2016届第2讲 电解池 金属的电化学腐蚀与防护 课件——《金太阳考案》
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高三化学高考备考一轮复习专题电解池金属的腐蚀与防护课件(1)
阳极反应式：
2Cl－－2e－===Cl2↑
阴极反应式：
2Na＋＋2e－===2Na
； 。
(2)冶炼镁
MgCl2(熔融)=电==解==Mg＋Cl2↑
阳极反应式： 2Cl－－2e－===Cl2↑ ；
阴极反应式： Mg2＋＋2e－===Mg
。
(3)冶炼铝
2Al2O3(熔融)N=电a=3=A解=l=F64Al＋3O2↑ 阳极反应式： 6O2－－12e－===3O2↑ ；
题组一 电解原理的理解 1.如图所示，x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板
处有无色无味的气体放出，符合这一情况的是( A )
选项 A B C D
a极板 锌 石墨 银 铜
b极板 石墨 石墨 铁 石墨
x电极 负极 负极 正极 负极
z溶液 CuSO4 NaOH AgNO3 CuCl2
(1)阳极产物的判断 ①活性电极(除Au、Pt以外的金属材料作电极)，电极材料失电子，生成金属阳 离子。 ②惰性电极(Pt、Au、石墨)，要依据阴离子的放电顺序加以判断。 阴离子的放电顺序：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子。 S2－、I－、Br－、Cl－放电，产物分别是S、I2、Br2、Cl2；若OH－放电，则得 到H2O和O2。
5.如图中X为电源，Y为浸透饱和食盐水和酚酞溶液的滤纸，滤纸中央滴有一滴
KMnO4溶液，通电后Y中央的紫红色斑向d端扩散。下列判断正确的是( A )
A.滤纸上 c 点附近会变红色 B.Cu 电极质量减小，Pt 电极质量增大 C.Z 中溶液的 pH 先减小，后增大 D.溶液中的 SO42－向 Cu 电极定向移动
反应 类型
离子 移动
相同点
高考化学一轮总复习课件电解池金属的电化学腐蚀与防护
防护措施
通过保持环境干燥、避免接触卤素离子等方法，可以有效 减缓铜在干燥环境中的腐蚀。
铝制品表面氧化膜保护作用
01
氧化膜形成原理
铝制品在空气中容易被氧化，表面形成一层致密的氧化铝薄膜。这层薄
膜具有保护作用，能够阻止铝进一步被氧化。
02 03
影响因素
氧化铝薄膜的稳定性和保护性能受环境温度、湿度、酸碱度等因素影响 。过高的温度和湿度会破坏氧化膜的稳定性，酸碱度过高也会溶解氧化 膜。
报告撰写
在实验结束后，应及时撰写实验报告。报告应包括实验目的、原理、步骤、数据记录、结果分析和结论 等部分。在撰写报告时，应注意条理清晰、数据准确、分析深入、结论明确。同时，还可以提出改进实 验的建议或展望后续研究方向。
05
知识拓展：其他类型材料腐蚀问题简
介
非金属材料腐蚀现象举例
高分子材料腐蚀
玻璃材料腐蚀
THANKS
感谢观看
述
电解池定义及工作原理
电解池定义
电解池是将电能转化为化学能的装置，通过外加电源使电解 质溶液或熔融电解质中的离子发生定向移动，从而在两极上 发生氧化还原反应。
工作原理
电解池的工作原理基于电解质的电离和离子的定向移动。在 外加电源的作用下，电解质中的阳离子向阴极移动，阴离子 向阳极移动，分别在两极上发生得失电子的氧化还原反应。
快。
防护措施
通过电镀、喷涂油漆、保持环境 干燥等方法，可以有效减缓钢铁
在潮湿环境中的腐蚀。
铜在干燥环境中腐蚀现象
电化学腐蚀原理
铜在干燥环境中不易形成原电池，因此电化学腐蚀不明显 。但在含有氯离子等卤素离子的干燥环境中，铜表面会形 成一层氯化亚铜，导致铜的腐蚀。
影响因素
通过保持环境干燥、避免接触卤素离子等方法，可以有效 减缓铜在干燥环境中的腐蚀。
铝制品表面氧化膜保护作用
01
氧化膜形成原理
铝制品在空气中容易被氧化，表面形成一层致密的氧化铝薄膜。这层薄
膜具有保护作用，能够阻止铝进一步被氧化。
02 03
影响因素
氧化铝薄膜的稳定性和保护性能受环境温度、湿度、酸碱度等因素影响 。过高的温度和湿度会破坏氧化膜的稳定性，酸碱度过高也会溶解氧化 膜。
报告撰写
在实验结束后，应及时撰写实验报告。报告应包括实验目的、原理、步骤、数据记录、结果分析和结论 等部分。在撰写报告时，应注意条理清晰、数据准确、分析深入、结论明确。同时，还可以提出改进实 验的建议或展望后续研究方向。
05
知识拓展：其他类型材料腐蚀问题简
介
非金属材料腐蚀现象举例
高分子材料腐蚀
玻璃材料腐蚀
THANKS
感谢观看
述
电解池定义及工作原理
电解池定义
