《高考化學總復習 考點核心突破 6.3 電解池 金屬的腐蝕與防護課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高考化學總復習 考點核心突破 6.3 電解池 金屬的腐蝕與防護課件（62頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、訓訓練練 高高效效提提能能第三節(jié)電解池金屬的腐蝕與防護第三節(jié)電解池金屬的腐蝕與防護訓訓練練 高高效效提提能能考綱考綱點擊點擊1.了解電解池的工作原理。了解電解池的工作原理。2.了解電解池在實際中應用。了解電解池在實際中應用。3.了解金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因。了解金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因。4.了解金屬腐蝕的危害和防止金屬腐蝕的了解金屬腐蝕的危害和防止金屬腐蝕的措施。措施。訓訓練練 高高效效提提能能考點一電解池的工作原理1電解：使電流通過電解質(zhì)溶液(或熔融的電解質(zhì))而在陰、陽兩極引起_的過程。2電解池(也叫電解槽)(1)概念：電解池是把_的裝置。(2)構成條件有與_相連的兩個電極。_(或_)。形成
2、_?？键c考點核心突破核心突破氧化還原反應氧化還原反應電能轉變?yōu)榛瘜W能電能轉變?yōu)榛瘜W能電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液熔融鹽熔融鹽閉合回路閉合回路電源電源訓訓練練 高高效效提提能能 (3)電極名稱及電極反應式(如圖)訓訓練練 高高效效提提能能 (4)電子和離子移動方向電子：從電源_流向電解池的_；從電解池的_流向電源的_。離子：陽離子移向電解池的_；陰離子移向電解池的_。3分析電解過程的思維程序(1)首先判斷陰、陽極，分析陽極材料是惰性電極還是活潑電極。(2)再分析電解質(zhì)水溶液的組成，找全離子并分陰、陽兩組(勿忘水溶液中的H和OH)。負極負極陰極陰極正極正極陰極陰極陽極陽極陽極陽極訓訓練練 高高效效提提能能
3、 (3)然后排出陰、陽兩極的放電順序陰極：陽離子放電順序：AgFe3Cu2H(酸)Fe2Zn2H(水)Al3Mg2NaCa2K。陽極：活潑電極S2IBrClOH含氧酸根離子。(4)分析電極反應，判斷電極產(chǎn)物，寫出電極反應式，要注意遵循原子守恒和電荷守恒。(5)最后寫出電解反應的總化學方程式或離子方程式。訓訓練練 高高效效提提能能思維拓展分析用惰性電極電解下列物質(zhì)的過程，并總結電解規(guī)律。提示：水水 增大增大 減小減小 H2O 訓訓練練 高高效效提提能能水水 水水 增大增大 增大增大 增大增大 不變不變 H2O H2O 訓訓練練 高高效效提提能能酸酸 鹽鹽 通入通入 HCl氣氣 體體 CuCl2
4、減小減小 減小減小 增大增大 訓訓練練 高高效效提提能能通入通入 HCl氣氣 體體 加加 CuO CuCO3 水和鹽水和鹽 水和鹽水和鹽 增大增大 減小減小 訓訓練練 高高效效提提能能題組一考查電解的原理1(2013北京)用石墨電極電解CuCl2溶液(見右圖)。下列分析正確的是訓訓練練 高高效效提提能能Aa端是直流電源的負極B通電使CuCl2發(fā)生電離C陽極上發(fā)生的反應：Cu22e=CuD通電一段時間后，在陰極附近觀察到黃綠色氣體解析由電解裝置圖可知，Cu2向陰極移動，可知a為電源負極，A項正確；CuCl2電解質(zhì)在水中就能電離成自由移動的Cu2和Cl，B項錯誤；在陽極上發(fā)生氧化反應，其電極反應為
