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1、海南华侨中学 10. 11,电解池 金属的电化学腐蚀和防护,2011届高三第一轮复习,主要考点：,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、知道电解类型、规律，能进行简单计算，了解电解原理的应用。 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。,1、电解原理：连接电源，使电流通过电解质溶液在阴阳两极上被迫发生非自发氧化还原反应，从而把电能转化为化学能。,一、电解池,2、电解池的构成原理,电能化学,阴极（接外电源负极）,阳极（接外电源正极）,无特殊要求,直流电源、两极、电解液,阴极还原反应: 溶液中离子,阳极氧化反应：惰性电极（溶液中离子） 活性电极
2、（电极本身）,电源正阳 阴电源负,一、电解池,3、电解池的阴阳极判断,根据与原电池（电源）电极的连接判断,与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极,根据电流或电子流动方向判断,电流流入（电子流出）的为阳极 电流流出（电子流入）的为阴极,根据电极反应判断,氧化反应的电极为阳极，还原反应的电极为阴极,根据电解质溶液中阴阳离子移动方向判断,电解池中，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极,一、电解池,4、电解池的电解反应（放电顺序）判断,阳极产物（电极反应）判断,若电极为金属（Ag以前），则电极失电子被氧化溶解,阴极产物（电极反应）判断,若电极为惰性电极，则还原性强的阴离子失电子被氧化,阴离子放电顺序
3、：S2- I- Br- Cl- OH- 含氧酸根,有氧化性的阳离子按氧化性强弱顺序反应,阳离子放电顺序：Ag+ Hg2+ Fe3+ Cu2+ H+ （浓度较大） Pb2+ Sn2+ Fe2+ Zn2+ H+（浓度较小）,一、电解池,5、电解质溶液的电解规律（惰性电极）,练习1写出用石墨作电极电解下列溶液时的电极反应式和总反应方程式，并判断两极的PH变化和整个电解池的PH变化（总结电解规律） CuCl2 HCl CuSO4 H2SO4 KOH K2SO4 NaCl,一、电解池,电解规律（惰性电极）,6、 溶液的酸碱性（或pH值）判断,电极区pH值判断看电极反应,pH的变化根据OH- 、H+ 浓度
4、的变化来判断： 消耗OH- （或产生H+ ），则pH减小 消耗H+ （或产生OH- ），则pH增大,电解质溶液整体pH判断看总反应方程式,7、电化学计算,原则：巧妙利用电路得失电子守恒列关系式计算 得电子总数=失电子总数,一、电解池,8、电解原理应用,氯碱工业-电解饱和食盐水,电极反应：,阴极: 2H+ 2e-=H2 2H2O+ 2e-=H2+2OH- 阳极: 2Cl- - 2e-=Cl2 ,总反应:,问 题,1.食盐水为什么要精制(除Ca2+、Mg2+、SO42-）？,2.两极间为什么要设置离子交换膜?,H2+Cl2=2HCl Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,一、电解池,8
5、、电解原理应用,电镀（阳极溶解的特殊电解） 阳极- 阴极- 电镀液-,例:往Fe上镀Cu，指出电极材料和电解质溶液，写出电极反应式,镀层金属,镀件(待镀金属),含有镀层金属离子。电解液浓度不变。,阳极-Cu Cu-2e-=Cu2+ 阴极-Fe Cu2+2e-=Cu 电镀液-CuSO4溶液(浓度不变),一、电解池,8、电解原理应用,精炼铜（电镀原理）,阳极- 阴极- 电镀液-,阳极-Zn-2e-=Zn2+ Fe-2e-=Fe2+ Ni-2e-=Ni2+ Cu-2e-=Cu2+ 阴极-Cu2+2e-=Cu 电镀液-CuSO4溶液(浓度基本不变),粗Cu(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质),纯C
6、u,CuSO4溶液,一、电解池,8、电解原理应用,冶炼活泼金属 电解法冶炼铝、钠、镁等活泼金属。,以炼铝（电解氧化铝-冰晶石熔融体）为例：,电极反应：,阴极: 4Al3+ 12e-=4Al 阳极: 6O2- - 12e-=3O2 ,总反应：,一、电解池,原电池、电解池、电镀池的比较,化学能转变成电能的装置。,将电能转变成化学能的装置。,应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属的装置。,活动性不同两电极 电解质溶液 形成闭合回路,两电极接直流电源 电极插入电解质溶液 形成闭合回路,镀层金属接电源正极，待镀金属接电源负极 电镀液须含有镀层金属的离子,负极：较活泼金属； 正极：较不活泼金属(或能导
