《2014高考化学一轮复习技能突破课件 第6章 第3讲《电解池 金属的电化学腐蚀与保护》》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2014高考化学一轮复习技能突破课件 第6章 第3讲《电解池 金属的电化学腐蚀与保护》（104页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1了解电解池的工作原理。 2能写出电极反应和电解总反应方程式。 3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。,第三讲 电解池 金属的电化学腐蚀与保护,1电解池中电极反应式的书写、电极附近溶液酸碱性的变化、电解质溶液中离子的移动、两极上得失电子的守恒关系等。 2电解原理的应用，特别在新型充电电池中的应用。 3电解原理在金属防腐方面的应用。,一、电解原理 1电解让 通过电解质溶液或熔融的电解质，在两个电极上分别发生 和 的过程。 2能量转化形式转化为 。,直流电,氧化反应,还原反应,电能,化学能,3电解池(1)构成条件有与 相连的两个电极；电解质溶液(或 )；形成 。(2)
2、电极名称及电极反应(如图),电源,熔融电解质,闭合回路,(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 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 。,负极,阴极,阳极,正极,阴极,阳极,(1)电解时电子通过电解质溶液吗？(2)电解质溶液导电时，一定会有化学反应发生吗？提示 (1)电解质溶液通电电解时，在外电路中有电子通过，而溶液中是依靠离子定向移动，形成了电流。(2)一定有化学反应发生，因为在电解池的两极有电子转移，发生了氧化还原反应，生成了新物质，所以一定有化学反应发生。,NaOH,H2,Cl2,氯碱工业,2铜的电解精炼(1)电极反应阳极(电极材料为
3、 )：阴极(电极材料为 )：Cu22e=Cu。(2)溶液中各离子浓度的变化阴离子浓度 ；阳离子中Cu2浓度变 ，Zn2、Fe2、Ni2等浓度变 。(3)阳极泥的成分：含有 等贵重金属。,粗铜,精铜,不变,小,大,Ag、Pt、Au,3电镀(1)阳极： ；(2)阴极： ；(3)电镀液：一般用含有 的电解质溶液作电镀液；(4)电镀液浓度： 。,镀层金属,镀件,镀层金属阳离子,保持不变,4电冶金利用电解熔融盐或氧化物的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。(1)冶炼钠：2NaCl(熔融) 2NaCl2电极反应：阳极： ，阴极： 。,2Cl2e=Cl2,2Na2e=2Na,6O212e=3O2,4
4、Al312e=4Al,2Cl2e=Cl2,Mg22eMg,Cu的还原性比H2弱，能否采取一定措施使Cu将酸中的H置换出来？采用什么措施？,三、金属的腐蚀和防护 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(1)化学腐蚀与电化学腐蚀,失去电子,金属阳离子,氧化反应,非金属单质直接,电解质溶液,无,氧化,有微弱,氧化,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：,水膜酸性较强 (pH4.3),水膜酸性很弱或呈中性,Fe2e=Fe2,2H2e=H2,O22H2O4e =4OH,Fe2H=Fe2H2,2FeO22H2O =2Fe(OH)2,吸氧腐蚀,铁锈的形成：4F
5、e(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O(铁锈)(3x)H2O。,3金属的防护(1)电化学防护牺牲阳极保护法 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。,原电池,负极,正极,电解,阴极,阳极,影响金属腐蚀的因素有哪些？提示 影响金属腐蚀的因素包括金属的本性和介质两个方面。就金属本性来说，金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀。介质对金属的腐蚀的影响也很大
6、，如果金属在潮湿的空气中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，都容易被腐蚀。,四个对应1正极和负极对应。2阳极和阴极对应。3失电子和得电子对应。4氧化反应和还原反应对应。,三个相等(1)同一原电池的正、负极的电极反应得、失电子数相 等。(2)同一电解池的阴极、阳极电极反应中得、失电子数相 等。(3)串联电路中的各个电极反应得、失电子数相等。上述三种情况下，在写电极反应式时，得、失电子数要 相等，在计算电解产物的量时，应按得、失电子数相等计 算。,一个原则用惰性电极电解电解质溶液时，若使电解后的溶液恢复 原状态，应遵循“缺什么加什么，缺多少加多少”的原则。 一般加入阴极产物与阳极产物的化合物。 两种技巧
7、 1“三池”的判断技巧原电池、电解池、电镀池判定规律：若无外接电源，可 能是原电池，然后依据原电池的形成条件分析判定，若有外 接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀 池。当阳极金属与电解质溶液中的金属阳离子相同则为电镀 池，其他情况为电解池。,2串联电路中“原电池”与“电解池”的判断若无外接电源，必有一个是原电池，根据原电池的构成条件进行判断，其余是电解池。若有外接电源，则全是电解池。,我的体会这一部分的学习主要是掌握阴、阳两极离子的放电顺序，这样就能正确判断两极产物，书写电极方程式了。解题时要特别注意活性电极作阳极的情况，这种情况是很容易被忽视的。 我的警示原电池中电子由负极经导