5、2Cl2e=Cl2，C項錯誤；通電一段時間后，應在陽極附近觀察到黃綠色的氣體Cl2，D項錯誤。答案A訓訓練練 高高效效提提能能2(2014成都川師大實外校高三月考成都川師大實外校高三月考)將下圖所示將下圖所示實驗裝置的實驗裝置的K閉合，下列判斷正確的是閉合，下列判斷正確的是訓訓練練 高高效效提提能能解析Zn為負極，Cu為正極，Cu電極上發(fā)生還原反應。b：4OH4e=2H2OO2，呈酸性，不變紅。答案A訓訓練練 高高效效提提能能反思歸納注意電解過程中放電物質(zhì)的分析(1)陰極不管是什么材料，電極本身都不反應，一定是溶液(或熔融電解質(zhì))中的陽離子放電。(2)最常用、最重要的放電順序是：陽極，ClOH
6、；陰極：AgCu2H。(3)電解水溶液時，KAl3不可能在陰極放電，即不可能用電解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金屬。訓訓練練 高高效效提提能能題組二考查電極反應式、電解總反應方程式的書寫3按要求書寫有關的電極反應式及總方程式。(1)用惰性電極電解AgNO3溶液：陽極反應式_；陰極反應式_；總反應離子方程式_。(2)用惰性電極電解MgCl2溶液陽極反應式_；陰極反應式_；總反應離子方程式_。訓訓練練 高高效效提提能能 (3)用鐵作電極電解NaCl溶液陽極反應式_；陰極反應式_；總化學方程式_。(4)用銅作電極電解鹽酸溶液陽極反應式_；陰極反應式_；總反應離子方程式_。訓訓練練 高
7、高效效提提能能訓訓練練 高高效效提提能能4.以鋁材為陽極，在H2SO4溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，陽極電極反應式為_ _。.用Al單質(zhì)作陽極，石墨作陰極，NaHCO3溶液作電解液進行電解，生成難溶物R，R受熱分解生成化合物Q。寫出陽極生成R的電極反應式：_ _。訓訓練練 高高效效提提能能訓訓練練 高高效效提提能能訓訓練練 高高效效提提能能訓訓練練 高高效效提提能能2注意問題(1)書寫電解池中電極反應式時，要以實際放電的離子表示，但書寫總電解反應方程式時，弱電解質(zhì)要寫成分子式。(2)要確保兩極電子轉移數(shù)目相同，且注明條件“電解”或“通電”。(3)電解水溶液時，應注意放電順序中H、OH之后的離
8、子一般不參與放電。訓訓練練 高高效效提提能能題組三考查電解的規(guī)律5(2012海南)下列各組中，每種電解質(zhì)溶液電解時只生成氫氣和氧氣的是AHCl、CuCl2、Ba(OH)2BNaOH、CuSO4、H2SO4CNaOH、H2SO4、Ba(OH)2DNaBr、H2SO4、Ba(OH)2訓訓練練 高高效效提提能能解析考查基本電解原理。電解時只生成氧氣和氫氣，則電解質(zhì)所含陽離子在金屬活動順序表位于銅之前，陰離子不是簡單離子。答案C訓訓練練 高高效效提提能能6用惰性電極電解下列各組中的三種電解質(zhì)溶液，在電解的過程中，溶液的pH依次為升高、不變、降低的是AAgNO3CuCl2Cu(NO3)2BKClNa2S
9、O4CuSO4CCaCl2KOHNaNO3DHClHNO3K2SO4訓訓練練 高高效效提提能能解析由電解規(guī)律可得：類型類型化學物質(zhì)化學物質(zhì)pH變化變化放放O2生酸型生酸型CuSO4、AgNO3、Cu(NO3)2降低降低放放H2生堿型生堿型KCl、CaCl2升高升高電解電解質(zhì)型電解電解質(zhì)型CuCl2升高升高HCl升高升高電解電解H2O型型NaNO3、Na2SO4、K2SO4不變不變KOH升高升高HNO3降低降低答案答案B 訓訓練練 高高效效提提能能考點二電解原理的應用1電解飽和食鹽水陽極：_，陰極：_，2Cl2e=Cl22H2e=H2訓訓練練 高高效效提提能能2電鍍與電解精煉銅電鍍電鍍(Fe上鍍
10、上鍍Cu)電解精煉銅電解精煉銅陽陽極極電極材料電極材料_粗銅粗銅電極反應電極反應Cu2e= Cu2Cu2e=Cu2Zn2e=Zn2Fe2e=Fe2Ni2e=Ni2陰陰極極電極材料電極材料_電極反應電極反應Cu22e=Cu電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液CuSO4溶液溶液注：電解精煉銅時，粗銅中的注：電解精煉銅時，粗銅中的Ag、Au等不反應，沉在等不反應，沉在電解池底部形成陽極泥。電解池底部形成陽極泥。銅銅鐵鐵純銅純銅訓訓練練 高高效效提提能能3電冶金(1)鈉的冶煉總反應：_，陰極反應：_，陽極反應：2Cl2e=Cl2(2)Mg的冶煉總反應：_ (3)Al的冶煉總反應：_2Na2e=2Na訓訓練練 高高效效
