高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第6章化學(xué)反應(yīng)與能量電化學(xué)第3課時(shí)電解池金屬的腐蝕與防護(hù)課件

化學(xué)人教版精準(zhǔn)高考第六章化學(xué)反應(yīng)與能量電化學(xué)必考內(nèi)容第三課時(shí)電解池金屬的腐蝕與防護(hù)考綱解讀考綱要求命題趨勢1.了解電解池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。2.理解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害，防止金屬腐蝕的措施。預(yù)計(jì)2018年高考中，本部分主要考查內(nèi)容有：(1)電解池的工作原理，如電解池陽、陰極的判斷，電極反應(yīng)式的書寫及溶液pH的變化等；(2)電解規(guī)律及其應(yīng)用，如氯堿工業(yè)、粗銅的精煉、電鍍等；(3)金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因和防止金屬腐蝕的措施。題型有選擇題、填空題。復(fù)習(xí)備考時(shí)，應(yīng)注重電解原理的實(shí)質(zhì)，從氧化還原反應(yīng)的角度認(rèn)識電化學(xué)；注重與元素及其化合物、有機(jī)化學(xué)、電解質(zhì)溶液、化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、新能源等知識的聯(lián)系。1考點(diǎn)一2考點(diǎn)二3考點(diǎn)三5復(fù)習(xí)練案4考點(diǎn)四1．電解(1)定義：使電流通過電解質(zhì)溶液(或熔融的電解質(zhì))而在陰、陽兩極引起______________的過程。在此過程中，____能轉(zhuǎn)化為______能。(2)特點(diǎn)：①電解是不可逆的；②電解質(zhì)導(dǎo)電一定發(fā)生______變化。考點(diǎn)一電解原理氧化還原反應(yīng)電化學(xué)化學(xué)2.電解池(1)概念：電解池是____________________的裝置。(2)電解池的構(gòu)成條件①有與______相連的兩個(gè)電極。②兩個(gè)電極插入____________(或____________)中。③形成__________。把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能電源電解質(zhì)溶液熔融電解質(zhì)閉合回路(3)電極名稱及電極反應(yīng)式以用惰性電極電解CuCl2溶液為例：總反應(yīng)方程式：_______________________。(4)電解池中電子和離子的移動方向①電子：從電源______流出后，流向電解池______；從電解池的______流向電源的______。②離子：陽離子移向電解池的______，陰離子移向電解池的______。負(fù)極陰極陽極正極陰極陽極3．電解產(chǎn)物的判斷及有關(guān)反應(yīng)式的書寫(1)判斷電解池的陰、陽極(2)分析電解質(zhì)水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)排出陰、陽兩極的放電順序(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、電荷守恒和電子轉(zhuǎn)移守恒。(5)寫出電解總反應(yīng)式在兩極轉(zhuǎn)移電子數(shù)目相同的前提下，兩極反應(yīng)相加即可得總反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式。

4.電解規(guī)律(1)電解水型電解質(zhì)(水溶液)電極方程式被電解的物質(zhì)總化學(xué)方程式電解質(zhì)濃度溶液pH復(fù)原含氧酸(如H2SO4)陽極：_________________________陰極：___________________________

__________________________________強(qiáng)堿(如NaOH)陽極：__________________________陰極：____________________________

___________________________________

4OH－－4e－===2H2O＋O2↑

4H＋＋4e－===2H2↑H2O增大減小加H2O

4OH－－4e－===2H2O＋O2↑4H＋＋4e－===2H2↑H2O增大增大加H2O電解質(zhì)(水溶液)電極方程式被電解的物質(zhì)總化學(xué)方程式電解質(zhì)濃度溶液pH復(fù)原活潑金屬的含氧酸鹽(如KNO3，Na2CO3)陽極：__________________________陰極：_________________________________________________________H2O4OH－－4e－===2H2O＋O2↑4H＋＋4e－===2H2↑