电解池是将电能转化为化学能的装置，通过外加电源使电解 质溶液或熔融电解质中的离子发生定向移动，从而在两极上 发生氧化还原反应。
工作原理
电解池的工作原理基于电解质的电离和离子的定向移动。在 外加电源的作用下，电解质中的阳离子向阴极移动，阴离子 向阳极移动，分别在两极上发生得失电子的氧化还原反应。
快。
防护措施
通过电镀、喷涂油漆、保持环境 干燥等方法，可以有效减缓钢铁
在潮湿环境中的腐蚀。
铜在干燥环境中腐蚀现象
电化学腐蚀原理
铜在干燥环境中不易形成原电池，因此电化学腐蚀不明显 。但在含有氯离子等卤素离子的干燥环境中，铜表面会形 成一层氯化亚铜，导致铜的腐蚀。
影响因素
高考化学一轮复习优质课件 电解池金属的电化学高考腐蚀与防护ppt
高考化学一轮复习优质课件 电解池金属的电化学高考腐蚀与防护 ppt
高考化学一轮复习优质课件 电解池金属的电化学高考腐蚀与防护 ppt
3．电极反应式的书写 (1)首先分析电解质水溶液的组成，找全离子并 分为阴、阳两组。 (2)然后分别对阴、阳离子排出放电顺序，写出 两极上的电极反应式。在书写时要遵循原子守恒和 电荷守恒。 (3)最后合并两个电极反应式得出电解反应的 总化学方程式或离子方程式。
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解析 由题意知，通电后 a 极板质量增加，说 明有金属析出，由此可知，a 极为电解池的阴极， 则 X 为电源负极，B、C 均不符合；又 b 放出的是 无色无味的气体，可淘汰 D。
答案 A
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立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关
系式，如
物质：
H2～O2～Cl2～Cu～Ag～H＋～OH－～e－
n(mol) 2 1 2 2 4 4 4 4
高考化学一轮复习优质课件 电解池金属的电化学高考腐蚀与防护 ppt
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例 2 在如图中，甲烧杯中盛有 100 mL 0.50 mol/L AgNO3 溶液，乙烧杯中盛有 100 mL 0.25 mol/L 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
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阳极与电源正极相连，失去电子发生氧化反应。 其规律有两个：一是若阳极为非惰性电极(除 Pt、 Au 之外的金属作电极)，电极本身失去电子被氧化， 电解质溶液中的阴离子不参与电极反应；二是若阳 极为惰性电极(Pt、Au 或非金属作电极)，电解质溶 液中还原性强的阴离子失去电子被氧化，如 S2－＞ I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根。
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3．电极反应式的书写 (1)首先分析电解质水溶液的组成，找全离子并 分为阴、阳两组。 (2)然后分别对阴、阳离子排出放电顺序，写出 两极上的电极反应式。在书写时要遵循原子守恒和 电荷守恒。 (3)最后合并两个电极反应式得出电解反应的 总化学方程式或离子方程式。
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解析 由题意知，通电后 a 极板质量增加，说 明有金属析出，由此可知，a 极为电解池的阴极， 则 X 为电源负极，B、C 均不符合；又 b 放出的是 无色无味的气体，可淘汰 D。
答案 A
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立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关
系式，如
物质：
H2～O2～Cl2～Cu～Ag～H＋～OH－～e－
n(mol) 2 1 2 2 4 4 4 4
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例 2 在如图中，甲烧杯中盛有 100 mL 0.50 mol/L AgNO3 溶液，乙烧杯中盛有 100 mL 0.25 mol/L 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
