《2022届新高考化学一轮复习电解池金属的腐蚀与防护学案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022届新高考化学一轮复习电解池金属的腐蚀与防护学案（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3讲 电解池、金属的腐蚀与防护主干知识 知识桎理考向突破最新考纲命题统计1.理解电解池的构成、工作原理及应用。2.能书写电极反应和总反应方程式。3.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。频度5432i;/2015 2016 2017 201B 2019 年份素养落地：能多角度、动态地分析电解池中发生的反应，并运用电解池原理解决实际问题；肯定电解原理对社会发展的重大贡献，具有可持续发展意识和绿色化学观念，能对与电解有关的社会热点问题做出正确的价值判断。考点一电解原理 知识梳理1.电解定义使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化反应和还原反应的过程。2.能量转化形
2、式电能转化为化学能。3.电解池(1)构成条件有与电源相连的两个电极。电解质溶液(或熔融盐)。形成闭合电路。(2)电极名称及电极的反应式(如图)电源t 1电极名称：幽 反应类型：氧化反应业极反应式i2 c r-2 e-=c l2 t卜也极I 电极名称：阴极、j 1jj 反 应 类 型:函 反 应L il极反应式：Cu+2e-=CuC f .C U d溶液(3)电子和离子的移动方向(惰性电极)4 .电解过程(1)首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。(2)再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组。(3)然后排出阴、阳两极的放电顺序阴极：阳离子放电顺序A g+之现3+N CU
3、2+2H+(酸)N F e 2+?Z n 2+旦+(水)Mg2+Na+Ca2+阳极：活泼电极S2-I-BI-C I-O I 最高价含氧酸根离子。分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。(5)最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。5 .惰性电极电解电解质溶液的产物判断(图示)阴离子放也生碱型S2电解电解质型（如NaCC MgBrI 等 B r（如CUCI八 HeI 等）ClFp2+中 阳子Na+Mg2 Zn2*OHCu2f Fe Ag+电解水型 NO;放O?生酸型（如 HSOs、NaOH4S o f（如 CUSO八 AgNO1等）Na2SO 等）名师提示你
4、L不要忘记水溶液中的H卡 和 0 H，不要把H+、O H-误加到熔融电解质中。2.最常用的放电顺序：阳极：活泼金属(一般指P t、AU以外的金属)C 1-O E;阴极：A g+F e3+C u2+H+,但如果离子浓度相差十分悬殊，离子浓度大的也可以先放电，如理论上H卡 的放电能力大于Z i?+,如果溶液中C(Z2+)C(H+),则先在阴极上放电的是ZE+,例如铁上镀锌时，放电顺序：Z n2+H+o 考向突破考 向 一 电 解原理分析命题角度1对电解原理的理解 题目设计I.判断正误(正确的打“J”，错误的打“义”)(1)电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程(J)(2)电解C U C I
5、 2 溶液，阴极逸出的气体能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色(X)(3)电解时，电子的移动方向为：电源负极一阴极一阳极一电源正极(X)(4)电解盐酸、硫酸等溶液，H 放电，溶液的P H 逐渐增大(X)用惰性电极电解C u SO4溶液一段时间后，加入C u(O H)2可使电解质溶液恢复到电解前的情况(X)命题角度2通过对电解装置的正确分析，掌握电解原理 命题素材下列是四套不同介质的电解装置，通电后在A装置石墨电极a和 b附近分别滴加一滴石蕊溶液。题目设计2.(1)在 A装置中，N a+、SO r如何移动？石墨a 周围溶液颜色如何改变？石墨b周围溶液颜色如何改变?(2)根据四套装置的电极反应，分析电
