高考化學一輪復習 第一部分 必考部分 第6章 化學反應與能量 電化學 第3節(jié) 電解池　金屬的腐蝕與防護 新人教

走向高考·化學路漫漫其修遠兮吾將上下而求索人教版·高考總復習精選ppt化學反應與能量電化學第六章第一部分必考部分精選ppt第三節(jié)電解池金屬的腐蝕與防護第六章精選ppt高考風向標1高考核心考點2課時作業(yè)3精選ppt高考風向標精選ppt【考綱要求】【命題趨勢】1.了解電解池的工作原理，并能寫出電極反應及總反應的方程式。2.掌握電解原理的應用，如氯堿工業(yè)、電鍍、電解精煉等。3.理解金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因，金屬腐蝕的危害，防止金屬腐蝕的措施?？v觀近幾年的高考試題發(fā)現(xiàn)，高考在本節(jié)的考點主要有：一是電解池的工作原理，如電解池陰陽極的判斷、電極反應式的書寫及溶液pH的變化等；二是電解規(guī)律及應用，如氯堿工業(yè)、粗銅的精煉、電鍍等。精選ppt高考核心考點精選ppt1．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①________________的過程。在此過程中，②______能轉化為③_______能。(2)特點：①電解是不可逆的；②電解質(zhì)導電一定發(fā)生④__________變化。電解原理【知識梳理】氧化還原反應電化學化學精選ppt2.電解池(1)概念：電解池是⑤_______________________的裝置。(2)電解池的構成條件①有與⑥____________相連的兩個電極。②兩個電極插入⑦_____________(或⑧______________)中。③形成⑨____________。把電能轉化為化學能電解質(zhì)溶液熔融電解質(zhì)閉合回路電源精選ppt(3)電極名稱及電極反應式

以用惰性電極電解CuCl2溶液為例：總反應方程式：?____________________。陰極還原反應Cu2＋＋2e－===Cu陽極

氧化反應

2Cl－－2e－===Cl2↑

精選ppt負極陰極陽極正極陰極陽極精選ppt3．電解產(chǎn)物的判斷及有關反應式的書寫(1)判斷電解池的陰、陽極H＋和OH－精選ppt(3)排出陰、陽兩極的放電順序Fe－2e－===Fe2＋

Cu－2e－===Cu2＋

Ag－e－===Ag＋

2Cl－－2e－===Cl2↑4OH－－4e－===2H2O＋O2↑精選ppt(4)分析電極反應，判斷電極產(chǎn)物，寫出電極反應式，要注意遵循原子守恒、電荷守恒和電子轉移守恒。(5)寫出電解總反應式在兩極轉移電子數(shù)目相同的前提下，兩極反應相加即可得總反應的化學方程式或離子方程式。精選ppt4．電解規(guī)律(1)電解水型4OH－－4e－===2H2O＋O2↑

