1、專利7.3電解池金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)1 .了解電解單元的工作原理，可以寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。2 .了解金屬電化學(xué)腐蝕的原因，了解金屬腐蝕危害，了解防止金屬腐蝕的措施。一、電解單元的原理一、定義電解質(zhì)通過電流在兩個(gè)電極分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過程。2 .能量轉(zhuǎn)化形式電能被轉(zhuǎn)換為化學(xué)能。3 .電解單元的形成條件(1)與電源連接的2個(gè)電極：陽(yáng)極連接電源的正極陰極連接電源的負(fù)極。(2)電解質(zhì)溶液(或熔化的電解質(zhì))。(3)形成閉合電路。4 .電極反應(yīng)：在陽(yáng)極發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，在陰極發(fā)生得到電子的還原反應(yīng)。 電子的流動(dòng)從電源的負(fù)極到電解單元的陰極，再?gòu)碾娊鈫卧年?yáng)極到電源的正極。5 .

2、電子和絡(luò)離子的移動(dòng)方向電解單元與原電池的比較電解電池原電池定義把電能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能的裝置把化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的裝置裝置示例形成條件兩個(gè)電極連接著直流電源電解質(zhì)溶液形成閉合回路活性不同的兩電極(連接)電解質(zhì)溶液形成閉合回路能夠自發(fā)地進(jìn)行氧化還原反應(yīng)電極名稱陽(yáng)極：與電源正極連接的極陰極：與電源負(fù)極連接的極負(fù)極：比較活躍的金屬(電子流出的電極)正極：比較惰性的金屬(或可導(dǎo)電的非金屬)(電子流入的極)電極反應(yīng)陽(yáng)極：溶液中的陰絡(luò)離子失去電子，或電極金屬失去電子，引起氧化反應(yīng)陰極：溶液中的陽(yáng)絡(luò)離子得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)負(fù)極：比較活性的電極金屬或陰絡(luò)離子失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)正極：溶液中的正絡(luò)離子或氧得到電子，

3、發(fā)生還原反應(yīng)溶液中的絡(luò)離子移動(dòng)陰絡(luò)離子向陽(yáng)極移動(dòng)，陽(yáng)絡(luò)離子向陰極移動(dòng)陰絡(luò)離子向負(fù)極移動(dòng)，陽(yáng)絡(luò)離子向正極移動(dòng)電子流陽(yáng)極正極負(fù)極陰極負(fù)極正極實(shí)質(zhì)均發(fā)生氧化還原反應(yīng)，兩電極得失電子數(shù)相等聯(lián)系原電池可以作為電解單元的電源，兩者共同形成閉合回路6 .電解生成物的判斷(1)陽(yáng)極生成物的判斷首先觀察電極，如果是活性電極(一般是除了Au、Pt以外的金屬)，則電極材料自身失去電子，電極溶解，陽(yáng)絡(luò)離子進(jìn)入溶液的惰性電極(例如，黑金屬鉛、白金、金等)，根據(jù)溶液中的陰絡(luò)離子放電順序來判斷。陽(yáng)極放電順序：金屬(一般不包括Au、pt ) s2- I-br-cl-oh -含氧酸根F-。(2)陰極生成物的判斷從溶液中的正絡(luò)離

4、子放電順序直接判斷。 陽(yáng)離子放電順序：ag Hg2Fe3Cu2h Pb2sn2Fe2h al3mg 2納米卡片k【提示】(1)為了處理電解單元的兩極生成物的相關(guān)問題，必須看電極是活性電極還是惰性電極。 活性電極在陽(yáng)極放電，電極溶解生成對(duì)應(yīng)的金屬絡(luò)離子，此時(shí)陰絡(luò)離子在陽(yáng)極不放電。 關(guān)于惰性電極，只要比較在溶液中向兩極取向移動(dòng)的陰陽(yáng)絡(luò)離子的放電順序即可。(2)在根據(jù)正絡(luò)離子放電順序判斷陰極生成物時(shí)，留心以下3點(diǎn)正絡(luò)離子放電順序表中前面的c(H )接近其他絡(luò)離子的濃度，后面的c(H )小，來自水的電離Fe3的電子能力大于Cu2，但第一階段為Fe2；Pb2、Sn2、Fe2、Zn2控制一定條件(即電鍍)