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阳极与电源正极相连，失去电子发生氧化反应。 其规律有两个：一是若阳极为非惰性电极(除 Pt、 Au 之外的金属作电极)，电极本身失去电子被氧化， 电解质溶液中的阴离子不参与电极反应；二是若阳 极为惰性电极(Pt、Au 或非金属作电极)，电解质溶 液中还原性强的阴离子失去电子被氧化，如 S2－＞ I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根。
高考化学总复习课件电解池金属的腐蚀与防护
06
知识拓展与前沿动态
新型耐腐蚀材料研究进展
耐蚀合金
通过合金化技术，提高金属的耐 腐蚀性，如不锈钢、耐蚀铝合金
等。
陶瓷材料
具有高硬度、高耐腐蚀性等特点， 如氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷等。
高分子材料
具有优良的耐化学腐蚀性和加工性 能，如聚四氟乙烯、聚氯乙烯等。
绿色环保型防腐蚀技术发展趋势
无铬钝化技术
02
金属腐蚀现象与类型
金属腐蚀定义及危害
金属腐蚀定义
金属腐蚀是指金属与周围环境（介质）之间发生化学或电化学作用而引起的破坏 或变质。
金属腐蚀危害
金属腐蚀会导致金属材料的性能下降，缩短使用寿命，甚至引发安全事故。同时 ，金属腐蚀还会造成资源浪费和环境污染。
化学腐蚀和电化学腐蚀区别
化学腐蚀
金属与接触到的物质直接发生氧化还原反应，生成氧 化物或其他化合物，而被氧化腐蚀。此类腐蚀过程中 电子的传递是在金属与氧化剂之间直接进行的，没有 电流产生。
防护技术的创新发展。
国际合作与交流
03
加强与国际同行在金属腐蚀与防护领域的合作与交流，共同应
对全球性挑战。
THANKS
感谢观看
2. 不同金属在相同条件下的腐蚀速率存在显著差异。一些金属具有较高的耐腐蚀性，而另一 些金属则更容易受到腐蚀的影响。
3. 电解质溶液的成分对金属的腐蚀也有重要影响。某些离子或化合物可能会加速金属的腐蚀 过程。
结论总结：通过本次实验探究了电解池金属的腐蚀与防护问题。实验结果表明金属腐蚀是一 个复杂的电化学过程受多种因素影响。为了有效防止和控制金属腐蚀需要综合考虑材料选择 、环境控制以及电化学保护等措施。
电化学腐蚀
金属与电解质溶液接触，形成原电池而发生的腐蚀。 电化学腐蚀是最普遍、最常见的腐蚀，如钢铁生锈就 是典型的电化学腐蚀。在潮湿的空气中，钢铁表面吸 附一层薄薄的水膜，纯水是弱电解质，它能电离出少 量的H+和OH-，同时由于空气中CO2的溶解，使水 膜呈中性或酸性。若水膜呈酸性，则钢铁发生析氢腐 蚀；若水膜呈中性或弱酸性，则钢铁发生吸氧腐蚀。
高考一轮复习化学课件电解池金属的腐蚀与防护
电解池是一种将电能转化为化学 能的装置，通过电解过程使电解 质发生氧化还原反应，从而分解 或合成物质。
电解池组成
电解池由电解质溶液、阳极、阴 极和外加电源等部分组成。其中 ，阳极和阴极分别发生氧化反应 和还原反应。
电解原理及电极反应
电解原理
电解过程中，电解质溶液中的阴阳离 子分别在阳极和阴极上接受或失去电 子，发生氧化还原反应。
04
电解池在金属防护中应用
电解池在防止金属腐蚀中作用
阴极保护法
01
通过电解池将金属作为阴极，减少或防止金属失去电子而被氧
化，从而达到防腐目的。
外加电流阴极保护法
02
通过外加电流，使金属材料处于阴极状态，从而抑制金属腐蚀
反应的进行。
牺牲阳极保护法
03
利用原电池原理，通过牺牲阳极材料来保护阴极金属材料不被
；与同学交流讨论，共同提高解题能力。
下一阶段复习计划安排
复习时间安排
合理安排时间，保证每天 有一定的复习时间；注意 劳逸结合，提高复习效率 。
复习内容安排
按照教材顺序和考试大纲 要求，有计划地复习各个 知识点；重点突破易错点 和难点。
模拟考试与评估
定期进行模拟考试，检验 复习效果；根据模拟考试 情况调整复习计划和策略 。
金属与电解质溶液接触，形成原电池 而引起的腐蚀。反应过程中有电流产 生。
常见金属腐蚀类型及特点
全面腐蚀
金属表面均匀地发生腐蚀，使金属逐 渐变薄或形成蚀坑。
应力腐蚀
金属在拉应力和腐蚀介质共同作用下 发生的腐蚀。应力腐蚀会导致金属材 料的突然断裂，具有极大的危险性。
局部腐蚀
金属表面局部区域发生腐蚀，如点蚀 、缝隙腐蚀、晶间腐蚀等。局部腐蚀 具有隐蔽性和突发性，危害较大。
电解池组成
电解池由电解质溶液、阳极、阴 极和外加电源等部分组成。其中 ，阳极和阴极分别发生氧化反应 和还原反应。
电解原理及电极反应
电解原理
电解过程中，电解质溶液中的阴阳离 子分别在阳极和阴极上接受或失去电 子，发生氧化还原反应。
