專題6第3講電解池原理、金屬腐蝕與防護

1、專題6化學(xué)反應(yīng)與能量變化主備人:范永華使用時間:2014、 11、 5他吐蒔用場辛高顒+學(xué)1KWU. rWVWII"hIEIWLE KMfL2015屆高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)教學(xué)案不為失敗找借口，要為成功找方法第2頁共5頁專題6第3講 電解池的工作原理及應(yīng)用金屬的腐蝕與防護【考綱要求】1.理解電解池的工作原理，能寫出常見的簡單電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。2.認識金屬腐蝕的危害，理解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因，能運用恰當(dāng)?shù)拇胧┓乐硅F、鋁等 金屬腐蝕。考點一電解的原理反應(yīng)和反應(yīng)的過程。作用下，電解質(zhì)在兩個電極上分別發(fā)生2. 能量轉(zhuǎn)化形式：能轉(zhuǎn)化為能。3.電解池有與相連的兩個電極。(或熔融鹽)。電子和

2、離子的移動方向(1) 構(gòu)成條件形成(2) 電極名稱及電極反應(yīng)式(如圖)反應(yīng)電極名稱！ 反應(yīng)類犁:反應(yīng)庖極反應(yīng)式：CuCh溶遮4.分析電解過程的思維程序一一電解池電極式書寫步驟(1) 首先判斷陰、陽極，分析 陽極材料是惰性電極還是 活潑電極。(2) 再分析電解質(zhì)溶液的組成，找全離子并分陰、陽兩組(不要忘記水溶液中的 H*和OH)。(3) 然后排出陰、陽兩極的 放電順序陰極：陽離子放電 Ag+ >Fe3+ >Cu2十>H + (酸)>Fe2+ >Zn2十 >H + (水)>AI3+>Mg 2>Na + >Ca2+ >K 十。 陽極：

3、活性電極>S2>>Br->C>OH >含氧酸根離子。(4) 分析電極反應(yīng)，判斷電極產(chǎn)物，寫出電極反應(yīng)式，要注意遵循原子守恒和電荷守恒。(5) 最后寫出電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式或離子方程式，注明反應(yīng)條件“通電”【鞏固練習(xí)】1.分析電極式，并總結(jié)電解規(guī)律(用惰性電極電解)電極名稱:_ 反應(yīng)類型，二 底極反應(yīng)式:電解質(zhì)水溶液電極式被電解的物質(zhì)總化學(xué)方程式或離子方程式溶液濃度pH溶液復(fù)原H2SO4陽：陰：加NaOH陽：陰：加KNO3或Na2SO4陽：陰：加HCl陽：陰：通入CuCl2陽：陰：加NaCl陽：陰：生成新電解質(zhì)通入OJ七"-1陽:CuSO4陰:生成

4、新加電解質(zhì)2. 右圖為直流電源電解稀 Na2SO4水溶液的裝置。通電后在石墨電極 a和b附近分別滴加幾 滴石蕊溶液。下列實驗現(xiàn)象描述正確的是()A .逸出氣體的體積，a電極的小于b電極的D. a電極附近呈藍色，b電極附近呈紅色 CuSO4溶液，通電一段時間后，向所得的溶液中加入 0.1 mol pH O則下列說法正確的是()B.電解過程中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為0.4 molD .陽極收集到的氣體體積為1.12 L(標況下)B .一電極逸出無味氣體，另一電極逸出刺激性氣體C. a電極附近呈紅色，b電極附近呈藍色3. 用惰性電極電解一定濃度的Cu(OH) 2后恰好恢復(fù)到電解前的濃度和A .電解過程

5、中陰極沒有氣體生成C .原CuSO4溶液的濃度為0.1 mol4. (1)用鐵作電極電解 NaCI溶液陽極式總化學(xué)方程式(2)用銅作電極電解鹽酸溶液 陽極式總反應(yīng)離子方程式用Al作電極電解NaOH溶液 陽極式總反應(yīng)離子方程式_ 考點二電解原理的應(yīng)用1.電解飽和食鹽水陽極式：總反應(yīng)方程式： 離子反應(yīng)方程式:氯堿工業(yè)制_、禾口_.反應(yīng))；陰極式:反應(yīng))2. 電鍍：若右圖為金屬表面鍍銀的工作示意圖：(1) 鍍件作極，鍍層金屬銀作 極。(2) 電解質(zhì)溶液是(3) 陽極式：(4) 工作時電鍍液的濃度3. 電解精煉銅(1) 電極材料：陽極為.(2) 電解質(zhì)溶液：(3 )陽極式：陰極式：；陰極式：O (填“

6、增大”、“減小”或“不變”H卜錮蘭二LZ 三:=-I f-： .銅4 .電解熔融鹽冶煉活潑金屬Na、Ca、Mg、Al等。潔#JKWU. TwvmuVAhUJHKCiJUEHU KM£L2015屆高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)教學(xué)案(1)冶煉鈉陽極式:通電人2NaCI(熔融)=2Na + CI2 f;陰極式：Z 通電人2AI 203(熔融)=4AI + 3O2 f；陰極式：1.利用如圖所示裝置模擬電解原理在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用。下列說法正確的是冶煉鋁 陽極式：【鞏固練習(xí)】A .氯堿工業(yè)中，X電極上反應(yīng)式是 4OH 4e=2H2O + 02 ()B .電解精煉銅時，Z溶液中的Cu2*濃度不變C.在鐵片上鍍

