高優(yōu)指導(dǎo)天津?qū)Ｓ酶呖蓟瘜W(xué)一輪復(fù)習(xí)32電解池金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)課件

高優(yōu)指導(dǎo)天津?qū)Ｓ酶呖蓟瘜W(xué)一輪復(fù)習(xí)32電解池金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)課件-2-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破考點(diǎn)一電解原理及電極反應(yīng)的書寫落實基礎(chǔ)

1.電解池將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置叫做電解池。電解池是由直流電源、固體電極材料以及電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)組成的。2.原理圖示-3-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破考查角度一

電解池兩極的判斷例1將下圖所示實驗裝置的K閉合,下列判斷正確的是()電極上發(fā)生還原反應(yīng)B.電子沿Zn→a→b→Cu路徑流動C.片刻后甲池中c()增大D.片刻后可觀察到濾紙b點(diǎn)變紅色答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-4-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破-5-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破(2)原電池和電解池電極的判斷是解題的關(guān)鍵,為了方便記憶,我們可采取口訣或諧音的方法記憶。①原電池,正負(fù)極;電解池,陰陽極;失去電子負(fù)(原電池)陽(電解池)極;發(fā)生氧化定無疑。②還可以用諧音幫助記憶:陰得陽失;陽氧陰還。-6-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破考查角度二

電極反應(yīng)的書寫例2(2015四川理綜)用下圖所示裝置除去含CN-、Cl-廢水中的CN-時,控制溶液pH為9~10,陽極產(chǎn)生的ClO-將CN-氧化為兩種無污染的氣體。下列說法不正確的是()答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-7-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破方法指導(dǎo)

電解池電極反應(yīng)的書寫可總結(jié)為五步:一判、二看、三分、四寫、五平。一判:判斷陰、陽極。二看:陽極要看清電極材料。對于鐵、鋁、銅、銀等活潑電極,則陽極金屬電極失電子變成陽離子進(jìn)入溶液(Fe變成Fe2+),陰離子不失電子;如果是惰性電極(Pt、Au、石墨等)材料,應(yīng)是溶液中的陰離子失電子。三分:將離子分成陽離子組、陰離子組(注意:水溶液中一定不要漏掉H+、OH-),陽離子向陰極移動,在陰極得電子;陰離子向陽極移動,在陽極失電子。根據(jù)得失電子能力對離子排序,得電子能力:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+;失電子能力:S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根。四寫:由放電順序及信息確定放電產(chǎn)物和電極反應(yīng)。-8-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破五平:配平方法與原電池電極反應(yīng)相同:①找化合價變化的物質(zhì)、②確定電極產(chǎn)物、③配平除氫、氧之外的其他原子、④依據(jù)電荷守恒配平電荷、⑤依據(jù)氫守恒配平氫原子、⑥用氧原子檢查配平情況;如下圖所示:-9-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破-10-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破注意:(1)避免思維定式。“陰得陽失”的意義是陽離子在陰極發(fā)生得電子的反應(yīng),陰離子(或電極材料)在陽極發(fā)生失電子的反應(yīng),但也不要形成思維定式,有時依據(jù)題干信息,陰離子也可在陰極發(fā)生得電子的反應(yīng)。(2)書寫電極反應(yīng)時,應(yīng)看清電解的是水溶液還是熔融電解質(zhì),如果是水溶液應(yīng)注意運(yùn)用H+、OH-、H2O進(jìn)行配平。電解池電極反應(yīng)中,如果是H+、OH-放電,不論溶液酸堿性則寫H+、OH-得、失電子,其他情況下酸性溶液中一定不能存在OH-,同理在堿性溶液中一定不能存在H+。(3)書寫電解池的電極反應(yīng)時,要以實際放電的離子表示,但書寫電解總方程式時,弱電解質(zhì)要寫成分子式。(4)書寫電解總方程式時必須在連接號上注明電解。-11-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破考查角度三

實驗現(xiàn)象的分析例3以石墨為電極,電解KI溶液(含有少量的酚酞和淀粉)。下列說法錯誤的是()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變小答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-12-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破-13-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破考查角度四

