电解池的构成条件

六、金属的腐蚀 （一）金属腐蚀： 1、定义：是指金属或合金跟 接触到的气体或液体 发生 氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。
2、本质：
M - ne- = Mn+
（ 氧化 反应）
3、类型：直接反应— 化学 腐蚀；原电池反应—电化学 腐蚀 （二）化学腐蚀： 金属与接触到的 干燥的氧化剂 （如 O2 、 Cl2 、SO2 等）
Fe、Zn等活泼金属溶解时，析出Cu，使Cu2+浓度减小
4、活泼金属的冶炼 （1）制钠： 阴极： 阳极：
2Na+ + 2e— = 2Na
2Cl — — 2e— = Cl2↑ 电解 总反应： 2NaCl（熔融） = 2Na+Cl2↑ （2）制镁： 阴极： 阳极： Mg2+ + 2e— = Mg
2Cl — — 2e— = Cl2↑ 电解 总反应：MgCl2（熔融）= Mg+Cl2↑ 注意: 不用MgO， MgO熔点太高 （3）制铝：
直接接触
两种腐蚀往往 同时发生，但电化学 腐蚀更普遍， 速度快，危害更重。
(四)金属的防护 1、改变金属的内部结构 制成合金（不锈钢） 2、在金属表面覆盖保护层， 水 空气 使它隔离________、______等物质 喷油漆、涂油脂、电镀、表面钝化、搪瓷等。 3、金属的电化学防护 （1）牺牲阳极的阴极保护法 被保护的金属做正极， 活泼金属保护不活泼金属 （2）外加直流电源的阴极保护法 被保护的金属做阴极
健身器材刷油漆
某些金属工具或“机械传 动部位” ，用油脂来防锈
衣架和电线外面包上一层塑料层
船身如何防腐蚀的？
船身上装锌块
用牺牲锌块的方法来保护
下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是
(5)>(2)>(1)>(3)>( ______________________________4 )
金属腐蚀的快慢速度：
电解自身型
+ － 阴极： 2H +2e ＝ H2 ↑ 放氢生碱型 － － 阳极： 2Cl － 2e ＝Cl2↑ 电解 总反应： 2NaCl+2H2O＝2NaOH+ Cl2↑ + H2↑ 电解 －+2H O＝Cl ↑ + H ↑ + 2OH－ 2Cl 2 2 2
浓度： 减小
pH： 增大
复原： HCl气体
实质是
镀层金属在阳极溶解然后在镀件上析出
.
⑵镀层金属作 阳 极，镀件作 阴 极，
电镀液
含有镀层金属离子的溶液
。
；
2+ ⑶Fe上镀Cu原理： Fe 作阴极，Cu + 2e = Cu
2+ Cu 作阳极， Cu—2e = Cu 。
⑷电镀液的浓度在电镀过程中 不变 。 ⑸注意： 离子浓度会影响放电顺序
当Fe2+、Zn2+浓度一直保持很大时，将优先于H+放电 从而实现镀铁、镀锌
阳极： 4OH－－4e－＝2H2O +O2↑ 电解 总反应： 2CuSO4 +2H2O ＝ 2Cu+O2↑ +2H2SO4 电解 2Cu2+ +2H2O ＝ 2Cu+O2↑ +4H+ 浓度： 减小 pH： 减小 复原： CuO固体
阴极： 4Ag+ +4e－＝4Ag
放氧生酸型 阳极： 4OH－－4e－＝2H2O +O2↑ 电解 总反应： 4AgNO +2H O ＝ 4Ag+O ↑ +4HNO
（写出下列装置的电极反应式、总反应式pH变化、复原方法） 惰性电极： 阴极： Cu2+ +2e－＝ Cu 浓度： 减小 阳极： 2Cl －－ 2e－＝Cl2↑ 电解 总反应： CuCl2＝Cu +Cl2↑ pH： 增大 电解 2++2Cl－＝Cu +Cl ↑ 复原：CuCl2固体 Cu 2 阴极： 2H+ +2e－＝ H2 ↑ 阳极： 2Cl －－ 2e－＝Cl2↑ 电解 总反应： 2HCl＝ Cl2↑ + H2↑ 电解 2H++Cl－＝ Cl2↑ + H2↑ 浓度： 减小 pH： 增大 复原： HCl气体
