9.2电解池 金属的电化学腐蚀与防护
电解池 金属的电化学腐蚀与防护
3.可用电解熔融的AlCl3制取铝。( ×) 【分析】错误，因AlCl3为共价化合物，其熔融态不导电，故 不能通过电解AlCl3的方法制备Al。 4.根据得失电子守恒可知电解精炼铜时，阳极减少的质量和 阴极增加的质量相等。( ×)
原电池、电解池、电镀池的比较
原电池 定义 将化学能转变成 电能的装置 电解池 将电能转变成化 学能的装置 电镀池
应用电解原理在金 属表面镀一层其 他金属或合金的 装置
装置 举例
原电池 ①活泼性不同的两 形成
电解池 ①两电极接直流电 源 ②两电极插入电 解质溶液中
电镀池 ①镀层金属接电源
电极
②电解质溶液（电 极插入其中）
O2↑+2H2O，X电极H+放电，X极附近OH-浓度增加，故C错误，D
正确。
电解规律及电解的相关计算
1.以惰性电极电解电解质溶液的类型
电极反应特点 电解 电解质 电解
类型
实例 NaOH H2SO4 Na2SO4 HCl
对象 浓度
水 水 水 电解质 增大 增大
pH
质溶 液复原 加水 加水
电解
阴：4H++4e2H2O+O2↑
2.电解池(也叫电解槽) 电能转变为化学能 电解池是把_________________的装置。
3.电解池的组成和工作原理(电解CuCl2溶液)
电极名称：阴极 反应类型：还原反应 电极反应式：Cu2++2e-====Cu
电极名称：阳极 反应类型：氧化反应 电极反应式： 2Cl--2e-====Cl2↑
生，则乙池中阴极上放出的气体在标准状况下的体积是 ___L。
电解池金属的电化学腐蚀与防护
电解池 金属的电化学腐蚀与防护一、电解池1．电解使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。
在此过程中，电能转化为化学能。
2．电解池(1)概念：电解池是把电能转化为化学能的装置。
(2)电解池的构成条件： ①有外接电源；②有与电解质溶液或熔融的电解质相连的两个电极；③形成闭合回路。
(3)电极名称及电极反应式(以电解CuCl 2溶液为例)：总反应方程式：CuCl 2=====电解Cu ＋Cl 2↑。
(4)电解池中电子和离子的移动：①电子：从电源负极流出后，流向电解池阴极；从电解池的阳极流向电源的正极。
②离子：阳离子移向电解池的阴极，阴离子移向电解池的阳极。
3．在惰性电极上离子的放电顺序 (1)阴极(与电极材料无关)：――→Ag ＋Fe 3＋Cu 2＋H ＋(酸) Fe 2＋Zn 2＋H ＋(水) Al 3＋Mg 2＋Na ＋Ca 2＋K＋得到电子 由易到难(2)阳极(与电极材料有关)：――→活泼电极> S 2－＞I －＞Br －＞Cl －＞OH －＞含氧酸根离子＞F－失去电子 由易到难二、电解原理的工业应用 1．电解饱和食盐水 (1)电极反应阳极：2Cl －－2e －===Cl 2↑(反应类型：氧化反应)， 阴极：2H ＋＋2e －===H 2↑(反应类型：还原反应)。
(2)总反应方程式：2NaCl ＋2H 2O=====电解2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑。
总反应离子方程式：2Cl －＋2H 2O=====电解2OH －＋H 2↑＋Cl 2↑。
(3)应用：氯碱工业制烧碱、氢气和氯气装置 离子交换膜电解槽 阳极 钛网(涂有钛、钌等氧化物涂层)阴极 碳钢网阳离子交换膜①只允许阳离子通过，能阻止阴离子和气体通过 ②将电解槽隔成阳极室和阴极室2．电解精炼铜3．电镀铜4．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。
电解池金属的电化学腐蚀与防护
电解池金属的电化学腐蚀与防护电解池腐蚀是一种电化学腐蚀，它是指在电极上由于氧化还原反应的存在，使得电流通过金属表面，并且将金属表面的原子释放出来，形成金属离子的反应过程。
因此，这种腐蚀与电学和化学官能相同而引起的腐蚀不同，并且这种腐蚀是不可逆的。
电解池腐蚀在加速金属腐蚀方面起着重要的作用，因为它涉及到电极效应、自腐蚀和腐蚀介质的化学成分等各种参数。
在了解这些参数的同时，我们可以更好地了解电解池腐蚀机制，并采取一些防腐措施预防电解池腐蚀。
电解池腐蚀机制当两种不同金属或合金接触时，在氧化还原反应的影响下，时间越长，金属表面的动电位差异就会增大。
这个电势差使电解液中的离子聚集在这两个金属之间，形成电池。
从而，两个金属产生了电解池短路，流过电流引起了电化学腐蚀反应，最后结果是金属腐蚀。
实际上，不同的金属对不同的电解液的耐腐蚀行为是不同的，这与金属的物理和化学性质有关。