H2O增大不變(2)電解電解質(zhì)型電解質(zhì)(水溶液)電極方程式被電解的物質(zhì)總反應(yīng)式電解質(zhì)濃度溶液pH復(fù)原無氧酸(如HCl)除HF外陽極：________________________陰極：__________________________

__________________

________________________不活潑金屬的無氧酸鹽(如CuCl2)除氟化物外陽極：________________________陰極：__________________________

__________________

_____________2Cl－－2e－===Cl2↑2H＋＋2e－===H2↑HCl

減小 增大通入HCl氣體2Cl－－2e－===Cl2↑Cu2＋＋2e－===CuCuCl2

減小加CuCl2

(3)放H2生堿型電解質(zhì)(水溶液)電極方程式被電解的物質(zhì)總反應(yīng)式電解質(zhì)濃度溶液pH復(fù)原活潑金屬的無氧酸鹽(如NaCl)陽極：____________________陰極：_______________________________________________________________生成新電解質(zhì)_________________2Cl－－2e－

===Cl2↑2H＋＋2e－===H2↑NaCl和H2O增大通入HCl氣體(4)放O2生酸型電解質(zhì)(水溶液)電極方程式被電解的物質(zhì)總反應(yīng)式電解質(zhì)濃度溶液pH復(fù)原不活潑金屬的含氧酸鹽CuSO4陽極：________________________陰極：________________________________________________________________生成新電解質(zhì)____________________AgNO3陽極：________________________陰極：______________________________________________________________生成新電解質(zhì)____________________4OH－－4e－===2H2O＋O2↑2Cu2＋＋4e－===2CuCuSO4和H2O減小

加CuO或加CuCO3

4OH－－4e－===2H2O＋O2↑4Ag＋＋4e－===4AgAgNO3和H2O加Ag2O或加Ag2CO3

減小

√×√√×××

用石墨電極完成下列電解實(shí)驗(yàn)。B

Cl2、O2

2Cl－－2e－===Cl2↑、4OH－－4e－===2H2O＋O2↑Cu、H2

Cu2＋＋2e－===Cu、2H＋＋2e－===H2↑分析電解過程的思維程序(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)水溶液的組成，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。方法技巧

?注意：①陰極不管是什么材料，電極本身都不反應(yīng)，一定是溶液(或熔融電解質(zhì))中的陽離子放電。②最常用、最重要的放電順序是陽極：Cl－>OH－；陰極：Ag＋>Cu2＋>H＋。③電解水溶液時(shí)，K＋、Ca2＋、Na＋、Mg2＋、Al3＋不可能在陰極放電，即不可能用電解水溶液的方法得到K～Al等金屬。(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。[解析]

將氯化鋁溶液蒸干灼燒得到Al2O3，電解熔融的Al2O3，陽極為O2－放電，陽極產(chǎn)物為氧氣；陰極為Al3＋放電，陰極產(chǎn)物為鋁。B

D

A

(1)若陰極為H＋放電，則陰極區(qū)c(OH－)增大，pH增大；若陽極為OH－放電，則陽極區(qū)c(H＋)增大，pH減?。蝗絷帢O、陽極同時(shí)有H＋、OH－放電，相當(dāng)于電解水，電解質(zhì)溶液濃度增大。(2)用惰性電極電解電解質(zhì)溶液時(shí)，若要使電解后的溶液恢復(fù)到原狀態(tài)，應(yīng)遵循“缺什么加什么，缺多少加多少”的原則，一般加入陰極產(chǎn)物與陽極產(chǎn)物的化合物。(3)電解過程中產(chǎn)生的H＋或OH－，其物質(zhì)的量等于轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量?？偨Y(jié)提升C