4H＋＋4e－===2H2↑H2O

增大

減小

加H2O精選ppt4OH－－4e－==2H2O＋O2↑

4H＋＋4e－===2H2↑H2O

增大

增大加H2O4OH－－4e－===2H2O＋O2↑

4H＋＋4e－===2H2↑H2O

增大

不變

精選ppt(2)電解電解質(zhì)型2Cl－－2e－===Cl2↑2H＋＋2e－===H2↑HCl

減小增大通入HCl氣體精選ppt2Cl－－2e－===Cl2↑CuCl2

減小加CuCl2

Cu2＋＋2e－===Cu精選ppt(3)放H2生堿型2Cl－－2e－===Cl2↑2H＋＋2e－===H2↑NaCl和H2O增大通入HCl氣體精選ppt(4)放O2生酸型精選ppt精選ppt1．書寫電解池中電極反應式時，要以實際放電的離子表示，但書寫總電解反應方程式時，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，一定是溶液(或熔融電解質(zhì))中的陽離子放電。3．要確保兩極電子轉移數(shù)目相同，且注明條件“電解”。4．電解水溶液時，應注意放電順序中H＋、OH－之后的離子一般不參與放電?！疽族e警示】精選ppt答案：一定有化學反應發(fā)生，因為在電解池的兩極有電子轉移，發(fā)生了氧化還原反應，生成了新物質(zhì)，所以一定有化學反應發(fā)生。【互動思考】精選ppt答案：電解質(zhì)溶液的復原應遵循“從溶液中析出什么補什么”的原則，即從溶液中析出哪種元素的原子，則應按比例補入哪些原子。精選ppt(1)電解NaCl溶液時析出的是等物質(zhì)的量的Cl2和H2，所以應通入氯化氫氣體，加入鹽酸會引入過多的水。(2)①若通電一段時間，CuSO4未電解完(即Cu2＋未全部放電)，使溶液復原應加入CuO，而加入Cu(OH)2會使溶液的濃度降低。②若Cu2＋全部放電，又繼續(xù)通電一段時間(此時電解水)，要使溶液復原應加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3，若只加入CuO，此時濃度偏高。精選ppt【典例透析】精選ppt[解析]本題考查電解基本原理知識，解答時要抓住電解時陰、陽離子的放電順序。根據(jù)所學的電解原理，電解CuCl2溶液時陽極析出氯氣，陰極析出銅，排除A項；電解CuSO4溶液時，陰極析出銅，排除B項；電解NaBr溶液時，陽極析出溴單質(zhì)，排除D項。[答案]C精選ppt[方法技巧]分析電解池電極反應和電解產(chǎn)物(用惰性電極時)的一般思路：(1)分析電解質(zhì)和水的電離，明確溶液中存在哪些離子。(2)分析陰、陽離子的移動方向，明確陰、陽兩極附近的哪些離子。(3)根據(jù)陽極發(fā)生氧化反應、陰極發(fā)生還原反應，以及氧化性、還原性的強弱順序，判斷離子發(fā)生反應的先后順序，最后分析得出產(chǎn)物。精選ppt【跟蹤演練】精選pptA．銅電極附近觀察到黃綠色氣體B．石墨電極附近溶液先變紅C．溶液中的Na＋向石墨電極移動D．銅電極上發(fā)生還原反應解析：考查電解池反應原理的應用。A．電解飽和食鹽水時，若電極為惰性電極，則兩極分別產(chǎn)生氯氣和氫氣，而現(xiàn)在Cu作電極時仍產(chǎn)生兩種氣體，說明Cu為陰極，所以石墨為陽極，則石墨電極附近有氯氣產(chǎn)生，錯誤；精選pptB．石墨為陽極，所以是氯離子放電生成氯氣，Cu為陰極，氫離子放電生成氫氣，則銅電極附近溶液先變紅，錯誤；C．電解池中的陽離子向陰極移動，所以鈉離子向Cu極移動，錯誤；D．銅電極為陰極，發(fā)生還原反應，正確，答案選D。答案：D精選ppt精選ppt答案：A精選ppt精選ppt答案：D精選ppt一、電解產(chǎn)物分析(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??；若陰極、陽極同時有H＋、OH－放電，相當于電解水，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，若要使電解后的溶液恢復到原狀態(tài)，應遵循“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)的量等于轉移電子的物質(zhì)的量。【總結提升】精選ppt精選ppt1．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?、賍___________、②____________和③____________，并以它們?yōu)樵仙a(chǎn)一系列化工產(chǎn)品的工業(yè)，稱為④____________。電解原理的應用【知識梳理】NaOHH2

Cl2氯堿工業(yè)

精選ppt(2)電極反應精選ppt陽極：⑤________________________(反應類型：⑥____________)

陰極：⑦______________________________(反應類型：⑧____________)總反應方程式：⑨____________________________________離子方程式：⑩_____________________________________2Cl－－2e－===Cl2↑氧化反應

2H＋＋2e－===H2↑還原反應

精選ppt(3)陽離子交換膜的作用：?_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 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)量精選ppt2．電鍍和電解精煉銅精選ppt鍍層粗銅待鍍純銅鍍層Cu－2e－===Cu2＋

