2021版高考化学一轮复习课件：第四单元第3节电解池金属的电化学腐蚀与防护

5．金属腐蚀快慢的规律 (1)电解原理引起的阳极腐蚀＞原电池原理引起的负极腐 蚀＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀。 (2)对同一种金属，强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解 质溶液。活动性不同的两金属，活动性差别越大，腐蚀越快。 (3)对同一种电解质溶液，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。
三、电解的应用
1．精炼与电镀
2．电解原理
电子从外接电源的___负__极___ 流出，经导线到达电解池的 ___阴__极___。电解质溶液中的___阳__离__子_移向阴极，氧化性强的离 子在阴极获得电子而被还原，发生还原反应；与此同时，电解 质溶液中的__阴__离__子__移向阳极，其中还原性强的离子在阳极上 失去电子(也可能是阳极很活泼，本身失去电子)而被氧化，发 生氧化反应。这样电子又从电解池的___阳__极___流出，沿导线流 回外接直流电源的__正__极____。
( )。 A．原理图可理解为两个串联
电解装置 B．如在 NaCl 溶液中加入酚酞，右边 Fe 电极附近溶液变红 C．地下管道被腐蚀，不易发现，也不便维修，故应将埋
在地下的金属管道表面涂绝缘膜(或油漆等) D．溶液中铁丝左端电极反应式为：Fe－2e－===Fe2＋
解析：原图可以变形为如下图所示装置，因此原理图可理 解为两个串联电解装置，故 A 正确；根据图示，右侧钢轨为阴 极，溶液中氢离子放电，右边 Fe 电极附近溶液的碱性增强，加 入酚酞，溶液变红，故 B 正确；在金属管道表面涂绝缘膜(或油 漆等)，可以避免被腐蚀，故 C 正确；电子由铁丝右端移向左端， 相当于构成原电池时，右端为负极，电极反应式为 Fe －2e－ ===Fe2＋，故 D 错误。
电化学 腐蚀类型
条件 正极反应 负极反应
吸氧腐蚀
析氢腐蚀
水膜酸性_很__弱__(_或__呈__中__性) 水膜酸性__较__强__ _O__2＋__4_e_－_＋__2_H_2_O__=_=_=_4_O_H__－_ __2_H_＋_＋__2_e_－_=_=_=_H__2↑_
Fe－2e－===Fe2＋
答案：C
[方法技巧]惰性电极电解的一般规律。 (1)放电顺序。 ①阴极放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料无关。放 电顺序是：
②若为活性电极作阳极，则电极本身失去电子，发生氧化 反应；若是惰性电极作阳极，则溶液中的阴离子放电，放电顺 序是：
(2)惰性电极电解电解质溶液的四种类型。
（续表）
类型 电极反应特点
答案：D
解析：①中有电源，是用惰性电极电解硫酸溶液的装置， 为电解池，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，阴极上氢离子放 电生成氢气，相当于电解水，阳离子移向阴极，②为 Zn、Cu 原电池，Zn 为负极，正极上氢离子放电生成氢气，原电池中阳 离子移向正极。①中电解硫酸相当于电解水，硫酸浓度增大， c(H＋)浓度增大，②中氢离子放电生成氢气，硫酸浓度减小， c(H＋)浓度减小，故 A 错误。
(2)书写的注意问题。 ①必须在连接号上标明通电或电解。 ②书写电解池中电极反应式时，要以实际放电的离子表示， 但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成分子式。 ③要确保两极电子转移数目相同。 ④电解水溶液时，应注意放电顺序中 H＋、OH－之后的离子 一般不参与放电。
【拓展演练】 1．(2016 年北京卷)用石墨电极完成下列电解实验。
答案：B
2．(1)利用 LiOH 和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。 LiOH 可由电解法制备，钴氧化物可通过处理钴渣获得。
利用如下图所示装置电解制备 LiOH，两电极区电解液分别 为 LiOH 和 LiCl 溶液。B 极区电解液为________(填化学式)溶 液，阳极电极反应式为______________________________，电 解过程中 Li＋向________(填“A”或“B”)电极迁移。
项目
实验一
实验二
装置
现象
a、d处试纸变蓝；b处变红， 局部褪色；c处无明显变化
两个石墨电极附近有气泡 产生；n处有气泡产生
解析：a、d 处试纸变蓝，说明溶液显碱性,是溶液中的 H＋ 得到电子生成氢气，OH－剩余造成的，故 A 正确；b 处变红， 局部褪色，说明是溶液中的 Cl－失去电子生成 Cl2，Cl2 溶于水生 成盐酸和次氯酸，故 B 错误；c 处为阳极，铁失去电子生成 Fe2+， 故 C 正确；实验一中 ac 形成电解池，db 形成电解池，所以实 验二中也相当于形成三个电解池( 一个球的两面为不同的两 极)，m 为电解池的阴极，另一球朝 m 的一面为阳极(n 的背面)， 故相当于电镀，即 m 上有铜析出，故 D 正确。
[方法技巧]电解方程式的书写。 (1)电解方程式书写的具体步骤。 ①判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。 ②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－)，然后排出阴、阳两极的放电顺序 ③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。 ④写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。