防止电解池腐蚀的措施为了周期性保持电离池的稳定性并保护金属免受腐蚀，我们应采取以下措施：选用合适的金属材料腐蚀是由于金属表面原子的释放而发生的，因此使用合适的材料是第一条防腐措施。
通常，高纯度金属具有更好的耐腐蚀性，同时某些材料可以与某些腐蚀介质兼容。
采用防腐涂层涂层可以提供一层保护，避免金属暴露在腐蚀介质中。
通常，涂层是形成无孔隙封闭层，避免介质进入涂层下面的介质进行腐蚀。
涂层的性质随着面积变化而变化，以达到理想的防腐效果。
控制电解液电解液是电解池腐蚀的重要因素，因为含有的化学物质可以影响动电位差异。
低氧的含氧化液体可以减少腐蚀，而酸化液体和盐水液体非常容易腐蚀金属。
维护合适的pH值合适的pH值是防止腐蚀的关键。
当pH值过高或过低时，会对金属造成损害。
对于某些金属，pH 7是安全的范围。
在很多情况下，加入pH调节剂可以调节电解液的酸度和碱度，从而有效地防止电解池腐蚀。
通过了解电解池腐蚀的机制和防止措施，我们可以更有效地预防金属材料的电化学腐蚀，从而延长其使用寿命。
金属的电化学腐蚀与防护方法
金属的电化学腐蚀与防护方法金属在我们的日常生活和工业生产中无处不在，从建筑结构到交通工具，从电子设备到医疗器械。
然而，金属面临着一个普遍而严重的问题——电化学腐蚀。
这一现象不仅会导致金属材料的性能下降，缩短其使用寿命，还可能引发安全隐患和巨大的经济损失。
因此，了解金属的电化学腐蚀原理以及掌握有效的防护方法至关重要。
一、金属电化学腐蚀的原理要理解金属的电化学腐蚀，首先需要了解一些基本的电化学概念。
电化学腐蚀本质上是一个氧化还原反应，涉及到电子的转移。
当金属暴露在电解质溶液（如潮湿的空气、海水等）中时，金属表面会形成无数微小的原电池。
以铁为例，在潮湿的空气中，铁表面吸附的水膜会溶解氧气和二氧化碳等气体，形成电解质溶液。
铁中的杂质（如碳）与铁本身形成了许多微小的电极。
铁原子失去电子变成亚铁离子进入溶液，发生氧化反应：Fe 2e⁻＝Fe²⁺。
而在另一些区域，氧气得到电子发生还原反应：O₂＋ 2H₂O ＋ 4e⁻＝ 4OH⁻。
这样，电子从铁原子转移到氧气，形成了电流，导致铁不断被腐蚀。
不同的金属在电化学序列中的位置不同，其活泼性也不同。
位置越靠前的金属，越容易失去电子发生氧化反应，也就越容易被腐蚀。
例如，锌比铁活泼，在锌铁原电池中，锌会优先被腐蚀，从而保护了铁，这就是常见的牺牲阳极的阴极保护法的原理。
二、金属电化学腐蚀的类型1、析氢腐蚀在酸性较强的环境中，金属发生电化学腐蚀时，氢离子在阴极得到电子生成氢气，这种腐蚀称为析氢腐蚀。
例如，铁在酸性溶液中的腐蚀：阳极（Fe）：Fe 2e⁻＝ Fe²⁺阴极（杂质）：2H⁺＋ 2e⁻＝ H₂↑2、吸氧腐蚀在中性或弱酸性环境中，金属发生电化学腐蚀时，氧气在阴极得到电子，与水共同作用生成氢氧根离子，这种腐蚀称为吸氧腐蚀。
如铁在潮湿空气中的腐蚀：阳极（Fe）：Fe 2e⁻＝ Fe²⁺阴极（杂质）：O₂＋ 2H₂O ＋ 4e⁻＝ 4OH⁻三、金属电化学腐蚀的影响因素1、金属的本性不同的金属在相同的环境中，其腐蚀速率往往不同。
电解池金属的电化学腐蚀与防护
第3讲电解池金属的电化学腐蚀与防护[考纲解读] 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.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。
考点一电解的原理1．电解定义在________作用下，电解质在两个电极上分别发生______和__________的过程。
2．能量转化形式________转化为________。
3．电解池(1)构成条件①有与________相连的两个电极。
②__________(或__________)。
③形成____________。
(2)电极名称及电极反应(如图)(3)电子和离子移动方向①电子：从电源________流向电解池的________；从电解池的________流向电源的________。
②离子：阳离子移向电解池的________；阴离子移向电解池的________。
4．分析电解过程的思维程序(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(不要忘记水溶液中的H＋和OH－)。
(3)然后排出阴、阳两极的放电顺序阴极：阳离子放电顺序：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>Al3＋>Mg2＋>Na ＋>Ca2＋>K＋。
阳极：活泼电极>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子。
(4)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。
