新高考一輪復(fù)習(xí) 電解池 金屬的腐蝕和防護(hù) 學(xué)案

1、第六單元化學(xué)反響與能量變化第3節(jié)電解池 金屬的腐蝕和防護(hù)【核心素養(yǎng)】L理解電解池的構(gòu)成、工作原理及應(yīng)用，能書寫電極反響和總反響方程式。（宏觀辨識與微觀探析）.了解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害以及防止金屬腐蝕的措施。（科學(xué)態(tài)度 與社會責(zé)任）【考點(diǎn)解讀】一、電解池及電解原理（）L電解：使電流通過電解池溶液（或熔融的電解質(zhì)）而在陰、陽兩極引起氧化還原反響的過 程。.電解池概念：電解池是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。電解池構(gòu)成的條件 有外接電源;有與電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)相接觸的兩個電極;形成閉合回路。r-石墨電極名稱：陰極、反響類型： 還原反響電極反響式：Cu + 2e -=Cu.工作原理一

2、電極名稱：陽極反響類型：氧化反響、電極反響式:2CL 2e-=ClJ電解Ciici2溶液 總反響方程式: CuCb-Cu+Cl2 f電極及電極反響陽極：與電源正極相連的電極，發(fā)生氧化反響。陰極：與電源負(fù)極相連的電極，發(fā)生還原反響。電子和離子的移動方向二-三海水三三二一 一三L- rA.假設(shè)X為鋅棒，開關(guān)K置于M處，可減緩鐵的腐蝕B.假設(shè)X為鋅棒，開關(guān)K置于M處，鐵電極發(fā)生的反響為:Fe-2e-=Fe2+C.假設(shè)X為碳棒，開關(guān)K置于N處，可減緩鐵的腐蝕D.假設(shè)X為碳棒，開關(guān)K置于N處,鐵電極的反響：2H+2e=H2 T 答案：B【真題演練】(2022北京高考真題)利用以下圖裝置進(jìn)行鐵上電鍍銅的實(shí)

3、驗(yàn)探究。裝置ZF意圖序號電解質(zhì)溶液JCu-71-Fe0.1mol/LCuSO4 +少量H2sO40.1mol/LCuSO4 +過量氨水1-1實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象陰極外表有無色氣體，一段時間后陰極外表有紅色固體，氣體減少。經(jīng)檢驗(yàn)電解液中有Fe2+陰極外表未觀察到氣體，一段時間后陰極外表有致密紅色固體。經(jīng)檢驗(yàn)電解液中無Fe元素F列說法不正確的選項(xiàng)是() A.中氣體減少，推測是由于溶液中c(M)減少，且Cu覆蓋鐵電極，阻礙H+與鐵接觸B.中檢測到Fe?一 推測可能發(fā)生反響：Fe+2H+=Fe2+H2、Fe+Cu2+=Fe2+-i-CuC.隨陰極析出Cu,推測中溶液c(Cu?+)減少，Q12+4NH3Cu(NH3

4、)4平衡逆移D.中+生成Cu(NH3)4，使得c(Cr+)比中溶液的小，Cu緩慢析出，鍍層更致密 答案：C(2022.廣東.高考真題)科學(xué)家基于C%易溶于Cd4的性質(zhì)，開展了一種無需離子交換膜的新型氯流電池，可作儲能設(shè)備(如圖)。充電時電極a的反響為:NaTi2(PO4)3+2Na+2e-= Na3Ti2 (POj o 以下說法正確的選項(xiàng)是QJ NaCl gCC14 1溶液（多孔炭f了 泵電極b泵A.充電時電極b是陰極B.放電時NaCl溶液的pH減小C.放電時NaCl溶液的濃度增大D.每生成ImolC* 電極a質(zhì)量理論上增加23g 答案：C（2022浙江高考真題）通過電解廢舊鋰電池中的LiM%

5、。,可獲得難溶性的乩83和MM）2,電解示意圖如下（其中濾布的作用是阻擋固體顆粒，但離子可自由通過。電解過程中溶液的 體積變化忽略不計(jì)）。以下說法不正確的選項(xiàng)是（） A.電極A為陰極，發(fā)生還原反響B(tài).電極 B 的電極發(fā)應(yīng)：2H2O+Mn2+ -2e =MnO2 +4H+C.電解一段時間后溶液中MY+濃度保持不變D.電解結(jié)束，可通過調(diào)節(jié)pH除去Mr?+,再加入Na2cO3溶液以獲得Li2co3答案：C（2020.江蘇.高考真題）將金屬M(fèi)連接在鋼鐵設(shè)施外表，可減緩水體中鋼鐵設(shè)施的腐蝕。 在題圖所示的情境中，以下有關(guān)說法正確的選項(xiàng)是（）A.陰極的電極反響式為Fe-2e.=Fe2+B.金屬M(fèi)的活動性比