陽離子

陽極泥

Cu2＋＋2e－===CuCu2＋＋2e－===Cu基本不變減小

精選ppt精選ppt電解原理應用中的注意要點1．電解或電鍍時，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．電鍍時，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。【易錯警示】精選ppt答案：陽極產(chǎn)物Cl2可以用淀粉-KI試紙檢驗，陰極產(chǎn)物H2可以通過點燃檢驗，NaOH可以用酚酞試劑檢驗。【互動思考】精選ppt答案：粗銅中往往含有鋅、鐵、鎳、銀、金等多種金屬雜質(zhì)，當含雜質(zhì)的銅在陽極不斷溶解時，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)，因為失去電子的能力比銅弱，難以在陽極失去電子變成陽離子而溶解，所以當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。精選ppt精選ppt(4)工業(yè)上可以通過電解MgCl2溶液制備Mg。()(5)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)量小。()(6)Cu＋H2SO4===CuSO4＋H2↑可以設計成電解池，但不能設計成原電池。()(7)電解飽和食鹽水時，兩個電極均不能用金屬材料。()答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)√(7)×精選ppt【典例透析】精選ppt[解析]Y為電解池的陰極，X為電解池的陽極。氯堿工業(yè)中陽極上Cl－放電生成Cl2，A項錯誤。電解精煉銅時，陽極上比銅活潑的金屬也會溶解，而陰極上只有Cu2＋放電，故溶液中Cu2＋濃度變小，B項錯誤。鐵片上鍍銅時，陰極應該是鐵片，陽極應該是純銅，C項錯誤。采用電解法制取金屬鎂時，電解熔融的氯化鎂，D項正確。[答案]D精選ppt【跟蹤演練】精選ppt解析：海水中含有鎂、溴、碘等元素，因此利用海水可以制取鎂、溴、碘等物質(zhì)，A項正確。電解精煉銅(粗銅中含少量Fe、Zn、Pt)的電解后溶液中，存在的金屬陽離子除了有Fe2＋、Zn2＋外，可能還有Cu2＋，B項錯誤。用惰性電極電解飽和食鹽水時，陽極是氯離子放電，其產(chǎn)物是氯氣；陰極是水電離出的氫離子放電，其產(chǎn)物是氫氣和氫氧化鈉，C項正確。鍍銅時，鍍件作陰極，銅作陽極，含有Cu2＋的溶液作電鍍液，所以鍍銅過程中陽極減少的質(zhì)量等于陰極增加的質(zhì)量，D項正確。答案：B精選ppt精選ppt精選ppt解析：考查電解堿性食鹽水除去水中CN－的方法的反應原理的正誤判斷的知識。A．將pH為9～10的食鹽水電解，在陽極發(fā)生氧化反應：2Cl－－2e－===Cl2↑，產(chǎn)生的Cl2與溶液中的OH－發(fā)生反應：Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O，陽極產(chǎn)生的ClO－將CN－氧化，因此可以用石墨作陽極，鐵作陰極；若用鐵作陽極，就不能發(fā)生上述反應，正確；B．根據(jù)選項A分析可知在陽極發(fā)生的電極反應式為：Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O，正確；精選pptC．在陰極水電離產(chǎn)生的H＋得到電子，發(fā)生還原反應，因此陰極的電極反應式為：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，正確；D．根據(jù)題意可知陽極產(chǎn)生的ClO－將CN－氧化產(chǎn)生兩種無污染的氣體，根據(jù)元素守恒，電子守恒、電荷守恒，在堿性溶液中不可能大量存在H＋，可得除去CN－的反應的離子方程式是：2CN－＋5ClO－＋H2O===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋2OH－，錯誤。答案：D精選ppt電化學的有關計算1．計算類型原電池和電解池的計算主要包括以下幾個方面：(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的計算；(3)相對原子質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)的計算；(4)產(chǎn)物的量與電荷量關系的計算?！局R梳理】精選ppt2．解題方法(1)根據(jù)得失電子守恒法計算用于串聯(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)是電路中轉移的電子數(shù)相等。(2)根據(jù)總反應式計算先寫出電極反應式，再寫出總反應式，最后根據(jù)總反應式列出比例式計算。精選ppt(3)根據(jù)關系式計算借得失電子守恒關系建立已知量與未知量之間的橋梁，建立計算所需的關系式。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－為橋梁可構建如下關系式：該關系式具有總攬電化學計算的作用和價值，熟記電極反應式，靈活運用關系式便能快速解答常見的電化學計算問題。精選ppt【典例透析】精選ppt(1)a為電源的____________(填“正”或“負”)極，C池是____________池。A池陽極的電極反應為____________，C池陰極的電極反應為____________。(2)如果B池中共收集到224mL氣體(標準狀況)且溶液體積為200mL(設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____________。精選ppt精選ppt精選ppt[答案](1)負電解2Cl－－2e－===Cl2↑Ag＋＋e－===Ag(2)0.025mol·L－1(3)13精選ppt[方法技巧]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。精選ppt【跟蹤演練】精選ppt解析：本題考查電化學原理。陰極一直是氫離子放電生成氫氣；電解過程中溶液中的氫離子逐漸減少，溶液由酸性變?yōu)橹行?，最終變?yōu)閴A性；電解的最后階段實質(zhì)是電解水，因此鈉離子、硫酸根離子的濃度均變大；第一個階段氯化鈉電離出的氯離子在陽極被氧化為氯氣，硫酸電離出的氫離子在陰極被還原為氫氣，根據(jù)電子守恒可知，生成的氫氣和氯氣物質(zhì)的量相等，故氯氣和氫氣引燃恰好完全反應生成氯化氫。答案：C精選ppt精選ppt精選ppt答案：B精選ppt金屬的腐蝕與防護1．金屬腐蝕的本質(zhì)金屬原子①____________變?yōu)棰赺___________，金屬發(fā)生氧化反應。【知識梳理】失去電子金屬陽離子精選ppt2．金屬腐蝕的類型(1)化學腐蝕與電化學腐蝕類型化學腐蝕電化學腐蝕條件金屬跟③_______________接觸不純金屬或合金跟④________________接觸現(xiàn)象⑤______電流產(chǎn)生⑥_________電流產(chǎn)生本質(zhì)金屬被⑦______較活潑金屬被⑧______聯(lián)系兩者往往同時發(fā)生，⑨________腐蝕更普遍非金屬單質(zhì)直接