5、時(shí)，也可以在水溶液中放電。 Al3、Mg2、Na，Ca2、k僅在熔融狀態(tài)下放電?！镜湫屠}1】【黑龍江實(shí)驗(yàn)2016回前期】關(guān)于以下的電化學(xué)老虎鉗完全正確的是。a乙cdz-x-k機(jī)動(dòng)戰(zhàn)士銅的精煉對(duì)鐵元素進(jìn)行銀鍍層防止Fe腐蝕構(gòu)成銅亞金屬鉛原電池【答案】c試驗(yàn)點(diǎn)：電解電池的應(yīng)用考察這部分知識(shí)的重點(diǎn)是電解原理，電解單元中連接電源正極的電極是陽(yáng)極，電子失去、氧化，連接電源負(fù)極的電極是陰極，電子被還原。 精煉銅時(shí)，把粗銅作為陽(yáng)極，純銅作為陰極，含有銅絡(luò)離子的溶液作為電解質(zhì)溶液。 以電鍍裝置中被電鍍金屬為陰極，以電鍍金屬為陽(yáng)極，溶液含有電鍍金屬陽(yáng)絡(luò)離子。 在金屬保護(hù)中，可以將金屬作為電解單元來保護(hù)陰極，也

6、可以將金屬作為原電池來保護(hù)正極?！巨D(zhuǎn)變訓(xùn)練1】【黑龍江實(shí)驗(yàn)2016次上半期】如果描繪制造二氧化錳的裝置，陽(yáng)極可以將硫酸錳和硫酸的混合液電解液，陰極以稀硫酸為電解液，電解裝置中的箭頭表示溶液中的陽(yáng)絡(luò)離子移動(dòng)的方向。 下面的說法不正確的是()A.N是電源的正極b .從右側(cè)氣孔逃跑的瓦斯氣體可能是副產(chǎn)物O2c .石墨電極的反應(yīng)是Mn2 -2e- 2H2O=MnO2 4Hd .電解中陽(yáng)絡(luò)離子交換膜的左側(cè)硫酸濃度幾乎沒有變化，右側(cè)減少。【回答】d試驗(yàn)點(diǎn)：電解原理2 .電解的應(yīng)用1 .電解飽和鹽水制取氯元素瓦斯氣體和堿(氯元素堿工業(yè))(1)堿性氯元素工業(yè)的主要原料是食鹽，粗鹽中含有沙土、Ca2、Mg2、S

7、O42-等雜質(zhì)絡(luò)離子，危害技術(shù)裝備，影響產(chǎn)品品質(zhì)，必須進(jìn)行提純。化學(xué)方法a :依次加入沉淀劑BaCl2、Na2CO3、NaOH溶液，每次加入各試劑時(shí)為了使對(duì)應(yīng)的絡(luò)離子完全沉淀，必須稍微過剩。b .過濾。c .濾液中加入鹽酸：調(diào)節(jié)溶液的pH為46，CO32- 2H=CO2 H2O。離子交換法：將上述處理后的溶液送入絡(luò)離子交換塔，再送入陽(yáng)絡(luò)離子(Na )交換樹脂去除殘留的Ca2、Mg2，達(dá)到技術(shù)要求。(2)純化的飽和鹽水中存在Na、cl、h、oh種絡(luò)離子，以黑金屬鉛為電極，通電時(shí)h和cl優(yōu)先放電，電極反應(yīng)式為陽(yáng)極：2Cl-2e-=Cl2，陰極：2H 2e-=H2。總反應(yīng)：2NaCl 2H2O=2N

8、aOH H2 Cl2。2 .電鍍(1)概念：電鍍是利用電解原理在部分金屬表面上鍍薄層的其他金屬或合金的過程。(2)形成條件：電解時(shí)，使用以電鍍金屬為陽(yáng)極；以電鍍材料為陰極；以含有電鍍層金屬絡(luò)離子的電解質(zhì)溶液為鍍液；(3)特征：陽(yáng)極自身放電氧化宏命令上看不到新物質(zhì)的生成電解液的總量、濃度、pH不變。3、電熔化期電解熔融電解質(zhì)可以精煉活躍的金屬。 例如，在電解熔融NaCl情況下電極反應(yīng)式為：陽(yáng)極：2Cl-2e=Cl2、陰極：2Na 2e-=2Na，其總反應(yīng)式是2NaCl=2Na Cl2。4 .電解精煉在電解精煉粗銅時(shí)，陽(yáng)極材料是粗銅，陰極材料是精銅，電解質(zhì)溶液是CuSO4溶液(或Cu(NO3)2溶