11、提提能能思維拓展1(1)電解氯化鈉溶液時，如何用簡便的方法檢驗產(chǎn)物？(2)氯堿工業(yè)在生產(chǎn)過程中必須把陽極室和陰極室用離子交換膜隔開，原因是什么？提示：(1)陽極產(chǎn)物Cl2可以用淀粉KI試紙檢驗，陰極產(chǎn)物H2可以通過點燃檢驗，NaOH可以用酚酞試劑檢驗。(2)防止H2和Cl2混合爆炸，防止Cl2與溶液中的NaOH反應。訓訓練練 高高效效提提能能2電解精煉銅時，陽極泥是怎樣形成的？提示：粗銅中往往含有鋅、鐵、鎳、銀、金等多種金屬雜質(zhì)，當含雜質(zhì)的銅在陽極不斷溶解時，金屬活動性位于銅之前的金屬雜質(zhì)，如Zn、Fe、Ni等也會同時失去電子，但是它們的陽離子比銅離子難以還原，所以它們并不能在陰極析出，而只能
12、以離子的形式留在電解液里。金屬活動性位于銅之后的銀、金等雜質(zhì)，因為失去電子的能力比銅弱，難以在陽極失去電子變成陽離子而溶解，所以當陽極的銅等失去電子變成陽離子溶解之后，它們以金屬單質(zhì)的形式沉積在電解槽底部，形成陽極泥。訓訓練練 高高效效提提能能題組一電解原理在工業(yè)中的應用1利用如右圖所示裝置，當X、Y選用不同材料時，可將電解原理廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)。下列說法中正確的是訓訓練練 高高效效提提能能A氯堿工業(yè)中，X、Y均為石墨，X附近能得到氫氧化鈉B銅的精煉中，X是純銅，Y是粗銅，Z是CuSO4C電鍍工業(yè)中，X是待鍍金屬，Y是鍍層金屬D外加電流的陰極保護法中，Y是待保護金屬解析電解飽和食鹽水時，陰極區(qū)
13、得到H2和NaOH。銅的電解精煉時，應用粗銅作陽極、純銅作陰極；電鍍時，應以鍍層金屬作陽極、待鍍金屬作陰極。答案D訓訓練練 高高效效提提能能2工業(yè)上應用電解法制備物質(zhì)主要有三種：即鋁的工業(yè)制備、氯堿工業(yè)、金屬鈉或鎂的制備。下列關于這三個工業(yè)生產(chǎn)的描述中正確的是A電解法制鎂時一般是電解熔融態(tài)的氯化鎂，但也可用其相應的鹽，如熔融態(tài)的碳酸鎂B電解法生產(chǎn)鋁時，需對鋁土礦進行提純，在提純過程中應用了氧化鋁或氫氧化鋁的兩性C在氯堿工業(yè)中，電解池中的陰極產(chǎn)生的是H2，NaOH在陽極附近產(chǎn)生D氯堿工業(yè)和金屬鈉的冶煉都用到了NaCl，在電解時它們的陰極都是Cl失電子訓訓練練 高高效效提提能能解析A中碳酸鎂高溫分
14、解；C中NaOH是在陰極附近產(chǎn)生；D中在電解時它們的陽極都是Cl失電子。答案B訓訓練練 高高效效提提能能題組二考查電解的相關計算3500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)5.0 molL1，用石墨作電極電解此溶液，當通電一段時間后，兩極均收集到11.2 L氣體(標準狀況)，假定電解后溶液體積仍為500 mL，下列說法不正確的是A原混合溶液中c(K)為3 molL1B上述電解過程中共轉移1 mol電子C電解得到的Cu的物質(zhì)的量為0.5 molD電解后溶液中c(H)為2 molL1訓訓練練 高高效效提提能能答案B訓訓練練 高高效效提提能能4(2014攀枝花米易中學高三月考)下