Fe2＋－e－===Fe3＋

2H＋＋2e－===H2↑2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋

6H＋＋6e－===3H2↑1．電極反應(yīng)式的書寫(1)書寫電解池中電極反應(yīng)式時(shí)，要以實(shí)際放電的離子表示，但書寫總電解反應(yīng)方程式時(shí)，弱電解質(zhì)要寫成分子式。(2)陰極不管是什么材料，電極本身都不反應(yīng)，一定是溶液(或熔融電解質(zhì))中的陽離子放電。(3)要確保兩極電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相同，且注明條件“通電”。(4)電解水溶液時(shí)，應(yīng)注意放電順序中H＋、OH－之后的離子一般不參與放電。即不可能用電解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金屬?？偨Y(jié)提升1．氯堿工業(yè)——電解飽和食鹽水(1)概念：用電解飽和NaCl溶液的方法來制取______、____和_____，并以它們?yōu)樵仙a(chǎn)一系列化工產(chǎn)品的工業(yè)，稱為__________?？键c(diǎn)二電解原理的應(yīng)用NaOH

H2

Cl2

氯堿工業(yè)(2)電極反應(yīng)陽極：________________________(反應(yīng)類型：__________)陰極：______________________(反應(yīng)類型：__________)總反應(yīng)方程式：________________________________________離子方程式：________________________________________(3)陽離子交換膜的作用：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2Cl－－2e－===Cl2↑氧化反應(yīng)2H＋＋2e－===H2↑還原反應(yīng)

陽離子交換膜只允許Na＋通過，阻止Cl2、H2、OH－通過，這樣既能防止陰極產(chǎn)生的H2和陽極產(chǎn)生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影響燒堿的質(zhì)量2.電鍍和電解精煉銅電鍍電解精煉銅概念電鍍是應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的方法運(yùn)用電解的方法將粗銅提煉為純銅主要目的使金屬增強(qiáng)抗腐蝕能力、增大表面硬度等將粗銅提煉為純銅鍍層

粗銅待鍍純銅鍍層

電鍍電解精煉銅電極反應(yīng)(以鐵上鍍銅為例)陽極_________________Zn－2e－===Zn2＋比銅活潑的金屬雜質(zhì)以________形式殘留在溶液中Cu－2e－===Cu2＋比銅不活潑的金屬雜質(zhì)形成________陰極_____________________________________電解質(zhì)溶液的濃度變化CuSO4溶液的濃度__________CuSO4溶液的濃度______

Cu－2e－===Cu2＋

陽離子陽極泥Cu2＋＋2e－===CuCu2＋＋2e－===Cu基本不變減小3.冶煉金屬(1)原理：利用電解原理使礦石中的金屬離子獲得電子，從它們的化合物中還原出來。(2)適用范圍：制取活潑金屬單質(zhì)，如電解NaCl、MgCl2、Al2O3制取Na、Mg、Al，化學(xué)方程式分別為：__________________________________，__________________________，____________________________?！痢痢痢痢獭獭罙

[答案]

陽極產(chǎn)物Cl2可以用淀粉－KI試紙檢驗(yàn)，陰極產(chǎn)物H2可以通過點(diǎn)燃檢驗(yàn)，NaOH可以用酚酞試劑檢驗(yàn)。[答案]

粗銅中往往含有鋅、鐵、鎳、銀、金等多種金屬雜質(zhì)，當(dāng)含雜質(zhì)的銅在陽極不斷溶解時(shí)，金屬活動性位于銅之前的金屬雜質(zhì)，如Zn、Fe、Ni等也會同時(shí)失去電子，但是它們的陽離子比銅離子難以還原，所以它們并不能在陰極析出，而只能以離子的形式留在電解液里。金屬活動性位于銅之后的銀、金等雜質(zhì)，因?yàn)槭ル娮拥哪芰Ρ茹~弱，難以在陽極失去電子變成陽離子而溶解，所以當(dāng)陽極的銅等失去電子變成陽離子溶解之后，它們以金屬單質(zhì)的形式沉積在電解槽底部，形成陽極泥。(1)電解或電鍍時(shí)，電極質(zhì)量減少的電極必為金屬電極——陽極；電極質(zhì)量增加的電極必為陰極，即溶液中的金屬陽離子得電子變成金屬吸附在陰極上。(2)電解精煉銅，粗銅中含有的Zn、Fe、Ni等活潑金屬失去電子，變成金屬陽離子進(jìn)入溶液，其活潑性小于銅的雜質(zhì)以陽極泥的形式沉積。電解過程中電解質(zhì)溶液中的Cu2＋濃度會逐漸減小。(3)電鍍時(shí)，陽極(鍍層金屬)失去電子的數(shù)目跟陰極鍍層金屬離子得到電子的數(shù)目相等，因此電鍍液的濃度保持不變。方法技巧