電解后電解質(zhì)溶液的復(fù)原例4用鉑電極電解一定濃度下列物質(zhì)的水溶液,在電解后的電解液中加適量水,能使溶液濃度恢復(fù)到電解前濃度的是()2CO342S答案解析解析關(guān)閉加適量水能使溶液恢復(fù)到電解前的濃度,則實際是電解水,故只有B項符合條件。答案解析關(guān)閉

B-14-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破方法指導(dǎo)

電解后要恢復(fù)原電解質(zhì)溶液的濃度,需加適量的某物質(zhì),該物質(zhì)可以是陰極與陽極產(chǎn)物的化合物。例如用惰性電極電解下列電解質(zhì)溶液:-15-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破電解CuSO4溶液,要恢復(fù)原溶液的濃度,可向電解后的溶液中加入CuO,也可以加入CuCO3,但不能加入Cu(OH)2,因為Cu(OH)2與生成的H2SO4反應(yīng)后使水量增加。

-16-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破高考微題組考點(diǎn)二電解原理的應(yīng)用-17-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破高考微題組-18-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破高考微題組-19-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破高考微題組考查角度一

電極的連接例1下圖為電解精煉銀的示意圖,

(填“a”或“b”)極為含有雜質(zhì)的粗銀,若b極有少量紅棕色氣體產(chǎn)生,則生成該氣體的電極反應(yīng)為

。

答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-20-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破高考微題組方法指導(dǎo)

電解池應(yīng)用時電極的連接判斷要抓住氧化還原反應(yīng),發(fā)生得電子的一極應(yīng)該與電源負(fù)極相連,失電子的一極應(yīng)該與電源正極相連。-21-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破高考微題組考查角度二

污水除雜及凈化例2電解法處理含鉻廢水,該法用Fe作電極電解含

的酸性廢水,隨著電解進(jìn)行,在陰極附近溶液pH升高,產(chǎn)生Cr(OH)3沉淀。(1)用Fe作電極的原因為

。

(2)在陰極附近溶液pH升高的原因是(用電極反應(yīng)解釋)

,溶液中同時生成的沉淀還有

。

答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-22-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破高考微題組1.(2015北京理綜)利用下圖所示裝置從海水中提取CO2,有利于減少環(huán)境溫室氣體含量。(1)結(jié)合方程式簡述提取CO2的原理:

。

(2)用該裝置產(chǎn)生的物質(zhì)處理b室排出的海水,合格后排回大海。處理至合格的方法是

。

解析解析關(guān)閉-23-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破高考微題組2.(2015山東理綜)利用LiOH和鈷氧化物可制備鋰離子電池正極材料。LiOH可由電解法制備,鈷氧化物可通過處理鈷渣獲得。利用如圖裝置電解制備LiOH,兩電極區(qū)電解液分別為LiOH和LiCl溶液。B極區(qū)電解液為

(填化學(xué)式)溶液,陽極電極反應(yīng)式為

,電解過程中Li+向

(填“A”或“B”)電極遷移。

答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-24-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破考點(diǎn)三金屬的腐蝕與防護(hù)落實基礎(chǔ)

1.金屬腐蝕的本質(zhì)金屬原子失去電子變?yōu)榻饘訇栯x子,金屬發(fā)生氧化反應(yīng)。2.化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕-25-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破3.鋼鐵的析氫腐蝕與吸氧腐蝕

-26-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破4.金屬腐蝕由快到慢的規(guī)律(1)電解池的陽極>原電池的負(fù)極>化學(xué)腐蝕>原電池的正極>電解池的陰極。(2)對同一種金屬來說,腐蝕的快慢:強(qiáng)電解質(zhì)溶液>弱電解質(zhì)溶液>非電解質(zhì)溶液(3)活動性不同的兩金屬,活動性差別越大,腐蝕越快。(4)對同一種電解質(zhì)溶液來說,電解質(zhì)溶液濃度越大,腐蝕越快。-27-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破5.金屬的防護(hù)一般有三條途徑:(1)改變金屬內(nèi)部組成結(jié)構(gòu),可以增強(qiáng)金屬耐腐蝕的能力,如不銹鋼;(2)在金屬表面覆蓋一層保護(hù)層,如油脂、油漆、搪瓷、塑料、電鍍金屬、氧化成致密的氧化膜,以斷絕金屬與外界物質(zhì)接觸,達(dá)到耐腐蝕的效果;(3)電化學(xué)保護(hù)法:犧牲陽極的陰極保護(hù)法、外加電流的陰極保護(hù)法。-28-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破考查角度一