04
电解池在金属防护中应用
电解池在防止金属腐蚀中作用
阴极保护法
01
通过电解池将金属作为阴极，减少或防止金属失去电子而被氧
化，从而达到防腐目的。
外加电流阴极保护法
02
通过外加电流，使金属材料处于阴极状态，从而抑制金属腐蚀
反应的进行。
牺牲阳极保护法
03
利用原电池原理，通过牺牲阳极材料来保护阴极金属材料不被
；与同学交流讨论，共同提高解题能力。
下一阶段复习计划安排
复习时间安排
合理安排时间，保证每天 有一定的复习时间；注意 劳逸结合，提高复习效率 。
复习内容安排
按照教材顺序和考试大纲 要求，有计划地复习各个 知识点；重点突破易错点 和难点。
模拟考试与评估
定期进行模拟考试，检验 复习效果；根据模拟考试 情况调整复习计划和策略 。
金属与电解质溶液接触，形成原电池 而引起的腐蚀。反应过程中有电流产 生。
常见金属腐蚀类型及特点
全面腐蚀
金属表面均匀地发生腐蚀，使金属逐 渐变薄或形成蚀坑。
应力腐蚀
金属在拉应力和腐蚀介质共同作用下 发生的腐蚀。应力腐蚀会导致金属材 料的突然断裂，具有极大的危险性。
局部腐蚀
金属表面局部区域发生腐蚀，如点蚀 、缝隙腐蚀、晶间腐蚀等。局部腐蚀 具有隐蔽性和突发性，危害较大。
高考化学一轮总复习课件电解池金属的腐蚀和防护
组装电解池
将金属试样放入电解池中，加入适量的电解质溶液，连接 电源和导线。
控制实验条件
调整电解池的电压、电流和温度等参数，记录实验数据。
操作注意事项
确保电源稳定，避免电压和电流过大；保持电解池清洁， 避免杂质干扰实验结果；注意安全，防止触电和烫伤等事 故。
实验结果分析和讨论
观察金属试样的变化
记录金属试样在电解过程中的 颜色、光泽、形状等变化，分
金属的防护
为防止金属腐蚀，可以采取多种防护措施，如覆盖保护层、改变金属内部结构、电化学 保护等。
解题思路与技巧分享
分析电解池工作原
理
在解题时，首先要明确电解池的 工作原理，判断阴阳极及电极反 应类型，然后根据电子守恒和电 荷守恒进行计算。
理解金属腐蚀的实
质
金属腐蚀的实质是金属原子失去 电子被氧化的过程，因此解题时 要关注金属在电解质溶液中的氧 化还原反应。
通过控制金属所处环境的温度、湿度、氧 气含量等因素，降低金属的腐蚀速率。
防护措施选择原则
适应性原则
根据金属的种类、使用环境和腐蚀机理选择合适 的防护措施。
可持续性原则
优先选择对环境友好、可回收利用的防护措施， 降低对环境的影响。
ABCD
经济性原则
在满足防护要求的前提下，尽量选择成本低、维 护方便的防护措施。
掌握金属防护的方
法
在解题时，需要根据实际情况选 择合适的金属防护方法，并分析 其防护效果及可能存在的局限性 。
相关领域拓展延伸
新能源电池
随着新能源技术的发展，新型电池如锂离子电池、燃料电池等逐渐进入人们的视野。这些 电池的工作原理与电解池有相似之处，了解电解池原理有助于理解新能源电池的工作原理 。
课件1：电解池 金属的电化学腐蚀与防护
(2)电极反应：阳极： Cu－2e－===Cu2＋
，
阴极： Cu2＋＋2e－===Cu
。
3．电解冶炼钠(电解熔融 NaCl)
(1)电极反应：阳极：
2Cl－－2e－===Cl2↑
，
阴极： 2Na＋＋2e－===2Na
。
(2)总反应方程式： 2NaCl(熔融)=通==电==2Na＋Cl2↑
。
(3)应用：冶炼 Na、Mg、Al
负极 反应
Fe－2e－===Fe2＋
总反 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 应
2．将纯铁放入稀H2SO4中，发生的是析氢腐蚀吗？
提示：不是。析氢腐蚀是指不纯的金属(或合金)接触到酸 性较强的电解质溶液所发生的原电池反应而引起的腐蚀，纯铁 与稀 H2SO4 发生的是化学腐蚀。
(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，其中：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋ >Al3＋>Mg2＋>Na＋。
3．电解化学方程式的书写 (1)必须在长等号上标明通电或电解。 (2)只是电解质被电解，电解化学方程式只写电解质及电解 产物。如电解CuCl2溶液：CuCl2=电==解==Cu＋Cl2↑。 (3)只有水被电解，只写水及电解产物即可。如电解稀硫 酸、电解NaOH溶液、电解Na2SO4溶液时，化学方程式可以写 为：2H2O=电==解==2H2↑＋O2↑。 (4)电解质、水同时被电解，则都要写进方程式。如电解饱 和食盐水：2NaCl＋2H2O=电==解==H2↑＋Cl2↑＋2NaOH。