6、解一段时间后，四套装置溶液的PH如何变化？提 示(I)N a+移向阴极(石墨a),SO 厂移向阳极(石墨b),石墨a 附近由于H 卡 放电(2 H 2 +2 e-=H2 f +2 0 H )溶液呈碱性，石蕊显蓝色，石墨b附近由于O H 一 放电(2H2O4e=2 f+4H+)溶液呈酸性，石蕊显红色。(2)A装置PH不变，B装置总反应为C u+2H2O tcu(O H)2 +H2 ,消耗水使OPT浓度增大，溶液的PH增大，C装置，电解食盐水，生成NaOH使溶液的PH增大，D装置，电解硫酸铜实质是电解水和硫酸铜，水中的OH一放电使溶液中的H+浓度增大，溶液的PH减小。考向二电解规律的理解与应用命题
7、角度1通过电解规律实现非自发反应 题目设计3.根据金属活动性顺序表，CU和稀H2SO4不反应，怎样根据电解规律实现CU和稀H2SO4反应产生H 2?写出电极反应，画出装置图。提示 铜作阳极，石墨作阴极，稀硫酸为电解液。电极反应：阳极：Cu-2e=C u2+阴极：2H+2e=H2 I装置图(右图)命题角度2通过电解规律判断电解后溶液的酸碱性变化 题目设计4.根据用惰性电极电解电解质溶液的四种类型，判断电解一段时间后，溶液的PH的变化类型化学物质PH变化放。2生酸型CUSO4、AgNO3、Cu(NO3)2放H2生碱型K e1、CaCl2电解电解质型CuCl2二HCl提示 从上到下依次为 减小、增大
8、、增大、不变、增大、减小电解H2O 型NaNo3、Na2SO4 K2SO4KOHHNo3命题角度3电解后，电解液复原问题分析 题目设计5.若用惰性电极电解CUSO4溶液一段时间后，需加入98gCu(OH)2固体，才能使电解质溶液复原，则这段时间，整个电路中转移的电子数是多少？提 示 98gCu(OH)2的物质的量为Im o l,相当于电解了 Im oI的CUSO4后，又电解了 ImOl的水，所以转移的电子数为2NA+2NA=4NA0命题角度4通过电解规律，理解电解过程，书写电极反应 命题素材根据对电解规律的理解，用惰性电极电解3 molLl NaCl和 1 molL r CuSO4的混合溶液，
9、可看作三个电解阶段。题目设计6.第一阶段：相当于电解 溶液，电极总反应_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _;第二阶段：相当于电解 溶液，电极总反应_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _；第三阶段：相当于电解 溶液,电极总反应_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
10、 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _O提示 1 molL 1 CuCh CuCh=Cu Ch t1 molL 1 NaCl 2NaCl+2H2O 2N aO H +H2 t+Cl2 1 molL1 NaOH2H2O O2 +2H2 考点二电解原理的应用 知识梳理1.电解饱和食盐水（1）电极反应阳极反应式：2C一2e=C12 t（氧化反应）阴极反应式：2 H+2 e-H 2 t（还原反应）（2）总反应方程式由解2NaCl+2H2O=2NaOH+H2 +C l2 离子反应方程式：2C1 +2H2O=2OH+H2 Q
11、+C b（3）应用：氯碱工业制烧碱、氢气和氯气阳极：钛网（涂有钛、钉等氧化物涂层）。阴极：碳钢网。阳离子交换膜：只允许阳离子通过，能阻止阴离子和气体通过。将电解槽隔成阳极室和阴极室。2.电解精炼铜(电解花炼铜)r-阳极：粗铜（两极材料H-阴 极:纯铜-阳极（含Zn、N i、A g、AU等杂质）-两极反应卜CU-2e-=C M+（主要反应）*（ZSZ%*V*-*V*w*VV*w*X*-阴极：Cu2*+2e：=C u3.电镀铜电镀铜I-阳极：铜两极材料一J 阴极：待镀金属碉 液 含镀层金属阳离子的电解质溶液L 阳极：Cu 2屋-C u ,电极反应一一阴极：Cu 2e-Cu Z k-.*4.电冶金利