6、Fe的活動性弱C.鋼鐵設(shè)施外表因積累大量電子而被保護(hù)D.鋼鐵設(shè)施在河水中的腐蝕速率比在海水中的快答案：C（2022.山東.高考真題）設(shè)計(jì)如圖裝置回收金屬鉆。保持細(xì)菌所在環(huán)境pH穩(wěn)定，借助其降解乙酸鹽生成CO2,將廢舊鋰離子電池的正極材料LiCoC）2（s）轉(zhuǎn)化為c02+,工作時保持厭氧 環(huán)境，并定時將乙室溶液轉(zhuǎn)移至甲室。電極材料均為石墨材質(zhì)，右側(cè)裝置為原電池。下 列說法正確的選項(xiàng)是乙酸鹽陽膜CoCl2 乙酸鹽陽膜鹽酸溶液 溶液 溶液A.裝置工作時，甲室溶液pH逐漸增大B.裝置工作一段時間后，乙室應(yīng)補(bǔ)充鹽酸C.乙室電極反響式為LiCoO2 +2H2O+e =Li+ +Co2+ +4OHD.假設(shè)甲

7、室C02+減少200mg,乙室C02+增力口 300mg,那么此時已進(jìn)行過溶液轉(zhuǎn)移 答案:BD電子：從電源負(fù)極流出后，流向電解池陰極；從電解池的陽極流向電源的正極。離子：陽離子移向電解池的陰極，陰離子移向電解池的陽極。電極反響和對電極產(chǎn)物的判斷一 J判斷電解池的陰陽極,與直流電源負(fù)極相連的為陰極, 判與直流電源正極相連的為陽極 二J看清電解池的陽極材料是惰性電極還是活性電極（除 看Au, Pt外的金屬為活性電極）T活性電極:電極材料失電子,生成相應(yīng)的金屬陽離子;惰性電極:陰離子失電子,生成相應(yīng)的單質(zhì)或高價： 二化合物（陰離子放電順序:S2-rBQC0H-含：氧酸根離子,F-）： 沙陽恭麗學(xué):至

8、贏扇贏贏林淳而謫，子放 feMJT：Ag+Fe3+Cu2+H+(M)Fe2+Zn2+ 田+(水)Al3+ Mg2+Na+Ca2+ K+（4）用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律類型實(shí)例陰、陽極電極反響總反響方程式PH電解質(zhì)溶 液復(fù)原電解 水型NaOHH2SO42H+2e町4OH -4e2H2O+O2T通電2H2O 2H2T+O2T增大減小加水加水Na2sO4不變加水電解 電解 質(zhì)型HC12H+2e H2tv 2C1 2e C12T通電2HC1H2T + CI2T增大加氯化氫CuCl2Cu2 +2e Cu2C1 -2e Cl2T通電CuCI2Cu+ChT加氯化銅放H2 生堿型NaCl2H+2e町 2C

9、1 -2e Cl2T2NaCl +通電 2H2O2NaOH+H2T + CI2T增大加氯化氫放。2 生酸型C11SO4Cu2 +2e Cu、4OH 4e 02T+ 2H2O2C11SO4+通電 2H2O2H2SO4+2Cu+02T減小加氧化銅【基礎(chǔ)測評】.易錯易混辨析（正確的畫“小，錯誤的畫“義”）。 TOC o 1-5 h z 電解池的陽極發(fā)生氧化反響，陰極發(fā)生還原反響()直流電源跟電解池連接后，電子從電源負(fù)極流向電解池陽極()電解池工作時，電流方向與陽離子移動方向相同()(4)Fe3+在電解池陰極放電時的電極反響式為Fe3+-f-3e-Fe()(5)電解CuCL溶液，陽極逸出的氣體能使?jié)駶?/p>

10、的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)()(6)用惰性電極電解飽和食鹽水，溶液的pH不變()電解用銅作電極電解CuSCU溶液的方程式為2Cu2+2H2O=2Cu+O21 +4H+()電解NaCl溶液得到22.4 L比(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，理論上需要轉(zhuǎn)移Na個電子()答案：xvxxxxx.寫出以下相關(guān)的電極反響式和總反響方程式。陽極反響式陰極反響式總反響方程式(1)用惰性電極電解AgNO3溶液(2)用惰性電極電解MgCl2溶液(3)用銅作電極電解NaCl溶液(4)用惰性電極電解Na2so4溶液答案：(1 )4OH-4e- =2H2O+O2T ； 4Ag+4e =4Ag; 4Ag+2H2。%4Ag+02T+4H+ (2)2