等活泼金属。
三、金属的电化学腐蚀
高考化学一轮复习全国版精选专题：电解池金属的电化学腐蚀与防护教学课件
电顺序为 Ag＋>Cu2＋>H＋>Na＋>K＋，阴离子的放电顺序为 I－
>Br－>Cl－>OH－>常见含氧酸根离子。电解 HCl 溶液生成 H2 和 Cl2，电解 CuCl2 溶液生成 Cu 和 Cl2，电解 Ba(OH)2 溶液生 成 H2 和 O2，A 不符合；电解 NaOH 和 H2SO4 溶液均生成 H2 和 O2，电解 CuSO4 溶液则生成 Cu 和 O2，B 不符合；电解 NaOH、H2SO4、Ba(OH)2 溶液均相当于电解水，均生成 H2 和 O2，C 符合；电解 NaBr 溶液则生成 Br2 和 H2，D 不符合。
Байду номын сангаас
注意
(1)书写电解池的电极反应式时，可以用实际放电的离子 表示，但书写电解池的总反应时，弱电解质要写成分子式。
如用惰性电极电解食盐水时，阴极反应式为 2H＋＋2e－ ===H2↑(或 2H2O－2e－===H2↑＋2OH－)
总反应式为 2Cl－＋2H2O=电==解==2OH－＋H2↑＋Cl2↑ (2)电解水溶液时，应注意放电顺序，位于 H＋、OH－之后 的离子一般不参与放电。 (3)Fe3＋在阴极上放电时生成 Fe2＋而不是得到单质 Fe。
3．(2018·株洲二中月考)用如图所示装置除去 高考化学一轮复习全国版精选专题课件：电解池金属的电化学腐蚀与防护 含 CN－、Cl－废水中的 CN－时，控制溶液 pH 为 9～10，阳极产生的 ClO－将 CN－氧
化为两种无污染的气体，下列说法不正确
的是
()
A．用石墨作阳极，铁作阴极
B．阳极的电极反应式为 Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O C．阴极的电极反应式为 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ D．除去 CN－的反应：2CN－＋5ClO－＋2H＋===N2↑＋
江西省2016届高考化学一轮复习第三节电解池金属的电化学腐蚀与防护习题讲解课件.ppt
KOH
HNO3
pH变化
降低
升高 升高 升高 不变
升高
降低
质量铸就品牌 品质赢得未来
第三节 电解池 金属的电化学腐蚀与防护 结束
[考点达标层面] 1．解析： D 项，如果将阴离子交换膜换为阳离子交换膜，那么阴
极产生的 OH－不会与 I2 发生反应，故电解槽内发生的总化学反 应要变化，D 项错误。 答案：D 2．解析：由题意知 a 极板质量增加，a 应为阴极，则 b 为阳极，x 为电源的负极，y 为电源正极。A 选项中 a 极板为阴极，b 极板 为阳极，参考各个选项知，A 项符合。 答案：A
化学
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第三节 电解池 金属的电化学腐蚀与防护 结束
流过的电量是相同的，假设电路中均通过 4 mol 电子，则 A 极上生成 4 mol Ag，B 极上生成 1 mol O2，C 极上生成 2 mol Cu，D 极上生成 2 mol Cl2，这样便可得出一个关系式：4e－～4Ag～O2～2Cu～2Cl2，A 极比 C 极重 4 mol×108 g·mol－1－2 mol×64 g·mol－1＝304 g，根据 A 极比 C 极重 1.9 g，可列出比例式求出反应生成的 Ag 和 Cu 的物质的 量：n(Ag)＝310.94 gg×4 mol＝0.025 mol，n(Cu)＝0.012 5 mol，n(O2)＝ 0.006 25 mol, n(Cl2)＝0.012 5 mol。
答案：(1)0.2 (2)0.4
化学
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第三节 电解池 金属的电化学腐蚀与防护 结束
[考点达标层面] 1．解析：Ⅲ.粗铜的电解精炼时，电能不可能全部转化为化学
能，a 错误；粗铜作阳极与电源正极相连，发生氧化反应， b 正确；溶液中的 Cu2＋向阴极移动，c 错误；不活泼金属 Ag、Pt、Au 等金属在阳极沉积，可以回收。 答案：Ⅰ.(1)负 (2)还原剂 Ⅱ. c Cu2＋＋2e－===Cu Au、 Ag 以单质的形式沉积在 c(阳极)下方，Fe 以 Fe2＋的形式进 入电解质溶液中 Ⅲ.bd
HNO3
pH变化
降低
升高 升高 升高 不变
升高
降低
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第三节 电解池 金属的电化学腐蚀与防护 结束
