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1、精选优质文档-倾情为你奉上第三节 电解池金属的电化学腐蚀与防护复习目标：1.了解电解池的工作原理，能写出电极反应式和电池反应方程式。2.了解电镀池与精炼池的原理，能分析常见的电镀池和精炼池。3.能够进行有关电解产物的判断和计算。4.认识金属腐蚀的危害，理解金属发生电化学腐蚀的原因，能选用恰当的措施防止铁、铝等金属腐蚀。主干知识梳理一、电解的原理1电解（1）定义：在_作用下，电解质在两个电极上分别发生_和_的过程。(2)特点：电解过程是非自发的。电解质导电一定发生_。2电解池：(1)定义：将_转化为_的装置。(2)工作原理(以电解CuCl2溶液为例)电极名称阴极(接电源负极）阴极CuCl2溶液碳
2、碳阳极阳极(接电源正极）电极材料_电极反应_反应类型_电子流向电源_导线电解池_；电解池_导线电源_离子移动方向 阳离子移向电解池的_；阴离子移向电解池的_。 (3)构成条件有与_相连的两个电极。 _(或 _)。形成_。例1.下列四种装置中，盛200 mL 0.005 molL1硫酸铜溶液盛200 mL 0.01 molL1硫酸盛200 mL氯化锌溶液盛200 mL氯化钾溶液上述四种装置中，为电解池的是_ (用编号回答)，装置中两电极的电极反应式分别为_例2.电解原理在化学工业中有广泛应用。下图表示两个串联的电解池。图中B装置中盛有1 L 2 molL1Na2SO4溶液，A装置中盛有1 L 2
3、 molL1AgNO3溶液。通电后，铂片上有气体生成。(1)电源X极为_极。(2)B池中阳极电极反应式为_，阴极电极反应式_。(3)A池中阳极电极反应式为_，电解化学方程式为_例3.以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为_。.用Al单质作阳极，石墨作阴极，NaHCO3溶液作电解液进行电解，生成难溶物R，R受热分解生成化合物Q。写出阳极生成R的电极反应式：_。例4CuI是一种不溶于水的白色固体，可以由反应：2Cu24I=2CuII2得到。现以石墨为阴极，以Cu为阳极电解KI溶液，通电前向电解液中加入少量酚酞和淀粉溶液。回答下列问题：(1)阳极区的现象_。(2)
4、阳极电极反应式_。考点一、电解原理与电解产物的判断1电解原理与外界电源正极相连阳极氧化反应(失电子)阴离子移向；与外界电源负极相连阴极还原反应(得电子)阳离子移向；2两极放电顺序(1)若阳极为活泼金属(金属活动性顺序表 Pt 之前金属)，则 金属失电子，电极被溶解；若是惰性电极(Pt、Au、石墨)，则溶液中阴离子失电子，阴离子放电顺序：S2IBrClOH含氧酸根离子 (2)在阴极，阳离子放电，顺序与金属活动性顺序表相反：AgFe3Cu2H(酸)Fe2Zn2H(水)Al3Mg2NaCa2K。(4)分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。(5)最后合并两个电极反应
5、式得出电解反应的总化学方程式或离子方程式。3电极反应式的书写(1)首先判断阴、阳极，分析电极材料，判断是电极材料放电还是溶液中的离子放电。阳极为金属活性电极时，电极材料放电。(2)再分析溶液中的离子种类，根据离子放电顺序，分析电极反应，并判断电极产物，写出电极反应式。(3)电解水溶液时，应注意放电顺序中H+、OH之后的离子一般不参与放电反应。5用分析电解过程的思维程序分析电解下列物质的过程，并总结电解规律(用惰性电极电解)电解质(水溶液)电极方程式被电解的物质电极产物溶液pH变化的原因、结果电解质溶液复原阳极阴极含氧酸(如H2SO4)阳极：_阴极：_水减少，酸溶液的浓度_，pH_加_强碱(如N
6、aOH)阳极：_阴极：_水减少，碱溶液的浓度_，pH_加_活泼金属的含氧酸盐(如KNO3、Na2SO4)阳极：_阴极：_水减少，盐溶液的浓度_，pH_(若为水解的盐)加_无氧酸(如HCl)，除HF外阳极：_阴极：_(如Cl2)H放电，c(H)减小，pH_不活泼金属的无氧酸盐(如CuCl2)，除氟化物外阳极：_阴极：_(如Cl2)(如Cu)pH基本不变加_活泼金属的无氧酸盐(如NaCl)阳极：_阴极：_(如Cl2)H放电，c(H)减小，c(OH)增大，pH_不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4)阳极：_阴极：_(如Cu)OH放电，c(OH)减小，c(H)增大，pH_加_或例6. (2011大纲全国
7、高考)用石墨作电极电解CuSO4溶液。通电一段时间后，欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的()ACuSO4BH2O CCuO DCuSO45H2O例7(2011 年广东惠州模拟)下图 中 a、b 为直流电源电极，c、 d 为惰性电极，电解液为淀粉碘化钾溶液，电解时 d极先呈现蓝色，下列说法不正确的是 （ ）Aa 为直流电源的负极 Bd极电极反应为：2I-2e=I2C电解质溶液电解过程中 pH 值减小D要恢复原溶液需要通入一定量的 HI例8.(2012湛江一中质检)在如图所示的装置中，若通入直流电5 min时，铜电极质量增加2.16 g，试回答：(1)电源电极X名称为_。(2)pH变化
8、：A_，B_，C_。(填“增大”、“减小”或“不变”)(3)通电5 min时，B中共收集224 mL气体(标准状况)，溶液体积为200 mL。则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为_(设电解前后溶液体积无变化)。(4)若A中KCl溶液的体积也是200 mL，电解后，溶液的pH为_(设电解前后溶液体积无变化)。反思归纳： 电解计算的类型和方法(1)计算类型电解池中有关量的计算或判断主要包括以下几方面：根据直流电源提供的电量求产物的量(析出固体的质量、产生气体的体积等)、溶液的pH、相对原子质量或某元素的化合价、化学式等。(2)解题方法根据电子守恒法计算：用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、