1．分别写出用惰性电极电解上述5中各物质的化学方程式或离子方程式：(1)______________________________；(2)_______________________________________ _；(3)______________________________ _；(4)________________________________；(5)_______________________________________________________________________。
【高中化学】一轮复习学案：9.2 电解池 金属的电化学腐蚀与防护(选修)
电解第二节 电解池 金属的电化学腐蚀与防护【高考新动向】【考纲全景透析】一、电解原理1.电解：使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程．2.电解池：(也叫电解槽)把电能转变为化学能的装置． 3．电解池的组成和工作原理（以电解CuCl 2溶液为例）总反应方程式：Cu 2++2Cl -==== Cl 2↑+ Cu二、电解原理的应用1．电解饱和食盐水(1)电极反应：阳极2Cl －－2e －==== Cl 2↑ 阴极 2H ＋＋2e －==== H 2↑ (2)总反应方程式：2NaCl+ 2H 2O ====2NaOH+Cl 2↑+H 2↑ (3)应用：氯碱工业制烧碱、氯气、氢气。
2．电镀铜或电解精炼铜3．电解冶炼钠(电解熔融NaCl)⑴电极反应：阳极：--2↑ 阴极：2Na ++2e -==2Na⑵总反应方程式：2↑ ⑶应用：冶炼Na 、Mg 、Al 等活泼金属。
三、金属的腐蚀与防护1．化学腐蚀和电化学腐蚀的比较2.析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较(1)加防护层，如在金属表面加上耐腐蚀的油漆、搪瓷、陶瓷、沥青、塑料、橡胶及电镀、喷镀或表面钝化等方法。
(2)电化学防护①牺牲负极的正极保护 ——原电池原理 正极：被保护的金属设备 。
负极：比被保护的金属活泼的金属。
②外加电流的阴极保护——电解原理阴极：被保护的金属设备。
阳极：惰性电极(3)添加缓蚀剂。
【热点难点全析】※考点一原电池、电解池、电镀池的比较类型原电池电解池本质化学能转化为电能电能转化为化学能装置判断无外加电源有外加电源电极判断负极：还原性较强的极或电子流出的极正极：还原性较弱的极或电子流入的极阳极：与直流电源正极相连的极阴极：与直流电源负极相连的极电极上的反应（1）负极本身或还原剂失去电子发生氧化反应（2）正极：溶液中某些阳离子或氧化剂得到电子（1）阳极发生氧化反应即阳极金属或溶液中阴离子失去电子的反应（2）阴极本身不反应，溶液中的阳离子得到电子发生还原反应电子流向负极→外电路→正极电源负极→由导线→阴极→由溶液→阳极→电源正极电流方向正极→外电路→负极电源正极→由导线→阳极→由溶液→阴极→电源负极应用铅蓄电池电镀、精炼、冶金【警示】(1)判断是原电池和电解池的关键是看是否有外加电源，有时并无外加电源，存在自发进行氧化还原反应的装置相当于电源，另一个装置则是电解池。
金属的电化学腐蚀与防护
金属的电化学腐蚀与防护在我们的日常生活和工业生产中，金属材料无处不在，从建筑结构中的钢铁到电子设备中的各种金属部件。
然而，金属的腐蚀问题却一直困扰着我们，给经济和社会带来了巨大的损失。
其中，电化学腐蚀是金属腐蚀的主要形式之一。
电化学腐蚀是指金属与电解质溶液接触时，由于形成了原电池而发生的腐蚀现象。
让我们来举个简单的例子，比如铁在潮湿的空气中生锈。
铁表面吸附的水膜中溶解了氧气等气体，形成了电解质溶液。
铁中的杂质（如碳）与铁形成了微小的原电池。
在这个原电池中，铁作为负极失去电子被氧化成亚铁离子，而氧气在正极得到电子被还原。
那么，电化学腐蚀是如何发生的呢？首先，要有能够发生氧化还原反应的电极。
通常，金属中的杂质、不同金属之间的接触或者金属表面的不同区域都可以充当电极。
其次，要有电解质溶液，它能提供离子导电的环境，使电子能够在电极之间转移。
最后，还需要有电子的通路，使得氧化反应和还原反应能够同时进行。
电化学腐蚀的类型有很多种。
常见的有吸氧腐蚀和析氢腐蚀。
吸氧腐蚀通常发生在中性或碱性环境中，就像刚才提到的铁在潮湿空气中的生锈。
而析氢腐蚀则多发生在酸性较强的环境中，例如钢铁在酸性溶液中的腐蚀，此时氢气会从正极逸出。
电化学腐蚀带来的危害是不可忽视的。
它会导致金属材料的强度降低、结构损坏，缩短设备的使用寿命。
在桥梁、船舶、管道等重要设施中，金属的电化学腐蚀可能引发严重的安全事故。
此外，腐蚀还会造成资源的浪费和环境污染。
既然电化学腐蚀如此有害，那么我们该如何进行防护呢？首先，我们可以采用覆盖保护层的方法。