2021版高考化学一轮复 习课件：第四单元第3节 电解池金属的电化学腐
蚀与防护
2020/9/11
1．理解电解池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应 和总反应方程式。
2．了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害及防 止金属腐蚀的措施。
回归教材 一、电解池 1．电解 在直流电的作用下，电解质在两个电极上分别发生__氧__化__反__应_ 和_还__原__反__应___的过程叫电解。通过电解使不能自发进行的反应 顺利进行。电解过程中电能转化为___化__学__能___。将电能转化为 化学能的装置称为__电__解__池____。
说明
粗铜中的Zn、Fe、Ni等杂质 失去电子形成阳离子，银、 金等杂质以金属单质的形式 沉积在电解槽底，形成阳极 泥
电镀是应用电解原理在某 些金属表面镀上一层其他 金属或合金的过程
2.冶炼活泼金属 Na、Mg、Al 等活泼金属都可用电解它们的熔融盐或氧化 物的方法制得。
Na的冶炼：2NaC电l==解===2Na＋Cl2↑ Mg的冶炼：MgCl2电==解===Mg＋Cl2↑ Al的冶炼：2Al2O冰电3=晶解==石==4Al＋3O2↑
4.金属的防护 (1)改变金属的___内__部___组成结构。
(2)在金属___表__面___覆盖保护层。常见方式：涂油脂、油漆
或覆盖搪瓷、塑料等；使表面生成致密氧化膜；在表面镀一层
有自我保护作用的另一种金属。
(3)电化学保护法：外加电流的阴极保护法——接上外加直 流电源构成电解池，被保护的金属作___阴__极___；牺牲阳极的阴 极保护法——外加负极材料，构成原电池，被保护的金属作 __正__极____。
(2)将烧碱吸收 H2S 后的溶液加入到如下图所示的电解池的 阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应：
①写出电解时阴极的电极反应式：_____________________
需加入一定量的CuO 或CuCO3
答案：B
考点一 电解池原理 考向1 电解产物的判断以及电解质溶液的变化分析 [典例1](2017 届北京丰台期末)图 1 是电解饱和氯化钠溶液 的示意图。图 2 中，x 轴表示实验时流入阴极的电子的物质的 量，y 轴表示( )。
图1
图2
解析：该装置中，阳极氯离子放电，2Cl－－2e－===Cl2↑， 阴极氢离子放电，2H＋＋2e－===H2↑，总反应：2Cl－＋ 2H2O===2OH－＋H2↑＋Cl2↑。阴极氢离子放电，所以溶液中 c(OH－)增大，c(H＋)减小，c(Na＋)不变；阳极氯离子放电，所以 溶液中c(Cl－)减小。
解析：外加强大的电流抑制金属电化学腐蚀产生的电流， 故 A 正确；通电后，被保护的钢管柱作阴极，高硅铸铁作阳极， 故 B 正确；高硅铸铁为惰性辅助阳极，所以高硅铸铁不损耗， 故 C 错误；外加电流要抑制金属电化学腐蚀产生的电流，故 D 正确。
答案：C
3．在城市地下常埋有纵横交错的管道和运输电线路，有些 地面上还铺有地铁或城铁的铁轨，当有电流泄漏入潮湿的土壤 中，并与金属管道或铁轨形成回路时，就会引起金属管道、铁
(2)电化学腐蚀：不纯的金属或合金跟电解质溶液接触，发 生___原__电__池___反应，较活泼的金属被氧化的腐蚀。
(3)两种腐蚀往往同时发生，但___电__化__学_腐蚀更普遍，速度 快，危害更严重。___化__学___腐蚀无电流产生，__电__化__学__腐蚀有 电流产生。
3．电化学腐蚀的常见类型
基础测评 1．下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是( )。 A．钢管与电源正极连接，钢管可被保护 B．铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀 C．钢管与铜管露天堆放在一起，钢管不易被腐蚀 D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是 Fe－3e－===Fe3＋
解析：用电解原理保护金属时，金属应作电解池阴极，即 与原电池负极连接，故 A 错误；常温下，铁和浓硝酸反应生成 一层致密的氧化物薄膜而阻止了进一步反应，所以可以保护内 部金属不被腐蚀，故 B 正确；钢管、铜管和雨水能构成原电池， 铁作负极，容易被腐蚀，故 C 错误；钢铁发生析氢腐蚀时，负 极反应是 Fe－2e－===Fe2＋，故 D 错误。
答案ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱA
5．下图装置中 X 和 Y 均为石墨电极，电解液为 500 mL 某 蓝色溶液，电解一段时间，观察到 X 电极表面有红色的固态物 质生成，Y 电极有无色气体生成；溶液中原有溶质完全溶解后， 停止电解，取出 X 电极，洗涤、干燥、称量，电极增重 1.6 g。
下列有关说法中错误的是( )。 A．X 电极是阴极 B．Y 电极产生气体的体积为 0.224 L C．电解后溶液的 pH＝1 D．要使电解后溶液恢复到电解前的状态，
电解质 溶液
电解 电解质
电解质溶
对象 浓度 pH 液复原
放H2 生碱 型
阴极：H2O放 H2生成碱 阳极：电解质