《2012高三高考化学一轮复习教程6单元3节电解池金属的电化学腐课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2012高三高考化学一轮复习教程6单元3节电解池金属的电化学腐课件（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第六章,化学反应与能量,第 三 讲 电解池 金属的电化学腐蚀与防护,知 识 研 读,(对应学生用书P85),课程解读,知识梳理,一、电解原理 1电解 使_通过电解质溶液在阴、阳两极引起_的过程。 2能量变化 _转化为_。 3电解池的构成 (1)_ 。 (2)_ 溶液或熔融态的_。,直流电,氧化还原反应,电能,化学能,直流电源,电解质,电解质,(3)两个电极 阳极：与电源_相连的电极，发生_反应。 阴极：与电源_相连的电极，发生_反应。 (4)形成闭合回路。 4电子流向 电源正极电解池_电解池_电源负极。 5电极反应式,正极,氧化,负极,还原,阳极,阴极,A极为_，电极反应式为_。 B极为_，电
2、极反应式为_。 总反应式为_。 6离子移动 在电解池内阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动。 二、电解原理应用 1电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气 阳极：_ _。 阴极：_。 总反应：_。,阳极,阴极,2Cl2e=Cl2,Cu22e=Cu,CuCl2 = CuCl2,通电,2NaCl2H2O = 2NaOHH2Cl2,通电,2Cl2e=Cl2,2H2e=H2,2电镀铜或电解精炼铜 (1)两极材料：待镀金属或精铜做阴极，镀层金属或粗铜做_。 (2)电极反应：阳极：_ 阴极：_ 3电解冶炼Na (1)电极反应：阳极：_ 阴极：_ (2)总反应方程式：_ (3)应用：冶炼_等活泼金属。,通电,2NaC
3、l(熔融) = 2NaCl2,Na、Mg、Al,2Na2e=2Na,2Cl2e=Cl2,阳极,Cu2e=Cu2,Cu22e=Cu,想一想1如何设计实验验证电解饱和食盐水的各种产物？ 提示：向饱和食盐水中滴加几滴酚酞，电解后阴极区域溶液变红，证明有NaOH生成；用两支试管分别收集两极气体，阳极的用湿润的淀粉KI试纸验证，阴极的用爆鸣实验验证。,三、金属的电化学腐蚀与防护 1金属的腐蚀 金属与周围的气体或液体物质发生_反应而引起损耗的现象。 (1)化学腐蚀：金属与接触的物质直接发生_而引起的腐蚀。 (2)电化学腐蚀：不纯的金属跟电解质溶液接触发生_反应，较活泼的金属被氧化的腐蚀。 2电化学腐蚀分类
4、 以铁的腐蚀为例,氧化还原,化学反应,原电池,弱酸性,中性,较强酸性,2H2OO24e=4OH,2H2e=H2,Fe2e=Fe2,2HFe=Fe2H2,2FeO22H2O=,3.金属的防护方法 (1)牺牲阳极的阴极保护法原电池原理 在被保护的钢铁设备上装上若干较活泼金属如_，让被保护的金属做原电池的_。 (2)外加电源的阴极保护法电解池原理 用被保护的钢铁设备作_，惰性电极作_，外接直流电源。 (3)其他方法：改变金属内部结构，如_；加涂防护层如_、_、_等方法。 想一想2铁锈是怎样形成的？,锌块,正极,阴极,阳极,不锈钢,喷细漆,涂油脂,喷镀,提示：铁腐蚀后，一般会生成铁锈，其原因是：随着析
5、氢腐蚀进行，溶液中c(H)降到一定浓度后，则发生吸氧腐蚀，发生的反应为：2Fe4e=2Fe2，2H2OO24e=4OH，Fe22OH=Fe(OH)2,4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O(铁锈)(3x)H2O。,考点整合,(即时巩固解析为教师用书独有) 考点一 电解池的电解原理反应式的书写 1电解池电极的判断,灵犀一点： 对电解池阴阳两极的记忆，可用音同字不同加强记忆，如“氧化反应阳极”这一对应关系帮助记忆。也可以利用外接电源正负极来判断。 电解池的阴阳极取决与外接电源的正负极，与电极材料的金属活动性无关。,2电解时电极产物的判断 (1)阳极产物
6、的判断 首先看电极，如果是活性电极(金属活动性顺序表Ag以前)，则电极材料失电子，电极被溶解，溶液中的阴离子不能失电子；如果是惰性电极(Pt、Au、石墨)，则要看溶液中离子的失电子能力，此时根据阴离子放电顺序加以判断，阴离子放电顺序： (2)阴极产物的判断 直接根据阳离子放电顺序进行判断，阳离子放电顺序与金属活动性顺序相反，即： AuAgFe3Cu2HPb2Sn2Fe2Zn2Al3Mg2NaCa2K。,灵犀一点： 电解质溶液的导电过程，就是该溶液的电解过程，是化学变化。 在水溶液中，含氧酸根和活泼金属离子一般不放电，而是OH-和H+放电。,3电极反应式和电解总反应式的书写 (1)电极反应式 确
7、定电极 与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极。 确定电极反应 阳极发生氧化反应。若是活泼金属电极，电极材料放电；若是惰性电极，溶液中阴离子放电。阴极发生还原反应，溶液中的阳离子放电。 写电极反应式 在原子守恒和电荷守恒的基础上写出电极反应式。 (2)电解总反应式,在确保两极转移电子数目相同的条件下，将两电极反应式合并即得总反应式。 总反应式要注明条件：通电。若电解的H或OH来自于H2O，离子方程式中要以水分子的形式书写。 灵犀一点： 电极反应的总方程式等于两电极反应式的加和。 某一电极反应式等于电极反应的总方程式与另一电极反应式的差。 如果在电解的总反应中有非氧化还原反应的因素，则两