例如，在金属表面涂上油漆、油脂、塑料等，将金属与外界环境隔离，阻止电解质溶液与金属接触。
镀锌也是一种常见的防护手段，锌在电化学腐蚀中比铁更活泼，会先被腐蚀，从而保护了铁。
其次，改变金属的内部结构也能增强其抗腐蚀能力。
比如，制造不锈钢就是通过调整金属的成分和结构，使其具有更好的耐腐蚀性。
另外，电化学保护法也是一种有效的措施。
金属的电化学腐蚀与防护
金属的电化学腐蚀与防护在我们的日常生活和工业生产中，金属材料无处不在，从建筑结构到交通工具，从家用电器到机械设备。
然而，金属的腐蚀问题却始终困扰着我们，给社会带来了巨大的经济损失和安全隐患。
其中，电化学腐蚀是金属腐蚀中最常见、危害最大的一种形式。
那么，什么是金属的电化学腐蚀？它是如何发生的？又该如何进行有效的防护呢？让我们一起来深入了解一下。
首先，我们来认识一下什么是电化学腐蚀。
简单来说，电化学腐蚀就是金属在电解质溶液中发生的氧化还原反应，导致金属原子失去电子变成离子而被腐蚀的过程。
与化学腐蚀不同，电化学腐蚀需要有电解质溶液的存在，并且会形成原电池，从而加速腐蚀的进行。
电化学腐蚀的发生通常需要满足几个条件。
第一，金属表面存在不均匀性，比如化学成分的差异、组织结构的不同或者物理状态的差别。
第二，要有电解质溶液，它可以是水、酸、碱或者盐溶液等。
第三，还需要有氧气或者其他氧化性物质的存在。
为了更清楚地理解电化学腐蚀的过程，我们以钢铁在潮湿空气中的腐蚀为例。
钢铁中通常含有碳等杂质，在潮湿的空气中，钢铁表面会吸附一层薄薄的水膜，水膜中溶解了氧气和二氧化碳等物质，形成了电解质溶液。
此时，钢铁中的铁和碳就构成了无数微小的原电池。
铁作为负极，失去电子被氧化成亚铁离子：Fe 2e⁻＝ Fe²⁺；碳作为正极，氧气在正极得到电子被还原：O₂＋ 2H₂O ＋ 4e⁻＝ 4OH⁻。
亚铁离子进一步与氢氧根离子结合生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁再被氧气氧化成氢氧化铁，最终脱水形成铁锈。
电化学腐蚀的危害是巨大的。
它不仅会导致金属材料的强度降低、性能下降，缩短设备的使用寿命，还可能引发严重的安全事故。
例如，桥梁的钢梁因为腐蚀而强度减弱，可能会发生坍塌；石油管道因为腐蚀而破裂，会造成环境污染和资源浪费。
既然电化学腐蚀如此可怕，那么我们应该如何进行防护呢？常见的防护方法主要有以下几种：第一种是涂层防护。
在金属表面涂上一层防腐涂料，如油漆、塑料、橡胶等，将金属与外界的电解质溶液隔离开来，从而阻止腐蚀的发生。
高考化学讲义电解池金属的腐蚀与防护(含解析)
目夺市安危阳光实验学校第二节 电解池 金属的腐蚀与防护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。
(高频)2.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。
(中频)电解原理1．电解、电解池2．电解池的组成和工作原理(电解CuCl2溶液) 总反应方程式：CuCl2=====电解Cu ＋Cl2↑电解原理的应用1．氯碱工业制烧碱、氯气和氢气 2．电镀电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法，也用在金属的精炼上。
如电镀铜或电解精炼铜含锌、铁等杂质时： 3．电冶金冶炼钠、钙、镁、铝等活泼金属，必须用电解法。
如电解熔融氯化钠得到钠时：金属的腐蚀与防护1．化学腐蚀和电化学腐蚀的比较金属腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀条件 金属与接触到的物质直接发生反应 不纯金属接触到电解质溶液发生原电池反应 区别无电流产生有微弱电流产生实质与联系(1)实质都是金属原子失去电子被氧化而损耗；(2)化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍、危害性更大、腐蚀速率更快2.钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 水膜性质 酸性较强 酸性很弱或呈中性负极反应Fe －2e －===Fe2＋ 正极反应2H ＋＋2e －===H2↑2H2O ＋O2＋4e －===4OH － 其他反应及产物 Fe2＋＋2OH －=== Fe(OH)2 2Fe ＋O2＋2H2O===2Fe(OH)24Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)32Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O ＋(3－x)H2O 普遍性吸氧腐蚀更普遍3.