电解原理应用及金属腐蚀

高考对电解的要求
【08天津卷】下列叙述正确的是（ ） A．在原电池的负极和电解池的阴极上都是发生失电 子的氧化反应
B．用惰性电极电解Na2SO4溶液，阴阳两极产物的物 质的量之比为1：2 C．用惰性电极电解饱和NaCl溶液，若有1 mol电子转 移，则生成1 molNaOH D．镀层破损后，镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀
D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt
金属的电冶炼考查
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•近年来，加“碘反”食思盐K较多IO的3使的用制了碘备酸钾(KIO3) ，碘酸
钾在工业上可用电解法制取。以石墨和不锈钢为电极，以
KI溶液为电解液，在一定条件下电解，反应方程式为：
•
KI＋3H2O 电解 KIO3＋3H2↑。
•判断电极材料和电极反应
石墨作阳极
不锈钢作阴极
阳极反应：I--6e-+3H2O＝IO3- +6H＋ 阴极反应：6H2O+6e-=6OH-+3H2↑
深入思考是否合理?
做一名有理性的化学教师！a
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水的电解——1
•用电解水的实验来证明，水是由H、O元素组成的，通过
比较产生的氢气和氧气的体积还可以定量证明水中氢元
值得思考的是放电顺序！
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高考对电解的要求
【05天津-12】金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、 Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确 的是（已知：氧化性Fe2+＜Ni2+＜Cu2+） A．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2+ + 2e- == Ni B．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等 C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+ 和Zn2+
固体复合氧化物
该电解池采用了能传导某种离子（ H+、教L师i+、要F-、努O力2- ）通的过固体
复钯合多氧孔化多物晶为薄电膜解为质电（极简。称SCY），吸附在自SC己Y内的外教侧表学面将的金学属
阳极：3H2 － 6e- ＝6H+ 阴极：N2+6H++6e- ＝2NH3 a
生思维引向自由 地创新！ 7
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拓展：电解的应用
德国人哈伯发明了合成氨技术而获 得1918年诺贝尔化学奖，但该方法 须在高温高压催化剂条件下，否则 难以自发进行。2000年希腊化学家 斯佳在《科学》杂志上公布了他的 新发明在常压下把氢气与氮气通入 一加热到570℃的电解池（如图） 氢氮在电极上合成氨，而且转化率 高于哈伯法的五倍，达到80%。
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溶液
电冶炼——铜的电精炼
• 目的：火法冶炼得到的铜纯度不够高不能满足电气工业 对铜的要求(含Cu量≥99.95%)。为了得到高纯度的铜常采 用电解法精炼。
• 粗铜中的主要杂质：Zn、Fe、Ni、Pb、Au、Ag 、Cu2O 、 CuS等
• 原理：阳极粗铜、阴极纯铜、CuSO4溶液为电解液
– 阴极(纯铜)：Cu2++2e-=Cu
电解的应用
氯碱工业等
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电解原理的应用——电镀
• 目的：增强抗腐蚀能力；增加 美观；改善机械性能；
• 概念：应用电解原理在某些物 体表面镀上一层其他金属或合 金的方法
• 组成：
• 直流电源
• 阳极——镀层金属 M－ne-＝ Mn＋
• 阴极——镀件 ＝M
Mn＋＋ne-
• 电解液：含镀层金属离子的a 盐
据反应现象判断电极及电极反应等
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高考对电解的要求
【08全国Ⅱ卷】右图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置， 通电后在石墨电极a和b附近分别滴加石蕊溶液，下列实验现象
正确的是
A．逸出气体的体积：a电极的小于b电极的
B．电极逸出无味气体，另一电极
逸出刺激性气味气体
C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色
B．铜电极发生还原反应 C．铜电极接直流电源的负极 D．当有0.1mol电子转移时，
-
+
阴
阳
极
极
有0.1molCu2O生成
新情境下，根据电解总反应，
判断电极材料、电极反应及计算。
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高考对电解的要求
【2009北京卷6】 下列叙述不正确的是 A．铁表面镀锌，铁作阳极 B．船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀 C．钢铁吸氧腐蚀的正极反应：O2 + 2H2O + 4e- = 4OHD．工业上电解饱和食盐水的阳极反应： 2Cl--2e- = C12↑ 电解原理与原电池原理的简单综合
• 电池阳反极应：：62OA2-l-21O23e- 电→解 34OA2l+3O2↑ 熔融
Al2O3的熔点2045℃ 冰晶石Na3AlF6 将Al2O3的熔点降低到大约1000 ℃
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电冶炼——镁的冶炼
• 原料：MgCl2 • 电极材料：
遇到的主要问题：如何得 到无水的MgCl2？
• 电极反应：
• 阴极：Mg2++2e-=Mg
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高考对电解的要求
【08上海卷】取一张用饱和的NaCl溶液浸湿的pH试纸，两根 铅笔芯作电极，接通直流电源，一段时间后，发现a电极与试 纸接触处出现一个双色同心圆，内圈为白色，外圈呈浅红色。 则下列说法错误的是
A. b电极是阴极
B．a电极与电源的正极相连 阳极
阴极
C．电解过程中水是氧化剂
D．b电极附近溶液的pห้องสมุดไป่ตู้变小
• 电池阳反极应：：2MClg--C2el2-=C熔电l解2融 Mg+Cl2↑
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电解原理的应用---电冶金
由于电解池中的反应是在外力强制下发生的，推动 力与所施加的电压成比例。因此电解方法对于推进 氧化还原反应而言，已经不存在任何禁区，广泛用 于制备或生产活泼金属、非金属单质等。对于像钠、 钙、镁、铝等活波金属，电解法几乎是唯一可行的 实用方法。
D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色
阴 H2 O2 阳
据反应现象判断电极及电极反应等
极
-+ OH H
极
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高考对电解的要求
【09年安徽理综·12】Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学 理念设计的制取.Cu2O的电解池示意图如下，电解总反应： 2Cu+H2O==Cu2O+H2↑。下列说法正确的是 A．石墨电极上产生氢气
– 阳极(粗铜)：Zn-2e-=Zn2+
–
Fe-2e-=Fe2+
–
Ni-2e-=Ni2+
–
Cu-2e-=Cu2+
– Ag、Au掉入阳极附近形a 成阳极泥
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电冶炼——铝的冶炼
• 原料：Al2O3 • 电极材料：石墨
• 电极反应：
遇到的主要问题：
如何得到含有Al3+的熔融 的电解质？
• 阴极：4Al3++12e- →4Al