金屬的腐蝕例1將NaCl溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板表面上,一段時間后發(fā)現(xiàn)液滴覆蓋的圓圈中心區(qū)(a)已被腐蝕而變暗,在液滴外沿形成棕色鐵銹環(huán)(b),如圖所示。導(dǎo)致該現(xiàn)象的主要原因是液滴之下氧氣含量比邊緣處少。下列說法正確的是(

)答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-29-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破方法指導(dǎo)

金屬腐蝕大多數(shù)是吸氧腐蝕,所以我們不要忘記空氣中的氧氣參加反應(yīng)。-30-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破考查角度二

金屬的防護(hù)例2利用如圖裝置,可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。若X為石墨棒,為減緩鐵的腐蝕,開關(guān)K應(yīng)置于

處。

若X為鋅,開關(guān)K置于M處,該電化學(xué)防護(hù)法稱為

。

答案解析解析關(guān)閉鐵被保護(hù),可以是作原電池的正極,或電解池的陰極。故若X為石墨棒,開關(guān)K應(yīng)置于N處,Fe作陰極受到保護(hù);若X為鋅,開關(guān)K置于M處,鐵作正極,鋅作負(fù)極,稱為犧牲陽極的陰極保護(hù)法。答案解析關(guān)閉N犧牲陽極的陰極保護(hù)法-31-電化學(xué)的定量計算原電池和電解池的計算包括兩極產(chǎn)物的定量計算、溶液pH的計算、相對原子質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)測定的計算、根據(jù)電荷量求產(chǎn)物的量與根據(jù)產(chǎn)物的量求電荷量的計算等。無論哪類計算,均可概括為下列三種方法:1.根據(jù)電子守恒法計算用于串聯(lián)電路、陰陽兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電荷量等類型的計算,其依據(jù)是陰、陽極得失電子數(shù)相等。-32-例1(2014北京理綜)電解NO制備NH4NO3,其工作原理如下圖所示,為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3,需補(bǔ)充物質(zhì)A,A是

,說明理由:

。

答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-33-2.根據(jù)總反應(yīng)計算先寫出電極反應(yīng),再寫出總反應(yīng)式,最后根據(jù)總反應(yīng)列比例式計算。-34-例2A、B、C三種強(qiáng)電解質(zhì),它們在水中電離出的離子為Na+、Ag+、

、Cl-,在如圖所示裝置中,甲、乙、丙三個燒杯依次分別盛放足量的A、B、C三種溶液,電極均為石墨電極。接通電源,經(jīng)過一段時間后,測得乙燒杯中c電極質(zhì)量增大了10.8g。常溫下各燒杯中溶液的pH與電解時間t的關(guān)系如圖所示。據(jù)此回答下列問題:-35-(1)M為電源的

(填“正”或“負(fù)”)極,甲、乙兩個燒杯中的電解質(zhì)分別為

、

(填寫化學(xué)式)。

(2)計算電極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)若電解后甲溶液的體積為10L,則該溶液的pH為

。

-36--37-3.根據(jù)關(guān)系式計算根據(jù)得失電子守恒關(guān)系建立已知量與未知量之間的橋梁,建立計算所需的關(guān)系式。例3如圖為某蓄電系統(tǒng)的示意圖。反應(yīng)原理為:Na2S4+3NaBr 2Na2S2+NaBr3。當(dāng)蓄電池放電時,Na+的移動方向是從

到

(填a、b)。電極b的電極反應(yīng)為

。用該電池作電源,用惰性電極電解一定濃度的硫酸銅溶液,通電一段時間后,向所得溶液中加入0.1molCu2(OH)2CO3后恰好恢復(fù)到電解前的狀態(tài)(不考慮CO2溶解),電解池的陽極反應(yīng)為