?[解析]

B項(xiàng)，應(yīng)該用氯化銅或硫酸銅溶液作電鍍液，不正確；C項(xiàng)，電解氯化鈉溶液制備氫氣和氯氣時(shí)，應(yīng)該用惰性電極作陽極，不能用鐵作陽極，不正確；D項(xiàng)，電解精煉銅時(shí)，在陰極只析出銅，不會析出鐵，不正確。A

C

D

1．計(jì)算類型原電池和電解池的計(jì)算主要包括以下幾個(gè)方面：(1)根據(jù)直流電源提供的電量求產(chǎn)物的量(析出固體的質(zhì)量、產(chǎn)生氣體的體積等)；(2)溶液pH的計(jì)算；(3)相對原子質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)的計(jì)算；(4)產(chǎn)物的量與電荷量關(guān)系的計(jì)算?？键c(diǎn)三電化學(xué)的有關(guān)計(jì)算2.解題方法(1)根據(jù)得失電子守恒法計(jì)算用于串聯(lián)電路中陰陽兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計(jì)算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。(2)根據(jù)總反應(yīng)式計(jì)算先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比例式計(jì)算。(3)根據(jù)關(guān)系式計(jì)算借得失電子守恒關(guān)系建立已知量與未知量之間的橋梁，建立計(jì)算所需的關(guān)系式。串聯(lián)電路中各電極得失電子數(shù)相等，即電路中通過的電量(電子總數(shù))相等。如以通過4mole－為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式：(1)a為電源的____(填“正”或“負(fù)”)極，C池是______池。A池陽極的電極反應(yīng)為___________________，C池陰極的電極反應(yīng)為___________________。(2)如果B池中共收集到224mL氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)且溶液體積為200mL(設(shè)電解過程中溶液體積不變)，則通電前溶液中Cu2＋的物質(zhì)的量濃度為___________________。(3)如果A池溶液是200mL足量的食鹽水(電解過程溶液體積不變)，則通電后，溶液的pH為____。(常溫下)。負(fù)電解2Cl－－2e－===Cl2↑Ag＋＋e－===Ag0.025mol·L－1

13A

電解前后電解質(zhì)溶液酸堿性變化可概括為“有氫無氧增堿性，有氧無氫增酸性；有氫有氧增原性，無氫無氧減原性”。即(1)電極區(qū)域：①陰極H＋放電產(chǎn)生H2，陰極區(qū)pH變大；②陽極OH－放電產(chǎn)生O2，陽極區(qū)pH變小。(2)電解質(zhì)溶液：①電解過程中，既產(chǎn)生H2，又產(chǎn)生O2，實(shí)質(zhì)是電解水，溶液濃度增大，因而原溶液呈酸性的pH變小，原溶液呈堿性的pH變大，原溶液呈中性的pH不變。②電解過程中，無H2和O2產(chǎn)生，pH幾乎不變。③電解過程中，只產(chǎn)生H2，溶液中OH－濃度增大，pH變大。④電解過程中，只產(chǎn)生O2，溶液中H＋濃度增大，pH變小。方法技巧

?B

(1)M為電源的____極(填“正”或“負(fù)”)，甲、乙兩個(gè)燒杯中的電解質(zhì)分別為______、_________(填寫化學(xué)式)。(2)計(jì)算電極f上生成氣體的物質(zhì)的量為________mol。(3)寫出乙燒杯中的電解反應(yīng)方程式：____________________________________________。(4)常溫下若電解后甲溶液的體積為10L，則該溶液的pH為____。負(fù)NaCl