9、液)。 長(zhǎng)時(shí)間電解后，必須補(bǔ)充電解質(zhì)溶液?！镜湫屠}2】【百?gòu)?qiáng)學(xué)校2016年重慶一中12月試驗(yàn)】用現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中常用的電解氯化亞鐵的方法得到氯化第二鐵元素溶液，吸收有毒的硫化氫氣。 工藝原理如下圖所示。 以下說法不正確的是()在左槽發(fā)生的反應(yīng)是2Cl-2e-=Cl2。b .右槽中的反應(yīng)式：2H 2 e-=H2c .從h電解單元的左槽轉(zhuǎn)移到右槽D.FeCl3溶液可以被資源再生定【答案】a【試驗(yàn)點(diǎn)的定位】調(diào)查電解原理。從判斷為電解單元的陰極、陽(yáng)極是解題的關(guān)鍵的圖可知，F(xiàn)e2在電解單元的左槽變換為Fe3，h在右槽變換為H2，因此左槽為陽(yáng)極，右槽為陰極。 結(jié)合電解理論，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反

10、應(yīng)，電解池中的陽(yáng)絡(luò)離子向陰極移動(dòng)，陽(yáng)極上還原性強(qiáng)的一方先被氧化，陰極氧化性強(qiáng)的一方先被還原，據(jù)此分析解答?！巨D(zhuǎn)變訓(xùn)練2】【吉林長(zhǎng)春十一中2016次前期】以下實(shí)驗(yàn)裝置，其中按要求正確設(shè)定的是()【答案】b【解析】問題分析： a、電解飽和食鹽水，連接電源正極的是陽(yáng)極，鐵元素是陽(yáng)極，鐵元素是失電子，溶液中的氯元素絡(luò)離子是失電子，錯(cuò)誤地，選擇a；b .以原電池中的亞金屬鉛為負(fù)極，銅為正極，分離亞金屬鉛和硫酸銅，用導(dǎo)線和鹽橋構(gòu)成閉合回路，正確地，選擇b 把銀作為陽(yáng)極網(wǎng)絡(luò)鏈接電源的正極，把電解質(zhì)溶液作為硝酸銀，不錯(cuò)誤地選擇c；把精煉銅粗銅連接電源的正極作為陽(yáng)極，把精煉銅連接電源的負(fù)極作為陰極，不錯(cuò)誤地選擇

11、d。試驗(yàn)點(diǎn)：電化學(xué)的應(yīng)用三、金屬的腐蝕與防護(hù)1 .金屬腐蝕的本質(zhì)金屬原子失去電子變成金屬陽(yáng)絡(luò)離子，金屬發(fā)生氧化反應(yīng)。2 .金屬腐蝕的類型(1)化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件金屬與非金屬單體直接接觸不純金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸現(xiàn)象無電流發(fā)生產(chǎn)生微弱電流本質(zhì)金屬被氧化比較活躍的金屬氧化聯(lián)系兩者多發(fā)生于云同步，電化學(xué)腐蝕更為普遍(2)抽氫腐蝕和儲(chǔ)氧腐蝕以鐵元素鋼的腐蝕為例進(jìn)行分析類型氫解腐蝕吸氧腐蝕條件水膜酸性強(qiáng)(pH4.3 )水膜酸性弱或中性電極反應(yīng)負(fù)極Fe-2e-=Fe2正極2H 2e-=H2。O2 2H2O 4e-=4OH-電子總反應(yīng)fe 2h=fe2 h2。2Fe O2 2

12、H2O=2Fe(OH)2聯(lián)系吸氧腐蝕更為普遍銹的形成：4fe(oh)2 o2 2h2o=4fe(oh)3、2fe(oh)3=fe2o3xh2o (銹) (3)3、金屬防護(hù)(1)電化學(xué)防護(hù)犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法原電池的原理a .負(fù)極：比保護(hù)金屬更活躍的金屬；b .正極：受保護(hù)的金屬設(shè)備。施加電流的陰極保護(hù)法電解原理a .陰極：受保護(hù)的金屬設(shè)備b .陽(yáng)極：惰性金屬。(2)改變合金、不銹鋼等金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。(3)在金屬表面涂抹涂膜劑、涂抹油脂、電鍍、噴涂、表面鈍化等保護(hù)層的方法?！镜湫屠}3】【山東濟(jì)南外語(yǔ)2016期前期】鐵元素鋼在潮濕的空氣中會(huì)發(fā)生氧吸收腐蝕。 在以下的說法中，正確的是()a .負(fù)極