9、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式计算。(1)书写电解池中电极反应式时，要以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成分子式。(2)要确保两极电子转移数目相同，且注明条件“电解”。(3)电解水溶液时，应注意放电顺序中H、OH之后的离子一般不参与放电。二、电解原理的应用1电解饱和食盐水(1)电极反应阳极反应式：_(_反应)阴极反应式：_(_反应)(2)总反应方程式：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2离子反应方程式：2Cl2H2O2OHH2Cl2(3)应用：氯碱工业制_、_和_。深度思考：
10、(1)如何检验电解饱和食盐水时的阳极产物？(2)氯碱工业在生产过程中必须把阳极室和阴极室用离子交换膜隔开，原因是什么？2电镀右图为金属表面镀银的工作示意图，据此回答下列问题：(1)镀件作_极，镀层金属银作_极。(2)电解质溶液是_。(3)电极反应：阳极：_；阴极：_。(4)特点：_极溶解，_极沉积，电镀液的浓度_。3电解精炼铜(1)电极材料：阳极为_；阴极为_。(2)电解质溶液：含Cu2的盐溶液。(3)电极反应：阳极：_；阴极：_。4电冶金利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。(1)冶炼钠2NaCl(熔融)2NaCl2电极反应：阳极：_，阴极：_。(2)冶炼铝2Al2O3
11、(熔融)4Al3O2电极反应：阳极：_，阴极：_。例9工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过)，其工作原理如图所示：(1)该电解槽的阳极反应式是_。(2)通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因_。(3)除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口(填“A”或“B”)导出。例10利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是()A电解时以精铜作阳极 B电解时阴极发生氧化反应C粗铜连接电源负极，其电极反应是Cu2e=Cu2D电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥三、金属的腐蚀和防护1
12、金属腐蚀的本质金属原子_变为_，金属发生_。2金属腐蚀的类型(1)化学腐蚀与电化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀条件金属跟_接触不纯金属或合金跟_接触现象_电流产生_电流产生本质金属被_较活泼金属被_联系两者往往同时发生，_腐蚀更普遍(2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀以钢铁的腐蚀为例进行分析：析氢腐蚀吸氧腐蚀条件电极反应负极正极总反应式联系_更普遍铁锈的形成：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O(铁锈)(3x)H2O。3金属的防护(1)电化学防护牺牲阳极的阴极保护法_原理a_：比被保护金属活泼的金属；b_：被保护的金属设备。外加电流的阴极保护法_原理a_：被保护的
13、金属设备；b_：惰性金属。(2)改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。(3)加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。深度思考：（1）下列对几种常见的金属防腐方法的描述错误的是()选项方法对相应方法的描述A改变金属内部的组成结构此法实际上是将金属制成合金，增强抗腐蚀能力B在金属表面覆盖保护层保护层破损后，就完全失去了对金属的保护作用C外加电源的阴极保护法接外加直流电源构成电解池，被保护的金属作阴极D牺牲阳极的阴极保护法构成原电池，被保护的金属作正极（2）炒菜后未洗的铁锅，很快就会产生红褐色的锈斑。关于该生锈过程的说法正确的是()A铁与NaCl反应生成FeCl3B发生
14、电化学腐蚀时直接生成了Fe(OH)3C发生电化学腐蚀时吸收了O2D发生电化学腐蚀时生成了氢气例11下面各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是()A BC D反思归纳：判断金属腐蚀快慢的规律电解池原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防护措施的腐蚀。例12(2011浙江理综，10)将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如右图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。下列说法正确的是()A液滴中的Cl由a区向b区迁移B液滴边缘是正极区，发生的电极反应为O22H2O4e=4OHC液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2由a区向b区迁移，与b区的OH形成Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈D若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为Cu2e=Cu2布置作业：电解池习题专心-专注-专业