,整個過程中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為

。

答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-38-對點(diǎn)訓(xùn)練1.用惰性電極電解一定量的硫酸銅溶液,實驗裝置如圖1所示。電解過程中的實驗數(shù)據(jù)如圖2所示,橫坐標(biāo)表示電解過程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量,縱坐標(biāo)表示電解過程中產(chǎn)生氣體的總體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。則下列說法中正確的是(

)圖1圖2-39-答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-40-甲

乙

-41-B.圖乙中

向惰性電極移動,與該極附近的OH-結(jié)合轉(zhuǎn)化成Cr(OH)3除去C.圖乙電解池中,若有0.084g陽極材料參與反應(yīng),則陰極會有33.6mL的氣體產(chǎn)生D.若圖甲燃料電池消耗3.6g鎂產(chǎn)生的電量用于圖乙廢水處理,理論上可產(chǎn)生10.7g氫氧化鐵沉淀答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-42-3.用惰性電極電解硫酸酸化的硫酸錳溶液制備MnO2的裝置如下圖所示:(1)a應(yīng)與直流電源的

(填“正”或“負(fù)”)極相連。

(2)電解過程中氫離子的作用是

和

;若轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為6.02×1023個,左室溶液中n(H+)的變化量為

。

答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-43-213498675考點(diǎn)一

電解原理及電極反應(yīng)的書寫1.下圖是CO2電催化還原為CH4的工作原理示意圖。下列說法不正確的是(

)A.該過程是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程B.一段時間后,①池中n(KHCO3)不變C.一段時間后,②池中溶液的pH一定下降答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-44-2134986752.利用如圖所示裝置(電極均為惰性電極)可吸收SO2,并用陰極排出的溶液吸收NO2。下列說法正確的是(

)答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-45-4312986753.(1)KIO3可用電解的方法制得,原理是:以石墨為陽極,以不銹鋼為陰極,在一定溫度和堿性條件下電解KI溶液?？偡磻?yīng)方程式為KI+3H2O KIO3+3H2↑,則陽極的電極反應(yīng)為

;陰極附近pH

(填“增大”“減小”或“不變”)。

(2)科學(xué)家等人首先使用在酸性條件下用惰性電極電解水的方法制得臭氧。臭氧在陽極周圍的水中產(chǎn)生,其電極反應(yīng)為

;陰極附近的氧氣則生成過氧化氫,其電極反應(yīng)為

。

(3)制取Ti的新工藝是用二氧化鈦作陰極,以石墨為陽極,以熔融CaCl2作電解質(zhì)(在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O2-),電解而得到Ti,該工藝具有操作簡單,成本低,無污染等優(yōu)點(diǎn),寫出電解制備金屬鈦時陰極的電極反應(yīng):

。

答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-46-431298675考點(diǎn)二

電解原理的應(yīng)用4.關(guān)于下列各圖的說法中,正確的是(

)-47-431298675A.①中與電源負(fù)極相連的電極附近能產(chǎn)生使?jié)駶櫟矸跭I試紙變藍(lán)的氣體B.②中待鍍鐵制品應(yīng)該與電源的正極相連接C.③中的b極是電子流出的極,發(fā)生氧化反應(yīng)D.④中的離子交換膜可以避免生成的Cl2與NaOH溶液反應(yīng)答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-48-6753124985.工業(yè)上電解法處理含鎳酸性廢水并得到單質(zhì)Ni的原理如圖所示。下列說法不正確的是(

)已知:①Ni2+在弱酸性溶液中發(fā)生水解;②氧化性:Ni2+(高濃度)>H+>Ni2+(低濃度)B.為了提高Ni的產(chǎn)率,電解過程中需要控制廢水pHC.電解過程中,B中NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度將不斷減小D.若將圖中陽離子膜去掉,將A、B兩室合并,則電解反應(yīng)總方程式發(fā)生改變答案解析解析關(guān)閉石墨棒連接電源正極,OH-失電子,如果去掉陽離子膜,則Cl-失電子,鐵棒為陰極,Ni2+得電子;依據(jù)電流方向可知Na+通過陽離子膜向B中移動、Cl-通過陰離子膜向B中移動,所以B中NaCl增多,C選項錯誤。