8、线流回正极。在电解池中，阳极失去电子，电子经导线流向电源的正极，再从负极流向阴极，两种情况电流方向都与电子的流向相反。,问题征解氯碱工业中阳离子交换膜有什么作用？提示 氯碱工业中阳离子交换膜的作用：将电解槽隔成阴极室和阳极室，它只允许阳离子(Na)通过，而且阻止阴离子(Cl、OH)和气体通过。这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2与NaOH作用生成NaClO而影响烧碱的质量。,必考点44 电极产物的判断与有关反应式的书写 1电解时电极产物的判断“阳失阴得”,2电解池中电极反应式的书写(1)根据装置书写根据电源确定阴、阳两极确定阳极是否是活性金属电极据电极类
9、型及电解质溶液中阴、阳离子的放电顺序写出电极反应式。在确保阴、阳两极转移电子数目相同的条件下，将两极电极反应式合并即得总反应式。,(2)由氧化还原反应方程式书写电极反应式 找出发生氧化反应和还原反应的物质两极名称和反应物利用得失电子守恒分别写出两极反应式。 若写出一极反应式，而另一极反应式不好写，可用总反应式减去已写出的电极反应式即得另一电极反应式。,【典例1】(2011重庆理综，29节选)臭氧是一种强氧化剂，常用于消毒、灭菌等。O3可由臭氧发生器(原理如图)电解稀硫酸制得。,(1)图中阴极为_(填“A”或“B”)，其电极反应式为 _。 (2)若C处通入O2，则A极的电极反应式为_。 (3)若
10、C处不通入O2，D、E处分别收集到x L和y L气体(标准状况)，则E处收集的气体中O3所占的体积分数为_。(忽略O3的分解),解析 观察电解装置图知，特殊惰性电极B上产生了氧气和臭氧，该极失去电子发生氧化反应作阳极，则特殊惰性电极A为阴极，得电子发生还原反应，电极反应式为2H2e=H2；若从C处通入氧气，氧气将参与反应，阴极生成的将是水，电极反应式为O24H4e=2H2O；设y L混合气体中臭氧的体积分数为a，由电子得失守恒有2xya6y(1a)4，解得a(x2y)/y。 答案 (1)A 2H2e=H2 (2)O24H4e=2H2O (3)(x2y)/y,电极反应式的书写“二判二析一写”,【
11、应用1】(2013镇江模拟)CuI是一种不溶于水的白色固体，它可以由反应：2Cu24I=2CuII2而得到。如图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，在KI淀粉溶液中阳极周围变蓝色，则下列说法正确的是 ( )。,解析 电解NaCl溶液(滴有酚酞)，阴极附近变红。若a极变红，则X为电源的负极，Y为正极，故Cu电极为阳极，则Cu2e=Cu2，2Cu24I=2CuII2，淀粉遇碘变蓝；若b极变红，则X极为正极，Pt电极为阳极，则2I2e=I2，淀粉遇碘变蓝，故C正确。 答案 C,必考点45 电解的类型、规律及有关计算 1以惰性电极电解电解质溶液的类型和规律,2电解池中有关量的计算或判断电解
12、池中有关量的计算或判断主要包括以下方面：根据直流电源提供的电量求产物的量(析出固体的质量、产生气体的体积等)、溶液的pH、相对原子质量或某元素的化合价、化学式等。解题依据是得失电子守恒，解题方法如下：,【典例2】在下图中，甲烧杯中盛有100 mL 0.50 molL1 AgNO3溶液，乙烧杯中盛有100 mL 0.25 molL1 CuCl2溶液，A、B、C、D均为质量相同的石墨电极，如果电解一段时间后，发现A极比C极重1.9 g，则,(1)电源E为_极，F为_极。 (2)A极的电极反应式为_， 析出的物质_mol。 (3)B极的电极反应式为_， 析出气体_ mL(标准状况)。 (4)C极的电
13、极反应式为_， 析出的物质_mol。 (5)D极的电极反应式为_， 析出气体_mL(标准状况)。 (6)甲烧杯中滴入石蕊试液，_极附近变红，如果继续 电离，在甲烧杯中最终得到_溶液。,由此可知，两电解池内的电解质均是足量的，故两池电极反应式分别为：A极：4Ag4e=4Ag；B极：4OH4e=2H2OO2；C极：Cu22e=Cu；D极：2Cl2e=Cl2。A、C两极析出物质的物质的量分别为0.025 mol和0.012 5 mol；B极析出O2的体积为：0.006 25 mol22.4 Lmol10.14 L140 mL；D极析出Cl2的物质的量为0.012 5 mol22.4 Lmol10.2
14、8 L280 mL。,答案 (1)负 正 (2)4Ag4e=4Ag 0.025 (3)4OHe=2H2OO2 140 (4)Cu22e=Cu 0.012 5 (5)2Cl2e=Cl2 280 (6)B HNO3,涉及电化学的计算题，可依据电子得失守恒原理，通过“转移电子数相等”之桥，寻找关系式进行计算。 提示 通过4 mol e为桥可构建如下关系式：说明：M为金属，n为其化合价。 当然，也可根据电解池总反应式列比例式求解。,【应用2】(2013合肥调研)将等物质的量浓度的CuSO4和NaCl等体积混合后，用石墨电极进行电解，电解过程中，溶液pH随时间t变化的曲线如下图所示，则下列说法错误的是 ( )。,A阳极先析出Cl2，后析出O2，阴极先产生Cu，后析出H2 BAB段阳极只产生Cl2，阴极只产生Cu CBC段表示在阴极上是H放电产生了H2 DCD段相当于电解水,解析 由于两种溶液的体积相等，物质的量浓度也相等，即溶质的物质的量相等，设CuSO4和NaCl的物质的量各1 mol，电解分3个阶段：第一阶段阳极：1 mol氯离子失1 mol电子，阴极：0.5 mol铜离子得1 mol电 子，因为铜离子水解使溶液显酸性，随着电解的进行，铜离子的浓度降低，酸性减弱，pH将增大。,