15、圖所示裝置中，甲、乙、丙三個燒杯依次分別盛放100 g 5.00%的NaOH溶液、500 mL 1.0 molL1 CuSO4溶液和500 mL 1.0 molL1的K2SO4溶液，電極均為石墨電極。訓訓練練 高高效效提提能能(1)接通電源，經(jīng)過一段時間后，乙中c電極質(zhì)量增加12.8 g。據(jù)此回答問題：電源的N端為_極；電極b上發(fā)生的電極反應為_；電極f上生成的氣體在標準狀況下的體積：_；訓訓練練 高高效效提提能能電解前后甲溶液pH變化_(填“升高”或“降低”)簡述其原因：_；電解后要使丙溶液恢復500 mL 1.0 molL1應當向乙溶液加入_(化學式)質(zhì)量_ g。(2)若將乙燒杯改為粗銅的
16、電解精煉。在粗銅電解過程中，粗銅板是乙中_電極(填圖中的字母)；在電極c上發(fā)生的電極反應為_。訓訓練練 高高效效提提能能解析(1)根據(jù)題意，c為陰極，所以M為負極，N為正極。4OH4e=2H2OO2 0.4 mol 0.1 molV(O2)2.24 L。2H2O=2H2OO2 0.2 mol 0.1 mol所以應加水3.6 g。(2)粗銅作陽極，純銅作陰極。訓訓練練 高高效效提提能能答案(1)正4OH4e=2H2OO22.24 L升高因為電解后，水量減少，溶液中NaOH濃度增大故pH升高H2O3.6 g(2)dCu22e=Cu訓訓練練 高高效效提提能能方法規(guī)律電解池中相關量的計算電解池中相關量
17、的計算主要包括以下幾方面：根據(jù)直流電源提供的電量求產(chǎn)物的量(析出固體的質(zhì)量、產(chǎn)生氣體的體積等)、溶液的pH、相對原子質(zhì)量或某元素的化合價、化學式等。解題方法具體如下：訓訓練練 高高效效提提能能訓訓練練 高高效效提提能能考點三金屬的腐蝕與防護1金屬腐蝕的本質(zhì)金屬原子_變?yōu)開，金屬發(fā)生_。2金屬腐蝕的類型(1)化學腐蝕與電化學腐蝕失去電子失去電子金屬陽離子金屬陽離子氧化反應氧化反應訓訓練練 高高效效提提能能類型類型化學腐蝕化學腐蝕電化學腐蝕電化學腐蝕條件條件金屬跟金屬跟_接觸接觸不純金屬或合金跟不純金屬或合金跟_接觸接觸現(xiàn)象現(xiàn)象_電流產(chǎn)生電流產(chǎn)生_電流產(chǎn)生電流產(chǎn)生本質(zhì)本質(zhì)金屬被金屬被_較活潑金屬被
18、較活潑金屬被氧化氧化聯(lián)系聯(lián)系兩者往往同時發(fā)生，兩者往往同時發(fā)生，_腐蝕更普遍腐蝕更普遍非金屬單質(zhì)直接非金屬單質(zhì)直接電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液有微弱有微弱無無氧化氧化電化學電化學訓訓練練 高高效效提提能能(2)析氫腐蝕與吸氧腐蝕以鋼鐵的腐蝕為例進行分析：類型類型析氫腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕吸氧腐蝕條件條件_電電極極反反應應負極負極Fe2e=Fe2正極正極2H2e=H2O22H2O4e=4OH總反應式總反應式Fe2H=Fe2H22FeO22H2O=2Fe(OH)2聯(lián)系聯(lián)系_更普遍更普遍水膜酸性較強水膜酸性較強(pH4.3)水膜酸性很弱或呈中性水膜酸性很弱或呈中性吸氧腐蝕吸氧腐蝕訓訓練練 高高效效提提能能鐵
19、銹 的 形 成 ： 4 F e ( O H )2 O2 2 H2O = = = 4Fe(OH)3,2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O(鐵銹)(3x) H2O。3金屬的防護(1)電化學防護犧牲陽極的保護法_原理a_：比被保護金屬活潑的金屬；b_：被保護的金屬設備。外加電流的陰極保護法_原理a ：被保護的金屬設備；b._：惰性金屬。原電池原電池負極負極正極正極陽極陽極電解電解陰極陰極訓訓練練 高高效效提提能能 (2)改變金屬的內(nèi)部結構，如制成合金、不銹鋼等。(3)加防護層，如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法。訓訓練練 高高效效提提能能思維拓展(1)鋁在空氣中易生成氧化膜而被腐