阴极：
阳极：
4Al3+ + 12e— = 4Al 6O2 — — 12e— = 3O2↑ 电解 2Al2O3（熔融） 4Al+3O2↑ =
注意: 不用AlCl3，熔融AlCl3不导电
不同金属冶炼方法的选择
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag
电解法
还原法
热分解法
同一种金属可能有不同的冶炼方法 简单，实用，节省的原则
NaCl溶液换成MgCl2溶液呢？ 阴极： 阳极： 2H+ +2e－＝ H2 ↑
2Cl －－ 2e－＝Cl2↑ 电解 总反应： MgCl2+2H2O＝Mg(OH）2+ Cl2↑ + H2↑ 电解 Mg2++2Cl－+2H2O＝Cl2↑ + H2 ↑ + Mg（OH)2
阴极：
2Cu2+ +4e－＝2Cu
化学能与电能
电解池的构成条件
内容讲解
一、电化学基本内容 1、定义：研究化学能与电能相互转换的 装置、过程和效率的科学。 2、根据反应产物与电流的关系，电化学 反应过程（及其装置）可以分为两类： 产生电流的反应 ：化学能转换为电能 借助电流发生的反应 ：电能转换为化学能
1.能量转化 2.电极名称 3.电子流向 3.电流方向
活性电极> S2- > I- > Br- > Cl- > OH- > 含氧酸根 > F阴极： 阳 离子， Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+>活泼金属阳离子 正常浓度时 H+正常浓度小， Fe2+、Zn2+浓度浓度一直保持很大时
（三）电解的类型及电极反应式的书写
负极（Fe）
正极（C） 总反应
2Fe+2H2O+O2＝2Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
Fe2O3 ·nH2O（铁锈）
3、化学腐蚀与电化学腐蚀的比较：
电化腐蚀 条件 有无电流 本质 联系 不纯金属或合金 与 电解质溶液 接触 弱电流 较活泼的金属被氧化 化学腐蚀
与 氧化剂 无 金属被氧化
书写步骤及注意事项： 1、看清电极材料 2、找出溶液中的阳离子和阴离子 3、根据放电顺序及电极材料确定放电微粒 4、电极反应式一定为离子方程式： 不考虑放电微粒来源以及后续反应 5、总反应式： 考虑放电微粒的来源，满足离子方程式的书写规则 6、两极相加不一定为总反应 7、总反应写条件：电解
电解饱和食盐水 H2 Cl2
Fe
Ti
。
电极反应：2Cl - 2e = Cl2↑ 。 电解 2NaCl+2H2O =2NaOH+Cl2↑+H2↑ 。
⑵设备 阳离子交换膜电解槽
只允许阳离子自由通过
。
而阻止阴离子和气体通过。 避免Cl2和NaOH反应
⑶电解过程： 阴极 H+ 放电，产生 H2 ，使 OH-浓度增大， 即阴极区产生 H2 NaOH 。 开始时阴极区需要加入 H2O 少量NaOH 。 增强导电性
3、精炼： ⑴实质是用电解原理，使粗金属先 溶解再在纯金属上析出 的过程 ⑵精炼铜的原理：粗铜作 阳 极， Cu—2e- = Cu2+ ； 精铜作 阴 极， Cu2++ 2e- = Cu
2+ 电解液含有 Cu 。
；
⑶比铜活动性强的杂质形成
金属阳离子进入溶液 。
，
比铜活动性弱的杂质形成 阳极泥 ⑷电解液的浓度在电解过程中 减小 。
3
4Ag+ 浓度： 减小