12、用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca,Mg、Al等二总方程式阳极、阴极反应式冶炼钠2NaCl（熔融）皂 蛆2Na+Cb t2C-2 e-=C h 2Na+2e-=2Na冶炼镁MgeI2（熔融）里 鲤Mg+Cb I20 2e=C h tMg2+2e=M g冶炼铝2AI2O3（熔融）里 处4Al+3Ch I6。2一 一 12一=3。2 t4A +I2 e l=4 AI名师提示你由 于AlCh为共价化合物，熔融状态下不导电，所以电解冶炼铝时，电解的为熔点很高的氧化铝，为降低熔点，加入了助熔剂冰晶石(Na3AlF6);而且电解过程中，阳极生成的氧气与石墨电极反应，所以石墨电极需不断补充。考向突破
13、考向一电解原理的常规应用命题角度1对电解原理的常规应用做出判断 题目设计1.判断正误(正确的打“J”，错 误 的 打“义”)电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中C(CU2+)均保持不变(X)(2)电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料(X)(3)电解冶炼镁、铝通常电解MgCl2和Al2O3,也可以电解MgO和AlCl3(X)(4)电解精炼铜时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料(J)(5)用Zn作阳极，Fe作阴极，Znel2溶液作电解质溶液，由于放电顺序H+ZI?+,不可能在铁上镀锌(X)命题角度2对电解原理应用的装置分析 命题素材下面是两套电解应用的常规装置电镀铜实验装置甲 乙 题目设计2
14、.(1)请分析两装置中各电极的质量变化？请分析两装置中电解质溶液浓度的变化？提 示(1)甲图中铜片质量减小，铁制品质量增加；乙图中粗铜质量减小，精铜质量增加(2)甲图中C US o 4 溶液浓度几乎未变化，因为阳极溶解多少铜，阴极就析出多少铜;乙图中C US O 4 溶液浓度逐渐变小，因为粗铜中混有Z n、F e等杂质，放电后转化成 Z i?+、F e?等离子，止 匕 时 C/会转化为C u,造成C US o 4 溶液浓度减小考向二电解原理在工农业生产中的应用命题角度1通过电解原理，形成致密氧化膜，提高抗腐蚀性 命题素材用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H
15、2 S O 4 H 2 C 2 O 4 混合溶液。题目设计3 .待加工铝质工件应作阳极还是阴极？写出电极反应式。提示 铝质工件应作阳极 阳极2 A l-6 e-+3 H 2=A 1 2 3+6 H 阴极6 H+6 e=3H2 总反应 2 A l+3 H 2 A b 3+3 H 2 t命题角度2应用电解原理制备新物质 命题素材用惰性电极电解法可制备硼酸 H 3 B O 3 或 B(O H)3 ,其工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子和阴离子通过)ONaOH NaB(OH)1 H3BO3 稀硫酸稀溶液 浓溶液 稀溶液 题目设计4.分析制备原理，并写出产品室发生的反应。提示 由图可知，b电极
16、为阳极，电解时阳极上水失电子生成02和H+,a电极为阴极，电解时阴极上水得电子生成H2和0H，原料室中的钠离子通过阳膜进入a极室，B(OH)4通过阴膜进入产品室，b极室中氢离子通过阳膜进入产品室，B(OH)入H 发生反应生成H3BO3。产品室发生的反应为B(OH)4+H=H3BO3+H?0命题角度3应用电解原理治理污染 命题素材某些无公害免农药果园利用如图所示电解装置，进行果品的安全生产，解决了农药残留所造成的生态及健康危害问题。Fl直流电源户I碱性水KcI溶液().02 moIL离广交换膜 题目设计5.说出离子交换膜的类型，以 及“酸性水”的成分及作用。提 示 由装置图可知，左侧产生酸性水，为氯离子放电，产生氯气，溶于水生成盐酸、次氯酸，具有强氧化性，能杀菌消毒。右侧产生碱性水，为氢离子放电，产生氢氧根所致，钾离子通过交换膜由左端(阳极区)迁移到右端(阴极区)与氢氧根结合生成氢氧化钾，所以交换膜为阳离子交换膜。骁微专题拓展拾遗：电化学装置中的交换膜知识拓展1交换膜的功能使离子选择性定向迁移(目的是平衡整个溶液的离子浓度或电荷)。2.交换膜在中学电化学中的作用(1)防止副反应的发生，避
