氢或碘化物作用均生成单质碘。以碘为原料，通过电解制备碘酸钾的实验装置如图所示。请回答下列问题：(1)碘是_(填颜色)固体物质。(2)电解前，先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液，溶解时发生反应3I26KOH=5KIKIO33H2O，将该溶液加入阳极区。另将氢氧化钾溶液加入阴极区，电解槽用水冷却。电解时，阳极上发生反应的电极反应式为_；阴极上观察到的实验现象是_。(3)电解过程中，为确定电解是否完成，需检验电解液中是否有I。请设计一个检验电解液中是否有I的实验方案，并按要求填写下表。要求：所需药品只能从下列试剂中选择，实验仪器及相关用品自选。试剂：淀粉溶液、碘化钾淀粉试纸、过氧化氢溶液、稀硫酸。实验方法实验现象及结论(4)电解完毕，从电解液中得到碘酸钾晶体的实验过程如下：步骤的操作名称是_，步骤的操作名称是_。步骤洗涤晶体的目的是_。答案与解析梳理与整合一、导学诱思从装置图上判断原电池没有外接电源，而电解池需要外接电源；从能量角度判断：原电池是把化学能转化为电能，而电解池是把电能转化为化学能；从反应的自发性角度判断：原电池中发生的是能自发进行的氧化还原反应，而电解池中发生的一般是不能自发进行的氧化还原反应教材回归1阴、阳氧化还原2