电解 +2H2O ＝ 4Ag+O2↑ +4H+
2
2
3
pH： 减小
复原： Ag2O固体
阴极： 阳极：
4H+ +4e－＝2H2 ↑
4OH－－4e－＝2H2O +O2↑ 电解 总反应： 2H2O＝ O2↑ +2H2↑ 浓度： 增大 阴极： pH： 不变 复原：H2O 4H+ +4e－＝2H源自文库 ↑
应
阳极：电子流出 的一极， 失去 电子，发生氧化反 应
⑴有外加直流电源 ⑵有两个电极 ⑶两电极插入电解质溶液或熔融的 电解质 ⑷形成闭合回路
（一）电极的分类： 1、按照电源： 阳极 阴极 C、Pt、Au
2、按照活泼性： 惰性电极： （二）放电顺序： 阳极： 阴 离子，
活性电极： Ag及Ag之前的金属
电解池的阳极 ＞原电池的负极 ＞化学腐蚀 ＞原电池的正极 ＞电解池的阴极
4OH－－4e－＝2H2O +O2↑ 电解 总反应： 2H2O＝ O2↑ +2H2↑ 浓度： 增大 pH： 减小 复原：H2O 阴极： 阳极： 4H+ +4e－＝2H2 ↑
阳极：
电解水型
4OH－－4e－＝2H2O +O2↑ 电解 总反应： 2H2O＝ O2↑ +2H2↑ 浓度： 增大 pH： 增大 复原：H2O
将以上装置中的惰性电极换为Cu电极？
如何快速改写?
所有装置的阳极反应进改为： Cu — 2e- = Cu2+
阴极反应不变
总反应做相应的变化: 1、无 电解 + ＝ H ↑ + Cu2+ 2、Cu+2H 2 电解 3、Cu+2H2O＝ H2 ↑ + Cu(OH)2 4、无 电解 5、Cu +2 Ag+ = Cu2+ + 2Ag 电解 6、Cu+2H2O＝ H2 ↑ + Cu(OH)2 电解 7、 ＝ H2 ↑ + Cu2+ 电解 8、Cu+2H2O＝ H2 ↑ + Cu(OH)2 Cu+2H+
电解池 电 能转化为化学 能
阴极 阳极 负 极到 阴 极
5.离子运动方 向
_____极到 正 极 阳 正 极到 阳 极 阴 _______极到 负 极 阳离子→ 阴 极， （记忆方法： 阴极上有电子 ） 阴离子→ 阳 极. （记忆方法：阳极上缺电子 ）
电解池
6. 工 作 原 理 7. 构 成 条 件 阴极：电子流入 的一极， 得到电子，发生 还原 反
阳极 Cl 放电，产生 Cl2 。开始时阴极区需要加入 NaCl溶液 。
电解过程中Na+定向移向：
阴极
。 ②→加入Na2CO3溶液 ④→过滤→加入盐酸
⑷NaCl精炼： ①→加入NaOH溶液 ③→加入BaCl2溶液
①②③④
②①③④
②③①④
称为镀件 称为镀层 2、电镀： ⑴用 电解 的原理在金属表面镀上一层金属或合金的过程。
H+从何来？ 2H++2e- = H2↑ NaOH溶液
阴极 阳极
+
2Cl- - 2e- =Cl2↑
OH-
Na+
淡盐水
只允许阳离子通过
阳离子交换膜 H2O+少量NaOH 饱和NaCl
（四）电解原理应用 1、电解饱和食盐水 ⑴阴极材料： 阳极材料 ： 总反应：
——氯碱工业
2H+ 电极反应： +2e = H2↑
直接发生化学反应而引起的腐蚀。
（三）电化学腐蚀： 1、定义：不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生 原电池 反 应， 较活泼 的金属失去电子而被 氧化 。如 生铁 在潮湿的空 气中生锈。 2、类型： 析氢腐蚀 条件 水膜呈 较强酸性 Fe－2e-＝Fe2+ 2H++2e-＝H2↑ Fe+2H+＝ Fe2++H2↑ 吸氧腐蚀 水膜呈 中性、碱性、弱酸性 Fe－2e-＝Fe2+ O2 + 4e- + 2H2O ＝ 4 OH-