[考点达标层面] 1．解析： D 项，如果将阴离子交换膜换为阳离子交换膜，那么阴
极产生的 OH－不会与 I2 发生反应，故电解槽内发生的总化学反 应要变化，D 项错误。 答案：D 2．解析：由题意知 a 极板质量增加，a 应为阴极，则 b 为阳极，x 为电源的负极，y 为电源正极。A 选项中 a 极板为阴极，b 极板 为阳极，参考各个选项知，A 项符合。 答案：A
化学
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第三节 电解池 金属的电化学腐蚀与防护 结束
流过的电量是相同的，假设电路中均通过 4 mol 电子，则 A 极上生成 4 mol Ag，B 极上生成 1 mol O2，C 极上生成 2 mol Cu，D 极上生成 2 mol Cl2，这样便可得出一个关系式：4e－～4Ag～O2～2Cu～2Cl2，A 极比 C 极重 4 mol×108 g·mol－1－2 mol×64 g·mol－1＝304 g，根据 A 极比 C 极重 1.9 g，可列出比例式求出反应生成的 Ag 和 Cu 的物质的 量：n(Ag)＝310.94 gg×4 mol＝0.025 mol，n(Cu)＝0.012 5 mol，n(O2)＝ 0.006 25 mol, n(Cl2)＝0.012 5 mol。
答案：(1)0.2 (2)0.4
化学
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第三节 电解池 金属的电化学腐蚀与防护 结束
[考点达标层面] 1．解析：Ⅲ.粗铜的电解精炼时，电能不可能全部转化为化学
能，a 错误；粗铜作阳极与电源正极相连，发生氧化反应， b 正确；溶液中的 Cu2＋向阴极移动，c 错误；不活泼金属 Ag、Pt、Au 等金属在阳极沉积，可以回收。 答案：Ⅰ.(1)负 (2)还原剂 Ⅱ. c Cu2＋＋2e－===Cu Au、 Ag 以单质的形式沉积在 c(阳极)下方，Fe 以 Fe2＋的形式进 入电解质溶液中 Ⅲ.bd
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高考第一轮复习用书·化学(R)
目录
④对于同一电解质溶液,电解质溶液浓度越大,金属腐蚀越 快(除钝化外)。 ⑤纯度越高的金属,腐蚀的速率越慢。 ⑥不纯的金属或合金,在潮湿的空气中腐蚀速率远大于在干 燥、隔绝空气条件下的腐蚀速率。
高考第一轮复习用书·化学(R)
目录
1.下列说法正确的是( )。 A.电流通过 KCl 溶液,不会发生氧化还原反应 B.电解饱和食盐水在阳极得到氯气,阴极得到金属钠 C.给铁钉镀铜可采用 CuSO4 作电镀液 D.生铁浸泡在食盐水中发生析氢腐蚀
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(续表) 选 项 方法 对相应方法的描述
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外加电 源的阴 C 接外加直流电源构成电解池,被保护的金属作阴极 极保护 法 牺牲阳 极的阴 D 构成原电池,被保护的金属作正极 极保护 法
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如果镀层金属比保护的金属活泼,破损后可构成原 电池,仍然能在一定程度上保护金属,B 项错误。 B
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一、电解原理 1.电解 让① 通过电解质溶液或熔融的电解质,在阴、阳两 个电极上引起② 2.电解池 电解池是将③ 固体电极材料以及⑤ 的过程。 转化为④ 组成。 的装置。由直流电源、
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3.电极名称及电极反应
4.电子和离子移动方向 (1)电子:从电源 池的 流向电源的
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4.用惰性电极电解下列溶液一小段时间后,加入一定量的另一种 物质(括号内),溶液能变成与原来溶液完全一样的是( )。 A.CuSO4[Cu(OH)2] B.NaOH(NaOH) C.NaCl(NaCl) D.CuCl2(CuCl2) A 项中电解方程式为 2CuSO4+2H2O 2Cu+2H2SO4+O2↑,消耗 的 CuSO4 与 H2O 的物质的量之比为 1∶1,而加入 Cu(OH)2 后发生反 应:Cu(OH)2+H2SO4 CuSO4+2H2O,生成的 CuSO4 与 H2O 的物质的量之 比为 1∶2,故不能恢复到原来的溶液;B 项实质是电解水,故加入 NaOH 不可恢复;C 项电解之后生成 NaOH、H2 和 Cl2,故需加入 HCl 才可以恢复;D 项电解的是电解质本身,故只需要加入 CuCl2 即可 恢复。 D