11、Cl-2e =C12T; 2H+4-2e =H2T; Mg2+2CT+2H2O=Mg(OH)21+CLT+H2T (3)Cu-2e =Cu2+； 2H+2e =H2T; Cu+2H2O=Cu(OH)2+H2T(4)4OH -4e =2H2O+O2T; 4H+4e =2H2T; 2H2。=2七產(chǎn)02T3以石墨為電極，電解KI溶液(其中含有少量酚酉太和淀粉)。以下說法錯誤的選項(xiàng)是()A.陰極附近溶液呈紅色B.陰極逸出氣體C.陽極附近溶液呈藍(lán)色D.溶液的pH變小答案：D4以甲醇燃料電池(KOH為電解質(zhì))為電源，在實(shí)驗(yàn)中模擬鋁制品外表“鈍化”處理的過程。實(shí)驗(yàn) 中，通電一段時間后可觀察到鋁電極逐漸失去光

12、澤，并出現(xiàn)細(xì)小氣泡,裝置如下圖，以下說法 正確的選項(xiàng)是()a b燃料電池AlhNaHCO掩液6H+CO2T6H+CO2TA.燃料電池b電極上發(fā)生的反響為CH3OH-6e +H2OB.電解池中石墨電極作陰極,發(fā)生的反響為2H+2e-= H2fC.電解池中Al電極上發(fā)生的反響為Al-3e +3HCO-= A1（OH）3+3CO2TD.理論上每生成19.5 g沉淀，標(biāo)準(zhǔn)狀況下a電極上消耗2.1 LO2 答案：C5.將兩個伯電極插入500 mL CuSO4溶液中進(jìn)行電解，通電一定時間后,某一電極增重0.064 g（設(shè)電解時該電極無氫氣析出，且不考慮水解和溶液體積變化），此時溶液中氫離子的物質(zhì)的 量濃度

13、約為（）A.4xl0-3 mol-L_| B.2xl0-3 mol-L-1 C.lxlO-3 mol-L-1 D.lxlO-7 mol-L1 答案：A 二、電解原理的應(yīng)用（）淡鹽水鼻1 .電解飽和食鹽水NaOH r溶液鏟一二:h2o：（含少量NaOH）電極反響式陽極：2C一2屋=。21 （反響類型:氧化反響） 陰極：2H.+2e一H# （反響類型: 還原 反響） 總反響化學(xué)方程式：2NaCl+2H2OA2NaOH+氏7 + Cl2f 離子方程式：2C+ 2H?O迪堡20H-+H?T + CbT2 ,電鍍和電解精練銅電鍍（Fe上鍍Cu）電解精煉銅陽 極電極材料Cu粗銅（含 Zn、Fe、Ni、 A

14、gx Au等雜質(zhì)）電極反響Cu 2e一=Cu2+Cu -2e-=Cu（主） Zn-2eZn2+ Fe-2e-Fe2+ Ni-2e-Ni2+陰 極電極材料Fe純銅電極反響Cu2 + +-=Cu電解質(zhì)溶液C11SO4溶液電解精煉銅時，粗銅中的Ag、Au等不反響，沉積在電解池底 部形成陽極泥3 .電冶金利用電解熔融鹽的方法來冶煉活潑金屬Na、Cas Mg、Al等。冶煉鈉電解2NaCl（熔融）=2Na+CLT電極反響：陽極：2C-2e=Cb t ；陰極：2Na+2e=2Na。冶煉鋁電解2Al2。3（熔融）4A1 + 302?電極反響：陽極：6O2-12e=3O2 t ；陰極：4 Al3+12/-4A1

15、。冶煉Mg、Ca與鈉相似都是電解氯化物，因AlCb是共價化合物，故電解AI2O3制A1?！净A(chǔ)測評】L易錯易混辨析（正確的畫“杷錯誤的畫“X”）。 TOC o 1-5 h z 電解飽和食鹽水時，兩個電極均不能用金屬材料（）電解精煉銅時，同一時間內(nèi)陽極溶解銅的質(zhì)量比陰極析出銅的質(zhì)量?。ǎ┰阱兗想婂冦~時，鍍件應(yīng)連接電源的正極（）電解冶煉鎂、鋁通常電解MgCL和AI2O3,也可電解MgO和A1C13（）陽離子交換膜能阻止陰離子和氣體分子通過（）（6）電解飽和食鹽水時,用淀粉-KI試紙檢驗(yàn)陰極產(chǎn)物（）答案：X V X X V X.（1）電解過程中A中CuSCU溶液濃度逐漸，而B中CuS04溶液濃度飽