金属的防护(1)电化学防护法⎩⎪⎨⎪⎧牺牲阳极的阴极保护法——原电池原理外加电流的阴极保护法——电解原理(2)其他：改变金属内部结构和金属表面外加保护层 1．易误诊断(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)电解是把电能转变成化学能( ) (2)电解是把化学能转变成电能( )(3)电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化( ) (4)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现( ) (5)镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更容易生锈( )(6)根据得失电子守恒可知电解精炼铜时，阳极减少的质量和阴极增加的质量相等( )(7)在入海口的钢铁闸门上装一定数量的铜块可防止闸门被腐蚀( )(8)外加电流的阴极保护法是将被保护金属接在直流电源的正极( )【答案】(1)√(2)×(3)√(4)√(5)√(6)×(7)×(8)×2.如图所示，甲、乙两试管中各放一枚铁钉，甲试管中为NH4Cl溶液，乙试管中为NaCl溶液，数天后导管中观察到的现象是____________，甲中正极反应为_________________________________，乙中正极反应为____________。
电解池 金属的电化学腐蚀与防护(75张PPT)
演 练 知 能 检 测
突 破 核 心 要 点
融的氧化铝制取金属铝，是用石墨作阳极。
答案：A
人教版化学
第三节
电解池 金属的电化学腐蚀与防护
2．(2011· 上海高考)用电解法提取氯化铜废液中的铜，方案
回 扣 主 干 知 识
正确的是 A．用铜片连接电源的正极，另一电极用铂片
(
)
B．用碳棒连接电源的正极，另一电极用铜片
演 练 知 能 检 测
突 破 核 心 要 点
人教版化学
第三节
电解池 金属的电化学腐蚀与防护
[思考探究]
回 扣 主 干 知 识
突 破 核 心 要 点
1．在金属铜上镀银，阳极材料、阴极材料、电解质溶液 分别是什么？ 提示：银作阳极，铜作负极，电解质溶液是AgNO3溶液。 2．电解精炼铜时，电路中通过2 mol电子，在阳极会溶解 1 mol铜吗？ 提示：应小于1 mol，比铜活泼的金属也在阳极放电，导 致溶解的铜减少。 3．电镀铜时，Cu2＋浓度如何改变？电解精炼铜时， CuSO4溶液的浓度是否改变？ 提示：电镀铜时，电解质溶液中的Cu2＋浓度不变，电解 精炼铜时，粗铜中的Zn、Fe、Ni等比Cu活泼金属在阳极失去 电子，阴极上只有Cu2＋得电子，所以CuSO4溶液的浓度会降 低。
人教版化学
＋＋2e－=== H ↑ 2H ________________ 2
演 练 知 能 检 测
突 破 核 心 要 点
2H2O＋O2＋4e－ _________________
总反应 普遍性
第三节
电解池 金属的电化学腐蚀与防护
3．金属的防护
回 扣 主 干 知 识
(1)电化学防护法：
演 练 知 能 检 测
原创课件1： 电解池 金属的电化学腐蚀与防护
A、NaCl电解后生成NaOH, 再加水后不能恢复电解前的状态
B、电解CuSO4溶液中的SO42-物质的量没变,再加CuSO4也不能恢复 C、实质是水的电解,再加适量水, 可使H2SO4溶液恢复 D、实质是电镀, AgNO3溶液浓度不变, 不需加AgNO3晶体
3.电化学保护法 ：
（1）牺牲阳极的阴极保护法
（2）外加电流的阴极保护法
判断金属腐蚀快慢的规律
不纯的金属或合金，在潮湿空气中形成微电池发生电化腐蚀，活泼 金属因被腐蚀而损耗，金属腐蚀的快慢与下列二种因素有关：
1）与构成微电池的材料有关，两极材料的活动性差别越大，
电动势越大，氧化还原反应的速度越快，活泼金属被腐蚀的速度就 越快；
阳极：4OH- → 4e- ＋O2↑+2H2O CuSO4 阴极：2Cu2++4e- → 2Cu↓ 减小
H2O
HCl CuCl2 HCl CuO
9、电解一段时间，如何恢原到电解前的溶液
既要考虑“质”又要考虑 “量”. 例如:电解CuSO4溶液：
抓住溶液的变化 若加入CuO、Cu(OH)2，均能与H2SO4反应生成CuSO4. ① CuO＋H2SO4＝CuSO4＋H2O ② Cu(OH)2＋H2SO4＝CuSO4＋2H2O 比较①、②消耗的H2SO4、生成的CuSO4、H2O即可知道: 加入1mol Cu(OH)2能与1mol H2SO4反应能生成1mol CuSO4和2molH2O.不符合电解时的相关物质的比例.若改加 CuO，则很合适.