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(3)若往 U 形管中滴加酚酞,进行(1)(2)操作时,A、B、E、F 电极 周围能变红的是
-
。
-
(1)负;O2+4e +2H2O 4OH (2)阴;2Cl--2e- Cl2↑;用湿润的淀粉-KI 试纸检验,试纸变 蓝则说明产生的气体是氯气 (3)A、E
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五、正确判断析氢腐蚀和吸氧腐蚀
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正确判断“介质”溶液的酸碱性是分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀 的关键。潮湿的空气、中性溶液中易发生吸氧腐蚀;NH4Cl 溶液、 稀 H2SO4 等酸性溶液中易发生析氢腐蚀。 六、影响金属腐蚀快慢的多种因素 ①在同一电解质溶液中,金属腐蚀由快到慢的顺序:电解原 理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>应用原电池原 理有保护措施的腐蚀>应用电解原理有保护措施的腐蚀。或电解 池阳极>原电池负极>化学腐蚀>原电池正极>电解池阴极。 ②同一种金属在同浓度的不同介质中,腐蚀由快到慢的顺序 : 强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。 ③对于活动性不同的两种金属的合金,活动性差别越大,氧 化还原反应速率越快,活泼金属腐蚀越快。
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考向 1 电解原理 考查角度:阴、阳极的判断,电极反应式的书写 此类试题一般给出电解装置图,可从图示中与直流电源的连 接、电子流向或离子流向等角度判断阴、阳极;根据阳极材料类 型以及阴、阳离子的放电顺序书写电极反应式。
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(13·北京·9)用石墨电极电解 CuCl2 溶液(见右图)。下 列分析正确的是( )。 A.a 端是直流电源的负极 B.通电使 CuCl2 发生电离 C.阳极上发生的反应:Cu2++2e- Cu D.通电一段时间后,在阴极附近观察到黄绿色气体 根据图中离子移动方向,判断 a 为负极,b 为正极,A 项正 确;通电时 CuCl2 发生电解,B 项错误;阳极发生的是氧化反应,电 极反应式为 2Cl--2e- Cl2↑,C 项错误;通电一段时间后,在阳极附 近观察到黄绿色的气体,D 项错误。 A
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化学腐蚀 电化学腐蚀 条 金属跟 不纯金属或合金跟 接触 件 直接接触 现 象 本 质 联 系 电流产生 金属被 较活泼金属被 两者往往同时发生, 腐蚀更普遍 电流产生
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(2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 (很普 (不普遍) 遍) 水膜酸性 水膜酸性较弱或 条件 较强 呈中性 (pH<4.3) 电负 Fe-2e- Fe2+ 极极 + 反 正 2H +2e H2 O2+2H2O+4e- 4OH应极 ↑ O2+2H2O+2Fe + 总反 2H +Fe 2Fe(OH)2 应式 H2↑+Fe2+ O2+2H2O+4Fe(OH)2 4Fe(OH)3
(2)改变金属的内部结构,如制成合金、不锈钢等。