7、电的非金属等),阳极：电源正极相连 阴极：电源负极相连,阳极：镀层金属； 阴极：镀件,负极：氧化反应 正极：还原反应,阳极：氧化反应 阴极：还原反应,阳极：氧化反应 阴极：还原反应,二、金属的电化腐蚀和防护,化学腐蚀,电化 腐蚀,原电池腐蚀,电解腐蚀,金属腐蚀的实质：M ne-=Mn+,金属直接被氧化剂氧化,金属作负极,吸氧腐蚀（酸性较弱）,金属作阳极,析氢腐蚀（酸性较强）,1、金属的原电池腐蚀,以钢铁腐蚀为例 负极: 正极,Fe-2e-=Fe2+,2H+ 2e-=H2(析氢腐蚀-酸性较强),2H2O+O2+4e-=4OH-(吸氧腐蚀-酸性较弱),溶液中的反应:,Fe2+2OH-=Fe(OH)
8、2 4Fe(OH)2 +O2+2H2O=4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O,二、金属的电化腐蚀和防护,2、金属腐蚀的快慢,电解腐蚀原电池腐蚀化学腐蚀有防护的腐蚀,3、金属腐蚀的防护,牺牲阳极的阴极保护法：与被保护金属连接更活泼金属让被保护金属作正极,外接电源保护法:被保护金属与电源负极 相连作阴极,二、金属的电化腐蚀和防护,4、防腐措施由好到坏的顺序如下： 外接电源的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法有一般防腐条件的腐蚀无防腐条件的腐蚀,二、金属的电化腐蚀和防护,1.银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为： 2Ag + Zn(OH)2 Ag2O +
9、 Zn + H2O 在此电池放电时，负极上发生反应的物质是（ ） A、Ag B、Zn(OH)2 C、Ag2O D、Zn,充电 放电,D,巩固练习,2.为探索月球上是否有生命痕迹，科学家用氯化氘 （DCl）和重水（D2O）溶液处理月球上某岩石样品， 若电解这种氯化氘在阳极放出1.12L气体（标准状况， 下同），则同时在另一极放出气体（ ） A、560mL B、1120mL C、0.1g D、0.2g,BD,巩固练习,3.右图中X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a极 质量增加，b极板处有无色无臭气体放出，符合这一情况 的是（ ）,A,巩固练习,4.实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制氯气。
10、已知铅蓄电池放电时发生如下反应： 负极：Pb + SO42 = PbSO4 + 2e 正极：PbO2 + 4H+ + SO42 + 2e = PbSO4 + 2H2O 今制得Cl2 0.050mol，这时电池内消耗的H2SO4的 物质的量至少是（ ） A、0.025mol B、0.050mol C、0.10mol D、0.20mol,C,巩固练习,5.下列装置中的纯锌棒都浸在相同浓度的稀硫酸中， 锌棒腐蚀速度从快到慢的顺序是( ) A B C D ,D,巩固练习,6、用石墨作电极电解AlCl3溶液时,图示的电解液变化曲线合理的是（ ）,pH,7,A,pH,7,B,时间,时间,沉,淀,量,C,沉
11、,淀,量,D,时间,时间,AD,7、熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视.可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物用电解质,CO为阳极燃气,空气与CO2的混合气为阴极助燃气,制得在6500下工作的燃料电池,完成有关的电池反应式: 阳极反应式: , 阴极反应式:O2+2CO2+4e=2CO32- 总电池反应式: .,2CO+2CO32-4e- = 4CO2,2CO+O2=2CO2,8、铂电极电解1LCu(NO3)2和KNO3混合溶液,通电一段时间,两极均产生11.2L(S.T.P)气体.求电解后溶液的pH.,pH= 0,9、今有2H2+O2=2H2O反应,构成燃料电池,以KOH为电解液，则负极应通入_气,正极通入_气, 电极反应为: 负极_ 正极_ 如把KOH改为H2SO4作导电物质则电极反应: 负极_正极_ 和的电解液不同,反应进行后溶液的pH值各有何变化_ 如把H2改为CH4。KOH作电解液，则电极反应为: 负极_ 正极_ 总反应式_,氢,氧,2H2+4OH- -4e-=4H2O,O2+2H2O+4e-=4OH-,2H2-4e-=4H+,O2+4H+4e-=2H2O,变大 变小,CH4+10OH- -8e- =CO32-+7H2O,2O2+4H2O+8e- =8OH-,CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O,再见！,