Zn→ Zn2+＋2eFe → Fe2+＋2eNi → Ni2+＋2eCu→ Cu2+＋2e-
CuSO4溶液
电解池、金属的电化学腐蚀与防护
铜
CuCl2溶液
变蓝（Cl2)
阴极：碳棒上有一层红色的铜析出
实验分析：
通电前：分析电解质溶液中的离子情况
阳离子：H+、Cu2+ 阴离子：OH-、Cl做无规则运动
通电后：（必须直流电） （1）确定电极名称： 阳极（接电源正极） 阴极（接电源负极） 与电极材料无关
（2）判断离子的放电顺序： 阳离子：Cu2+>H+ 阴离子：Cl->OH-
如：H2SO4、NaOH、KNO3等 阳极：4OH- - 4e- = 2H2O + O2↑ 阴极：4H+ + 4e- = 2H2↑ 总反应：2H2O 通 电 2H2↑ + O2↑
阳极
阴极
实例 Na2SO4
氧
氢
气
Na2SO4溶液 气
电极反应
浓度 PH 复原 值
阳极: 4OH- - 4e- = 2H2O+O2 ↑
电解池、金属的电化学腐蚀与 防护
• 1．了解电解池的工作原理，结合原电池 工作原理，加深对化学能与电能相互转 化的理解。
• 2．掌握离子的放电顺序，能写出电极反 应式和电解池总反应方程式。
• 3．了解电解原理在氯碱工业、电镀、电 冶金属等方面的应用。
• 4．掌握电解产物的判断和计算。
• 5．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。
➢阴离子放电顺序（失电子的顺序）取决 于离子的还原性强弱
常见阴离子放电顺序： S2- > I- > Br- > Cl- > OH- > 含氧酸根 > F-
离子放电顺序： 阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。
高三总复习化学课件 电解池 金属的电化学腐蚀与防护
1．电解与电解池
考点一 电解原理
2．电解池的构成及工作原理
3．阴、阳两极上的放电顺序 在阳极上阴离子失去电子发生氧化反应，在阴极上阳离子得到电子发生还原反应 的过程叫放电。离子的放电顺序取决于离子本身的性质即离子得失电子的能力，另外 也与离子的浓度及电极材料有关。 (1)阴极：阴极上放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料无关。阳离子放电顺序 为 Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋ 。(在溶液中 Al3＋、Mg2＋、Na＋、Ca2＋、K＋等 是不会在阴极上放电的，但在熔融状态下的物质中会放电) (2)阳极：若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应；若是惰 性电极作阳极，则仅是溶液中的阴离子放电，常见阴离子的放电顺序为 S2－>I－>Br－>Cl －>OH－>含氧酸根离子。
离子放电 阳极：H2O 放
O2 生成酸
不活泼金属的含氧酸盐 (CuSO4)
电解质 浓度
生成新 电解质
生成新 电解质
电解质 pH 溶液复原 增大 加盐酸
减小 加氧化铜
1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)电解质溶液导电、金属导电都是物理变化。
()
(2)直流电源跟电解池连接后，电子从电源负极流向电解池阳极。
解析：根据电解规律可知，阴极反应：Cu2＋＋2e－===Cu，增重 0.064 g，应是 Cu 的质量，设溶液中 H＋的物质的量为 x；根据总反应式： 2Cu2＋＋2H2O=电==解==2Cu＋O2↑＋4H＋
2×64 g 4 mol 0.064 g x 解得 x＝0.002 mol，溶液中 c(H＋)＝0.000.52 Lmol＝4×10－3 mol·L－1。 答案：A
第三节电解池金属的电化学腐蚀与防护
1.(2013·浙江高考)电解装置如图所示，电解槽内装有 KI 及淀粉 溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，
发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。
已知：3I2＋6OH－===IO－ 3 ＋5I－＋3H2O
下列说法不正确的是
()
DA．项右，侧如发果生将的阴电离极子反交应换式膜：2换H为2O阳＋离2e－子==交=H换2↑膜＋，2那OH么－
析出气体___1_4_0___mL(标准状况)。 (4)C 极的电极反应式为___C_u_2_＋_＋__2_e_－_=_=_=_C__u，
析出物质__0_._0_1_2_5_mol。
由于有外接直流电源，所以装置甲、乙均为电解池，两个电解池的关系为串 联。电解一段时间后，A 极比 C 极重。故 A 极上必有 Ag 析出，由于 Ag＋在 A 极上获得电子发生了还原反应，故 A 极为电解池的阴极，在电解池中阴极 与外接直流电源的负极相连，故 E 极为负极，F 极为正极。根据电解池甲、 乙的串联关系，可进一步得出 A、B、C、D 依次为阴极、阳极、阴极、阳极。 电极反应依次为：A 极：4Ag＋＋4e－===4Ag，B 极：4OH－－4e－===2H2O＋ O2↑，C 极：2Cu2＋＋4e－===2Cu，D 极：4Cl－－4e－===2Cl2↑。
1．方法步骤 (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(勿 忘水溶液中的H＋和OH－)。
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
命题点2 电解质溶液的类型及规律
[典题示例]
1.如图是电解饱和NaCl溶液的实验装置，其中c、d为石墨电 极。则下列有关判断中正确的是 ( ) A．a为正极、b为负极 B．c为阴极、d为阳极 C．电解过程中，d电极质量增加 D．电解过程中，氯离子浓度不变
第九章 第二节 电解池 金属的电化学腐蚀与防护