電解質(zhì)溶液

無

有微弱

氧化氧化電化學精選ppt(2)析氫腐蝕與吸氧腐蝕以鋼鐵的腐蝕為例進行分析：鐵銹的形成：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(鐵銹)＋(3－x)H2O。類型析氫腐蝕吸氧腐蝕條件⑩_____________________________?__________________________電極反應負極?________________正極?________________?____________________________總反應式?_______________________________?___________________________________聯(lián)系?____________更普遍水膜酸性較強(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

精選ppt3．金屬的防護(1)電化學防護①犧牲陽極的陰極保護法——?____________原理a．?______：比被保護金屬活潑的金屬；b．?______：被保護的金屬設備。原電池負極正極電解陰極陽極

精選ppt【互動思考】精選ppt(6)生鐵浸泡在食鹽水中發(fā)生析氫腐蝕。()(7)當鍍錫鐵制品的鍍層破損時，鍍層仍能對鐵制品起保護作用。()(8)犧牲陽極的陰極保護法是利用電解原理防腐蝕。()(9)將水庫中的水閘(鋼板)與外加直流電源的負極相連，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線相連，可防止鋼閘門被腐蝕。()答案：(1)√(2)√(3)×(4)×(5)×(6)×(7)×(8)×(9)√(10)√精選ppt【典例透析】精選ppt[解析]A項，pH<4為強酸性，發(fā)生析氫腐蝕，正確；B項，pH>6的溶液，氧氣得電子，發(fā)生吸氧腐蝕