8、电极反应式之和就不等于电解反应方程式，如电解食盐水的反应。,【案例1】 (2008全国理综)如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊试液，下列实验现象中正确的是( ) A逸出气体的体积a电极的小于b电极的 B一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体 Ca电极附近呈红色，b电极附近出现蓝色 Da电极附近呈蓝色，b电极附近出现红色,【解析】 本题考查电解放电顺序和电解Na2SO4溶液的结果，中等难度。Na2SO4溶液中存在的阳离子是Na、H，水中H在阴极得电子的产物是无色无味的H2，OH使a极附近的石蕊呈蓝色；Na2SO4溶液中存在的阴离子有
9、、OH，水中的OH在阳极失去电子产生无色无味的O2，H使b附近石蕊呈红色，故选项D正确，B、C不正确。电解Na2SO4溶液的本质是电解水，其电解总方程式为2H2O = 2H2O2，a极逸出H2多于b极逸出的O2，故A不正确。 【答案】 D,电解,【规律技巧】 处理有关电解池两极产物的问题，一定要先看电极，看电极是活性电极还是惰性电极。活性电极在阳极放电，电极溶解生成相应的金属离子，此时阴离子在阳极不放电。对于惰性电极，则只需比较溶液中定向移动到两极的阴阳离子的放电顺序即可。 根据阳离子放电顺序判断阴极产物时，要注意下列三点：a.Fe3得电子能力大于Cu2，但第一阶段只能被还原到Fe2；b.Pb
10、2、Sn2、Fe2、Zn2在一定条件下(即电镀)也能在水溶液中放电；c.Al3、Mg2、Na、Ca2只有在熔融状态下放电。,【即时巩固1】 如图两个装置中，溶液体积均为200 mL，开始时，电解质溶液的浓度均为0.1 mol/L，工作一段时间后，测得导线上都通过了0.02 mol电子，若不考虑溶液体积的变化，则下列叙述中正确的是( ) A中Cu棒为阳极；中Cu棒为负极 B电极上析出物质的质量： C电极反应式：中阳极：4OH4e=2H2OO2；中负极：2H2e=H2 Dc(Cu2)：中不变；中减小,【解析】 由装置特点可知，为电解池，为原电池。A项，中Cu棒与电源正极相连，作阳极；中Cu棒为正极
11、。B项，中Cu棒失电子而溶解变细，Fe棒有Cu析出：Cu22e=Cu；中Cu棒有Cu极出：Cu22e=Cu，Zn棒失电子而溶解变细，显然导线上通过相同的物质的量电子时，中析出的物质的质量相等。C项，中阳极反应为Cu2e=Cu2；中负极反应式为Zn2e=Zn2。D项，为电镀铜，Cu作阳极，溶液中c(Cu2)不变；为ZnCu原电池，Cu2在正极上得电子析出，溶液中c(Cu2)减小。 【答案】 D,考点二 电解电解质溶液的规律及电解的有关计算 1电解类型,2.电解的有关计算 (1)常见计算类型： 两极产物的定量计算(求析出固体的质量、产生气体的体积等)； 溶液pH的计算； 相对原子质量和阿伏加德罗常
12、数测定的计算； 某元素的化合价或确定物质的化学式； 根据电量求产物的量或根据产物的量求电量等。 (2)解答此类问题的常用方法： 守恒法：原子守恒、电量守恒等； 总反应式法；,关系式法，如： 物质(或微粒)： 灵犀一点： 应用得失电子守恒，可以解决有关电极产物的定量关系，同时注意电极产物变化的情况。 应用得失电子守恒，也可以解决电解质溶液的pH的变化、某些离子浓度的变化及晶体的析出等定量问题。,【案例2】 (2008全国理综)电解100 mL含c(H)0.30 mol/L的下列溶液，当电路中通过0.04 mol电子时，理论上析出金属质量最大的是( ) A0.10 mol/L Ag B0.20 m
13、ol/L Zn2 C0.20 mol/L Cu2 D0.20 mol/L Pb2 【解析】 电解含有Zn2、Pb2的溶液，H得电子生成H2，不能析出金属，B、D项错；电解含有Ag的溶液，可得Ag 0.1 molL10.1 L108 gmol11.08 g，电解含有Cu2的溶液，可得铜0.2 molL10.1 L64 gmol11.28 g。 【答案】 C,【规律方法】 解答有关电解的计算，关键是正确判断离子的放电顺序及电极产物。 利用电子守恒法计算时，务必弄清电极(或线路)上通过的电子的物质的量与已知量及未知量之间的关系。,【即时巩固2】按右图的装置进行电解实验，A极是铜锌合金，B极为纯铜，电
14、解质溶液中含有足量的铜离子。通电一段时间后，若A极恰好全部溶解，此时B极质量增加7.68 g，溶液质量增加0.03 g，则A极合金中Cu、Zn的原子个数之比为( ) A41 B31 C21 D任意比 【解析】 B极增加的质量为Cu的质量，其物质的量为0.12 mol，则合金中铜和锌的总物质的量也为0.12 mol。由溶液增加的质量可求得Zn的物质的量为：,ZnCu2=Zn2Cu m 1 mol 1 g x mol 0.03 g 求得x0.03，由此可知合金中Cu的物质的量n(Cu)0.12 mol0.03 mol0.09 mol，所以选项B符合题意。 【答案】 B,考点三 电解原理的应用 1氯碱工业 阳极(放电顺序：ClOH)：2Cl2e=Cl2(氧化反应) 阴极(放电顺序：HNa)：2H2e=H2(还原反应) 在上述反应中，由于H在阴极上得到电子而生成H2，破坏了附近水的电离平衡，促进了水继续电离，结果阴极区溶液中OH