2.金属的电化学防护 (1)牺牲阳极的阴极保护法： 如右图，保护铁，铁作 正 极，锌作 负 极。 (2)外加电源的阴极保护法：
外加直流电源，使被保护的金属与电源的 负 极相连。
1．电解时电极产物的判断
2．电解化学方程式的书写 (1)必须在连接号上标明通电或电解。 (2)只是电解质被电解， 电解化学方程式中只写电解质及电解产物。 电解 如电解 CuCl2 溶液：CuCl2=====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 电解 NaOH 溶液、 电解 Na2SO4 溶液时， 化学方程式应写为： 2O===== 2H 2H2↑＋O2↑。 (4)电解质、水同时被电解，则都要写进化学方程式。如电解饱和 电解 食盐水：2NaCl＋2H2O=====H2↑＋Cl2↑＋2NaOH。
4．500 mL KNO3 和 Cu(NO3)2 的混合溶液中 c(NO－)＝5.0 mol/L， 3 用石墨作电极电解此溶液， 当通电一段时间后， 两极均收集到 11.2 L 气体(标准状况)， 假定电解后溶液体积仍为 500 mL， 下 列说法不正确的是 ． ( B )
A．原混合溶液中c(K＋)为3 mol/L
一、电解池的工作原理及应用 有如图的电解池装置：
阴 极，电极反应式为 2H＋＋2e－===H2↑ ； (1)电解时，a极是 氧化反应，电极反应式为 2Cl－－2e－===Cl2↑；电解总 b极发生 通电 － 2Cl ＋2H2O=====2OH－＋H2↑＋Cl2↑ 反应的离子方程式为 。
(2)电解时，电子从电源 负极 沿导线流入电解池的 阴极 ，再 从电解池的 阳极 流出，并沿导线流回电源的 正极 。
电解质离子的浓度增大。
1．用惰性电极电解物质的量浓度为1∶3的CuSO4和NaCl的混合 溶液，可能发生的反应有 通电 ①2Cu ＋2H2O=====2Cu＋4H＋＋O2↑
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为阴极,Cu 为阳极电解 KI 溶液,通电前向电解液中加
入少量酚酞和淀粉溶液。电解后两极附近溶液呈现的
颜色正确的是 ( )
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第9单元 第2节
选项 A B C D
阴极 蓝色 红色 红色 蓝色
阳极 红色 红色 蓝色 蓝色
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第9单元 第2节
【解析】阳极生成Cu2+,Cu2+与I-反应生成I2,淀粉遇I2变 蓝,阴极H+放电,同时溶液中产生OH-,遇酚酞变红,C项 正确。 【答案】C
阳极泥。
M
(1)电解熔融的氯化钠冶炼金属钠:
①阳极反应: 2Cl--2e-
②阴极反应: 2Na++2e-
Cl2↑
2Na
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③总反应:2NaCl(熔融)
2Na+Cl2↑
注意:工业上为降低成本,常常加入CaCl2来帮助NaCl熔
化。
(2)电解熔融的氯化镁冶炼金属镁: ①阳极反应: 2Cl--2e②阴极反应: Mg2++2e-
强,故OH-失去电子,所以,阳极:⑤4OH--4e-
O2↑+2H2O,阴
极:⑥4H++4e-
2H2↑。
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2.电解时溶液中各离子的放电顺序:
(1)阳极:由于阳极发生的是氧化反应,当使用惰性电极
时各阴离子的还原性强弱顺序即决定了其放电顺序,常
见阴离子的放电顺序如下:S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸 根离子>F-;当使用非惰性电极时,就是电极本身被氧化, 如Fe、Ag、Cu作阳极时,电极反应式分别是Fe-2e- Fe2+、Ag-e
O2↑+4H++2Cu 。
电解AgNO3溶液、Cu (NO3)2溶液的电极反应式均与此 相似。 5.电解CuSO4溶液(阳极为Cu):
阳极: Cu-2e-
阴极: Cu2++2e-
Cu2+。
Cu。
当阴极采用非铜材料时,此时可以理解为在阴极上电镀 铜;而当阴极采用纯铜时,此时可理解为Cu的电解法精炼。
特别提醒:
书写电解反应的电极反应式不需要写上条件,但书写最 终的总反应式一定要写上条件——电解。 4.电解CuSO4溶液(阳极为惰性电极): 阳极: 2H2O-4e- 阴极: 2Cu2++4e- O2↑+ 4H+ 。 2Cu。
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总反应式:
2H2O+2Cu2+
+12e-
③总反应: 2Al2O3(熔融)
注意:制取Al时因熔融AlCl3不导电,故电解的是熔融Al2O3 (因其熔点高,故常加入Na3AlF6来帮助熔化),同时由 于阳极C棒与产生的氧气会反应,故C棒要定期补充。
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★互动探究 用电解法冶炼活泼金属时,能在水溶液中 进行吗?为什么? 答案:不能,因为在水溶液中活泼金属阳离子不能得到 电子而变成单质,而是H+得到电子生成氢气。
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技能归纳 电解过程中电解质溶液的变化规律如下表:
类型 电极反应 特点(惰性 电极) 电解 阴极:4H++ 水型 4e- 2H↑ H2SO4 Na2SO4 水 水 增大 增大 减小 不变 加水 加水 阳极:4OH--4e- 2H2O+O2↑ NaOH 水 增大 增大 实例 电解 对象 电解质 浓度 pH 电解质溶 液复原的 方法 加水
Cl2↑ Mg