AgNO3

0.0254Ag＋O2↑＋4HNO3

121．金屬腐蝕的本質(zhì)金屬原子__________變?yōu)開___________，金屬發(fā)生氧化反應(yīng)。考點(diǎn)四金屬的腐蝕與防護(hù)失去電子金屬陽離子2.金屬腐蝕的類型(1)化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件金屬跟________________接觸不純金屬或合金跟____________接觸現(xiàn)象____電流產(chǎn)生________電流產(chǎn)生本質(zhì)金屬被______較活潑金屬被______聯(lián)系兩者往往同時(shí)發(fā)生，________腐蝕更普遍非金屬單質(zhì)直接電解質(zhì)溶液無有微弱氧化氧化電化學(xué)(2)析氫腐蝕與吸氧腐蝕以鋼鐵的腐蝕為例進(jìn)行分析：類型析氫腐蝕吸氧腐蝕條件________________________________________________電極反應(yīng)負(fù)極_____________________正極_________________________________________________總反應(yīng)式______________________________________________________聯(lián)系__________更普遍

水膜酸性較強(qiáng)(pH≤4.3)水膜酸性很弱或呈中性Fe－2e－===Fe2＋

2H＋＋2e－===H2↑

O2＋2H2O＋4e－===4OH－

Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑

2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2

吸氧腐蝕3.金屬的防護(hù)(1)電化學(xué)防護(hù)①犧牲陽極的陰極保護(hù)法——________原理a．______：比被保護(hù)金屬活潑的金屬；b．______：被保護(hù)的金屬設(shè)備。②外加電流的陰極保護(hù)法——______原理a．______：被保護(hù)的金屬設(shè)備；b．______：惰性金屬。(2)改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如制成合金、不銹鋼等。(3)加防護(hù)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。原電池負(fù)極正極電解陰極陽極√√×××(6)生鐵浸泡在食鹽水中發(fā)生析氫腐蝕。(

)(7)當(dāng)鍍錫鐵制品的鍍層破損時(shí)，鍍層仍能對鐵制品起保護(hù)作用。(

)(8)犧牲陽極的陰極保護(hù)法是利用電解原理防止腐蝕。(

)(9)將水庫中的水閘(鋼板)與外加直流電源的負(fù)極相連，正極連接到一塊廢鐵上可防止水閘被腐蝕。(

)(10)將鋼閘門與浸入海水的鋅塊用導(dǎo)線相連，可防止鋼閘門被腐蝕。(

)×××√√影響金屬腐蝕的因素包括金屬本身的性質(zhì)和外界環(huán)境兩個(gè)方面。就金屬本身的性質(zhì)來說，金屬越活潑，就越容易失去電子而被腐蝕。外界環(huán)境對金屬腐蝕的影響也很大，如果金屬在潮濕的空氣中，接觸腐蝕性氣體或電解質(zhì)溶液，都容易被腐蝕。由于在通常情況下，金屬表面不會遇到酸性較強(qiáng)的溶液，所以吸氧腐蝕是金屬腐蝕的主要形式，而且析氫腐蝕最終也會被吸氧腐蝕所代替。D

[解析]

鐵是負(fù)極，失電子被氧化成Fe2＋，在正極氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成OH－，故將氧氣吹向石墨電極，鐵銹出現(xiàn)得更快，A正確，D錯誤；若將石墨電極換成Mg電極，則負(fù)極為Mg，F(xiàn)e被保護(hù)，難以看到鐵生銹，B正確；向自來水中加入NaCl(s)，可使電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力增強(qiáng)，加快腐蝕速率，C正確。,C

A．圖甲中，插入海水中的鐵棒，越靠近底端腐蝕越嚴(yán)重B．圖乙中，發(fā)生吸氧腐蝕C．圖丙中，燃燒灶的中心部位容易生銹，主要是由于高溫下鐵發(fā)生化學(xué)腐蝕D．圖丁中，用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂相當(dāng)于原電池的正極[解析]

插入海水中的鐵棒，海