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(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。 ①直流电 ②氧化还原反应 ③电能 ④化学能 ⑤电解质溶液 或熔融电解质 ⑥阳极 ⑦氧化 ⑧2Cl--2e- Cl2↑ ⑨阴极 ⑩还原 Cu2++2e Cu 负极 阴极 阳极 正极 阴极 阳极 NaOH Cl2 2Cl--2e- Cl2↑ 2H++2e- H2↑ 2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2↑+H2↑或 2Cl +2H2O 2OH +Cl2↑+H2↑ 铜 粗铜 Cu-2e- Cu2+ Cu-2e- Cu2+ 铁 钝铜 Cu2++2e- Cu CuSO4 溶液 阳极泥 2Na++2e- 2Na 6O2--12e- 3O2↑ 4Al3++12e- 4Al 2Cl--2e Cl2↑ Mg2++2e- Mg 失去电子 氧化反应
电解精炼铜
Zn-2e Zn Fe-2e- Fe2+ Ni-2e- Ni2+
-
2+
阴 电极材料 极 电极反应 电解质溶液 注:理论上,电镀液的成分及浓度保持不变;电解精炼铜时,粗铜 中的 Ag、Au 等不反应,沉积在电解池底部形成
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3.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) 2Na+Cl2↑ 电极反应: 阳极:2Cl -2e Cl2↑; 阴极: 。
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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。例如电解 CuSO4 溶液,发生反应 2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4,若使溶液恢复原状态,可向溶液中 加入 CuO,若加入 Cu(OH)2 或 Cu2(OH)2CO3 会使溶液中水量增 多,CuSO4 溶液会被稀释。 四、电解池中阴极和阳极的特征 电解池的阴、阳极与电极材料无关,只与连接电源的正、负 极有关,与正极相连的是阳极,与负极相连的是阴极。
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铁锈的形成:4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3,2Fe(OH)3 Fe2O3·xH2O(铁锈)+(3-x)H2O。 3.金属的防护 (1)电化学防护 ①原电池原理— 负极:比被保护金属活泼的金属; 正极: ②电解原理— 阴极: ;阳极: 。 法 。 法
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(13·福建·23)H2S 废气制取氢气的方法有多种,电化学 法是其中的一种,该法制氢过程的示意图如下。反应池中反应物 的流向采用气、液逆流方式,其目的是 ;反应池中发生反应 的化学方程式为 。反应后的溶液进入电解 池,电解总反应的离子方程式 为 。
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3.下列对几种常见的金属防腐方法的描述错误 的是( ．． 选 项 方法 对相应方法的描述
)。
改变金属内部的组 A 成结构 在金属表面覆盖保 B 护层
此法实际上是将金属制成合金,增强抗腐 蚀能力 保护层破损后,就完全失去了对金属的保 护作用
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(2)冶炼铝:2Al2O3(熔融) 4Al+3O2↑ 电极反应: 阳极: ; 阴极: 。
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(3)冶炼镁:MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑ 电极反应: 阳极: ; 阴极: 。
三、金属的腐蚀和防护 1.金属腐蚀的本质:金属原子 属发生 。
变为金属阳离子,金
2.金属腐蚀的类型 (1)化学腐蚀与电化学腐蚀
流向电解池的 。
;从电解
(2)离子:阳离子移向电解池的 池的 。
;阴离子移向电解
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二、电解原理的应用 1.氯碱工业 (1)概念:用电解饱和 NaCl 溶液的方法来制取 、H2 和 ,并以它们为原料生产一系列化工产品的工业,称为氯 碱工业。 (2)原理: 阳极(放电顺序:Cl->OH-): 阴极(放电顺序:H >Na ):