7、銅時，丫是純銅 D .制取金屬鎂時，Z是熔融的氯化鎂 2.使用氯化鈉作原料可以得到多種產(chǎn)品。(1) 實驗室用惰性電極電解 100 mL 0.1 moI L NaCI溶液，若陰陽兩極均得到mL氣體(標準狀況)，則所得溶液的物質(zhì)的量濃度是 (忽略前后溶液體積變化)o(2) 某學(xué)生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液，通電時，為使 CI2被完全吸收，制得有較強殺菌能力的消毒液，設(shè)計了 如圖的裝置。對電源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是 (填字母序號A>-=h£)oa為正極，b為負極；NaCIO和NaCI a為陽極，b為陰極；HCIO和NaCIC .(

8、3)實驗室中很難用亞鐵鹽溶液與燒堿反應(yīng)制得白色純凈的 置，只更換一個電極，通過電解法制取較純凈的B. a為負極，b為正極；NaCIO和NaCl D. a為陰極，b為陽極；HCIO和NaCIFe(OH)2沉淀。某同學(xué)利用上圖裝 Fe(OH)2沉淀，且較長時間不變色。該同學(xué)換上的電解材料是 (用元素符號表示)，總的反應(yīng)式是3.某工廠采用電解法處理含鉻廢水，耐酸電解槽用鐵板作陰、槽中盛放含鉻廢水，原理示意圖如下，下列說法不正確的是陽極,)A接電源負極陽極區(qū)溶液中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)為Cr2O7 - + 6Fe2+ + 14H l=2Cr3+ + 6Fe3+ + 了出。陰極區(qū)附近溶液 pH降低 若不考慮

9、氣體的溶解，當(dāng)收集到應(yīng)對電化學(xué)定量計算的方法H2 13.44 L(標準狀況)時，有幾乎不儈£/ 'tpH 為 3.5".5 CrjO?為主的跤水0.1 mol Cr2O2被還原D .考點三1.根據(jù)電子守恒計算用于串聯(lián)電路中陰陽兩極產(chǎn)物、正負兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。如以通過4 mol e為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式：、-P陽扱產(chǎn)物陰極產(chǎn)物2.根據(jù)總反應(yīng)式計算【鞏固練習(xí)】1 .兩個惰性電極插入 500 mL AgNO3溶液中，通電電解。當(dāng)電解液的 6.0變?yōu)?.0時(設(shè)電解過程中陰極沒有 計)，電極上析出銀的質(zhì)量最大為(pH從H2放出，

10、且電解液在電解前后體積變化可以忽略不)D. 216 mg5 min時，銅A . 27 mg B. 54 mg C. 106 mg2在如圖所示的裝置中，若通直流電電極質(zhì)量增加2.16 go設(shè)電解前后溶液體積無變化,11PLFt1 X電源¥rtIyLfeyBCu一分耕耘，一分收獲A2015屆咼三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)教學(xué)案試回答下列問題。(1) 電源中X電極為直流電源的 極。(2) pH變化：A : ，B : ，C: (填“增大”、“減小”或“不變”)。通電5 min時，B中共收集224 mL(標準狀況下)氣體，溶液體積為200 mL，則通電前CuS04 溶液的物質(zhì)的量濃度為若A中KCl足量且溶液

11、的體積也是 200 mL，電解后，溶液的pH為。3.500 mL KNO 3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO3)= 0.6 mol L1,用石墨作電極電解此溶液， 當(dāng)通電一段時間后，兩極均收集到 2.24 L氣體(標準狀況下)，假定電解后溶液體積仍為500mL，下列說法正確的是()B .上述電解過程中共轉(zhuǎn)移0.2 mol電子+ 1D.電解后溶液中c(H )為0.2 mol L-A .原混合溶液中 c(K + )為0.2 mol L1C .電解得到的Cu的物質(zhì)的量為0.05 mol反應(yīng)?？键c四金屬的腐蝕和防護類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件金屬跟非金屬單質(zhì)直接接觸金屬或跟接觸現(xiàn)象電流產(chǎn)生電流產(chǎn)生

12、本質(zhì)金屬被較活潑金屬被聯(lián)系兩者往往冋時發(fā)生，腐蝕更普遍變?yōu)?，金屬發(fā)生1. 金屬腐蝕的本質(zhì)：金屬原子2. 類型(1)化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕(2)析氫腐蝕與吸氧腐蝕(以鋼鐵的腐蝕為例進行分析)類型析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜水膜電極反應(yīng)負極Fe 2e =Fe2正極總反應(yīng)式聯(lián)系腐蝕更普遍3 防腐(1)電化學(xué)防護原理犧牲陽極的陰極保護法極：被保護的金屬設(shè)備。 :比被保護金屬活潑的金屬； 外加電流的陰極保護法 一原理 :被保護的金屬設(shè)備； :惰性金屬。 改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如制成合金、不銹鋼等。加防護層，如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法。 【鞏固練習(xí)】1判斷正誤，正確的劃 “y，錯誤的劃“X”(1) 所有金屬純度越大，越不易被腐蝕(2) 純銀器表面變黑和鋼鐵表面生銹腐蝕原理一樣(3) 干燥環(huán)境下金屬不被腐蝕(4) Al、Fe、Cu在潮濕的空氣中腐蝕均生成氧化物(5) 鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時，負極鐵失去電子生成Fe3+(6) 在金屬表面覆蓋保護層，若保護層破損后，就完全失去了對金屬的保護作用頁共5頁不為失敗找借口，要為成功找方法外加電流的陰極保護法，