③总反应: MgCl2(熔融)
Mg+Cl2↑
注意:制取Mg时因熔融MgO熔点太高(2800 ℃),故电解
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的是熔融MgCl2。 (3)电解熔融的氧化铝冶炼金属铝:
①阳极反应: 6O2--12e-
②阴极反应:
4Al
3+
3O2↑
4Al 4Al+3O2↑
第9单元 第2节
(4)外加电流的阴极保护法:即将要保护的金属与直流 电源的负极相连,强制不让其失电子,另外附加惰性电 极与正极相连(如图所示)。
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考点透析 考点1 电解池的构造及原理
典例1
CuI 是一种不溶于水的白色固体,
它可由反应 2Cu2++4I-
2CuI↓+I2 得到。现以石墨
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第9单元 第2节
特别提醒:
电解是最强有力的氧化还原手段,与物质的氧化性、还
原性强弱无关,即氧化性再弱的物质接上电源负极时也 会得电子,还原性再弱的物质接上正极作阳极时也会失 电子。
三、电解原理的应用
电解是最强有力的氧化还原反应手段,故在工业上应用 极广。主要应用有氯碱工业,电解法精炼铜,电解法制
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和4H++4e-
2
2H2↑,但考虑到水的电离平衡的存在:
H
O
H++OH-,阳极也可以写成2H2O-4e-
O2↑+4H+, 2H2↑+ 4
所以阳极区pH变小,阴极也可以写成4H2O+4e-
பைடு நூலகம்
OH-,所以阴极区pH变大。若在图Ⅲ的A区(阴极)滴入石蕊
显蓝色,而在B区(阳极)滴入石蕊显红色。总反应式依然是
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四、金属的电化学腐蚀及防护方法
1.实质:金属被氧化,
2.类型 (1)化学腐蚀
M-ne
-
Mn+(M代表金属原子)。
金属与周围的氧化剂直接接触发生 化学反应而产生
的腐蚀。如铁质的输油管道和石油中的硫反应,氯气等
氧化性物质直接氧化金属等。
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析氢腐蚀 (不普遍) 条件 吸氧腐蚀 (很普遍) 水膜酸性较强(pH< 水膜酸性较弱或呈 4.3) 电极 反应 负极 Fe-2e- Fe2+ 中性
正极
2H++2e-
H2↑
O2+2H2O+4e-
4OH-
总反应式
2H++Fe H2↑+Fe2+
O2+2H2O+2Fe 2Fe(OH)2 O2+2H2O+4Fe(OH)2
电镀时,用 镀层金属作阳极, 待镀金属作阴极,用 含镀层金属阳离子的溶液作电解质溶液。理论上讲,电
镀时电解质溶液的成分及浓度是基本不变的。
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3.铜的精炼(粗铜中通常含有Zn、Fe、Ni、Ag、Au等 杂质)
电极 名称 阳极 电极 材料 粗铜 Zn-2e- e
特别提醒:
上述阴、阳极放电顺序是指一般而言,在溶液中各离子 浓度特殊、电极材料特殊、电解质溶液特殊等情况下, 放电顺序及产物有可能有所变化,必须具体情况具体分 析。
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二、电解电极反应式的书写 电解电极反应式的书写比原电池电极反应式要简单一 些。阳极是阴离子或金属本身失电子,发生氧化反应, 阴极是阳离子得电子,发生还原反应,关键是把握好电 极上的放电顺序。
电极反应
电解质溶液
Zn2+,Fe- 2 CuSO4溶液 Ni2+,Cu-2 Cu2+ Cu
Fe2+,
Ni-2e- e- 阴极 纯铜
Cu2++2e-
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注意:粗铜中比较活泼的金属杂质形成阳离子进入 溶液,金属活动性弱于铜的金属(Ag和Au)沉淀在电解 槽底部,形成 4.电冶金 金属冶炼:Mn++ne
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(2)电化学腐蚀
不纯金属或合金在潮湿空气里或电解质溶液中,发生 原电池反应而产生的腐蚀。主要分为两种:析氢腐蚀和 吸氧腐蚀。金属发生电化学腐蚀的概率要比发生化学 腐蚀的概率高得多,反应速率也快得多,在电化学腐蚀
中,又以吸氧腐蚀较普遍。
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以钢铁的电化学腐蚀为例:
2H2O
2H2↑+O2↑。
3.电解NaCl溶液(阳极为惰性电极): 阳极: 2Cl--2e- 阴极: 2H++2e- Cl2↑。 H2↑或2H2O+2e- H2↑+2OH-。
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总反应式:
2H2O+2Cl-
H2↑+2OH-+Cl2↑。
电解KCl溶液、MgCl2溶液的电极反应式均与此相似。
阳极( C或钛钢网):
2Cl -2e
-
Cl2↑
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阴极(铁丝网): 2H2O+2e- 总反应式: 2H2O+2NaCl
H2↑+2OHH2↑+2NaOH+Cl2↑
注意:为防止阳极Cl2与阴极NaOH反应,NaCl溶液要用
隔膜隔开,且NaCl溶液一定要精制。 2.电镀工业
Ag+、Cu-2e-
Cu2+。
特别提醒:
Fe作阳极被氧化时首先被氧化为Fe2+,而不是Fe3+。 (2)阴极:由于阴极发生的是还原反应,故各阳离子的氧