20、蝕，該過程屬于化學腐蝕還是電化學腐蝕？(2)鋼鐵發(fā)生電化學腐蝕時，負極鐵失去電子生成Fe2還是Fe3？提示：(1)化學腐蝕。鋁與空氣中的氧氣直接反應生成氧化鋁，未產(chǎn)生電流，不是電化學腐蝕。(2)生成Fe2。訓訓練練 高高效效提提能能題組一考查金屬腐蝕的快慢1如圖所示，各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐蝕的速度由快到慢的順序為訓訓練練 高高效效提提能能ABCD解析是Fe為負極，雜質(zhì)碳為正極的原電池腐蝕，是鐵的吸氧腐蝕，腐蝕較慢。其電極反應式：負極Fe2e=Fe2，正極2H2OO24e=4OH。均為原電池，中Fe為正極，被保護；中Fe為負極，均被腐蝕，但Fe和Cu的金屬活潑性差別大于Fe和Sn的，故F
21、eCu原電池中Fe被腐蝕的較快。 訓訓練練 高高效效提提能能是Fe接電源正極作陽極，Cu接電源負極作陰極的電解腐蝕，加快了Fe的腐蝕。是Fe接電源負極作陰極，Cu接電源正極作陽極的電解腐蝕，防止了Fe的腐蝕。根據(jù)以上分析可知鐵在其中被腐蝕由快到慢的順序為。 答案C 訓訓練練 高高效效提提能能2相同材質(zhì)的鐵在下圖中各情形下最不易被腐蝕的是訓訓練練 高高效效提提能能解析A中，食醋作電解質(zhì)溶液，鐵勺和銅盆是相互接觸的兩個金屬極，形成原電池，鐵是活潑金屬作負極；B中，食鹽水作電解質(zhì)溶液，鐵炒鍋和鐵鏟都是鐵碳合金，符合原電池形成的條件，鐵是活潑金屬作負極，碳作正極；C中，銅鍍層將鐵球覆蓋，使鐵被保護，所
22、以鐵不易被腐蝕；D中，酸雨作電解質(zhì)溶液，鐵鉚釘和銅板分別作負極、正極，形成原電池。答案C訓訓練練 高高效效提提能能反思歸納金屬腐蝕快慢的規(guī)律(1)對同一電解質(zhì)溶液來說，腐蝕速率的快慢：電解原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕化學腐蝕有防腐措施的腐蝕。(2)對同一金屬來說，在不同溶液中腐蝕速率的快慢：強電解質(zhì)溶液中弱電解質(zhì)溶液中非電解質(zhì)溶液中。(3)活動性不同的兩種金屬，活動性差別越大，腐蝕越快。(4)對同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)濃度越大，金屬腐蝕越快。訓訓練練 高高效效提提能能題組二考查金屬的防護3(2013北京)下列金屬防腐的措施中，使用外加電流的陰極保護法的是A水中的鋼閘門連接電源的負極B
23、金屬護欄表面涂漆C汽車底盤噴涂高分子膜D地下鋼管連接鎂塊訓訓練練 高高效效提提能能解析水中的鋼閘門連接電源的負極之后，作電解池的陰極，被保護起來，所以采用的是外加電流的陰極保護法；金屬護欄表面涂漆、汽車底盤噴涂高分子膜均使用的是覆蓋保護層法的保護措施；地下鋼管連接鎂塊，鎂作負極，被腐蝕從而起到保護鋼管的作用，所以使用的是犧牲陽極的陰極保護法。答案A訓訓練練 高高效效提提能能4(2012山東)下列與金屬腐蝕有關的說法正確的是訓訓練練 高高效效提提能能A圖a中，插入海水中的鐵棒，越靠近底端腐蝕越嚴重B圖b中，開關由M改置于N時，CuZn合金的腐蝕速率減小C圖c中，接通開關時Zn腐蝕速率增大，Zn上放出氣體的速率也增大D圖d中，ZnMnO2干電池自放電腐蝕主要是由MnO2的氧化作用引起的訓訓練練 高高效效提提能能解析A項，與空氣、海水同時接觸的液面處腐蝕速率最快，A錯誤；B項，由M改置于N后，鋅作原電池的負極，CuZn合金應充當原電池的正極，明顯受到了一定的保護，腐蝕速率減小，B正確；C項，接通開關時，鋅作原電池的負極，腐蝕速率變大，但是氣體不在鋅上(負極)產(chǎn)生，而是在鉑上(正極)產(chǎn)生，C錯誤；D項，ZnMnO2干電池發(fā)生放電反應，導致Zn被腐蝕，主要原因是鋅發(fā)生氧化反應，體現(xiàn)了鋅的還原性，D錯誤。答案B
高考化學總復習 考點核心突破 6.3 電解池 金屬的腐蝕與防護課件