16、和陽離子食鹽水 交換膜C飽和陽離子食鹽水 交換膜C圖C電解過程中，陽離子交換膜的作用為答案：減小基本不變 只允許陽離子通過，阻止CL分子、陰離子通過.以下關(guān)于銅電極的表達(dá)不正確的選項(xiàng)是（）A.鋅、銅和稀硫酸構(gòu)成的原電池中銅作正極B.在鍍件上鍍銅時可用金屬銅作陽極C.用電解法精煉銅時粗銅發(fā)生氧化反響D.用電解法精煉銅時純銅作陽極答案：D.利用如下圖裝置模擬電解原理在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用。以下說法正確的選項(xiàng)是（）直流電源A.氯堿工業(yè)中,X電極反響式是4OH -4e-2H2O+O2TB.電解精煉銅時,Z中的CF+濃度不變C.在鐵片上鍍銅時,Y是純銅D.制取金屬鎂時,Z是熔融的氯化鎂答案：D.用如下圖裝置

17、處理含N 0；的酸性工業(yè)廢水，某電極反響式為2NO；+12H+10e-N2T+6H20,那么以下說法錯誤的選項(xiàng)是（）A.A為電源正極，電解過程中有氣體放出B.電解時,H+從質(zhì)子交換膜左側(cè)向右側(cè)移動C.電解時，右側(cè)電解溶液的pH保持不變D.電解池一側(cè)生成5.6 gN2,另一側(cè)溶液的質(zhì)量減少18g答案:C.某同學(xué)組裝了如下圖的電化學(xué)裝置,那么以下說法正確的選項(xiàng)是（）A.圖中甲池為原電池裝置,Cu電極發(fā)生還原反響B(tài).實(shí)驗(yàn)過程中，甲池左側(cè)燒杯中NO；的濃度不變C假設(shè)甲池中Ag電極質(zhì)量增加5.4 g時，乙池某電極析出1.6 g金屬，那么乙中的某鹽溶液可能是 足量AgNCh溶液D.假設(shè)用銅制U形物代替“鹽

18、橋”，工作一段時間后取出U型物稱量，質(zhì)量不變?nèi)芤杭壮匾页卮鸢福篋【題后感悟】多池串聯(lián)裝置常見類型稀硫酸稀硫酸 稀硫酸稀硫酸圖甲困乙類型1:圖甲，無外接電源，二者必有一個裝置是原電池（相當(dāng)于發(fā)電裝置），為電解裝置提供電能, 其中兩個電極活動性差異大者為原電池，即左側(cè)為原電池,右側(cè)為電解池。類型2:圖乙，有外接電源，兩裝置均為電解池，且串聯(lián)電解，通過電路的電子的物質(zhì)的量相等。三、金屬的腐蝕與防護(hù)（）.金屬腐蝕的本質(zhì)：金屬原子失去電子變成阻離子而損耗。.金屬腐蝕的類型化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件金屬與接觸到的干燥氣體或非電解質(zhì)液體直接反響不純金屬接觸到電解質(zhì)溶液發(fā)生原電池反響本質(zhì)M

19、-/ie-=M,?+現(xiàn)象金屬被腐蝕較活潑金屬被腐蝕區(qū)別五電流產(chǎn)生有電流產(chǎn)生聯(lián)系兩者往往同時發(fā)生，.電化學(xué).腐蝕更普遍析氫腐蝕和吸氧腐蝕類型析氫腐蝕吸氧腐蝕水膜酸性較強(qiáng)較弱或中性負(fù)極反響Fe-2e=Fe2+正極反響2H+ + 2e-=H2T02 4- 2Hg+4e-=4OH -總反響Fe+2H+Fe2+H2T2Fe+O2 + 2H2O =2Fe(OH)/其他反響4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 、Fe(OHb - Fe2O3，H2O(鐵銹)普遍性吸氧腐蝕更普遍.金屬的防護(hù)電化學(xué)防護(hù)a.犧牲陽極的陰極保護(hù)法一原電池原理負(fù)極:比被保護(hù)金屬活潑的金屬。正極:被保護(hù)的金屬設(shè)備。b.外加電流的陰極保護(hù)法電解原理陰極:被保護(hù)的金屬設(shè)備。陽極: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(hù)層，如在金屬外表噴油漆