13、發(fā)生的反應(yīng)是Fe-2e-=Fe2 B .正極反應(yīng)是O2 4e- 4H=2H2Oc .腐蝕中，電子從正極流向負(fù)極d .鋼柱在水中的部分比空氣和水的邊界更容易發(fā)生氧吸收腐蝕【答案】a【解析】a .負(fù)極上的鐵元素脫電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Fe=Fe2 2e-，因此a是正確的b .正極上的氧引起的電子和水反應(yīng)生成氫氧化合物絡(luò)離子，電極反應(yīng)式為O2 4e- 2H2O=4OH-，因此在b錯(cuò)誤c .腐蝕的過程中構(gòu)成原電池因?yàn)閺呢?fù)極鐵元素向正極碳流動(dòng)電子，c錯(cuò)誤的d .因?yàn)樗械难醯娜芙舛刃。凿撝乃胁糠直瓤諝夂退倪吔绺y發(fā)生氧吸收腐蝕，所以d錯(cuò)誤答案是a?！驹囼?yàn)點(diǎn)定位】調(diào)查金屬的電化學(xué)腐蝕原理

14、考察金屬的腐蝕與防護(hù)，表明形成原電池的條件和原電池原理是解決問題的關(guān)鍵，確定根據(jù)環(huán)境不同鐵元素鋼是發(fā)生貯氧腐蝕還是發(fā)生貯氫腐蝕，寫出電極反應(yīng)。 特別是負(fù)極電解反應(yīng)式(Fe-2e-=Fe2 )能夠正確地判斷金屬腐蝕中的電子的流動(dòng)和電極周圍的溶液的酸鹽化學(xué)基性【轉(zhuǎn)移訓(xùn)練3】【江西臨川一中2016次前期】以下的做法對(duì)金屬保護(hù)有幫助的是()a .對(duì)鐵元素鋼零配件表面實(shí)施了藍(lán)燒處理的b .將鐵元素鋼制的男同性戀與直流電源正極相連c .用菜刀切菜后，不洗就返回刀架d。 埋在地下的鋼管與銅塊相連【答案】a試驗(yàn)點(diǎn)：檢查金屬防護(hù)。試驗(yàn)點(diǎn)1 :電解電極反應(yīng)方程式的表述1 .電解方程式的寫法以寫出以黑金屬鉛為電極的

15、電解CuSO4溶液的電極反應(yīng)式以及總電解方程式為例。第一頭地：明確溶液中存在怎樣的絡(luò)離子。 陽(yáng)絡(luò)離子： Cu2、h； 陰絡(luò)離子： OH-、SO。第二步：判斷陰陽(yáng)兩極附近絡(luò)離子種類及絡(luò)離子放電順序。 陰極： Cu2 H； 陽(yáng)極： OH-SO。第三步：寫出電極反應(yīng)式和總電解方程式。 陰極：2Cu2 4e-=2Cu； 陽(yáng)極：2H2O-4e-=O2 4H。2、得失電子數(shù)相等，兩極反應(yīng)式加起來的總方程式：2CuSO4 2H2O2Cu O2 2H2SO4。實(shí)現(xiàn)“三見”，正確書寫電極反應(yīng)式(1)看電極材料，如果以金屬(Au、Pt除外)為陽(yáng)極，則金屬必須電解(注意Fe生成Fe2)。(2)看媒體，媒體是否參與電

16、極反應(yīng)。(3)觀察三種電解質(zhì)的狀態(tài)，如果是熔化狀態(tài)，則為金屬的電熔化期。3 .避免電解單元中方程式所寫的三個(gè)易失分點(diǎn)(1)寫電解單元的電極反應(yīng)式時(shí)，用實(shí)際放電的絡(luò)離子表示，但寫總電解反應(yīng)式時(shí)，弱電解質(zhì)寫作分子式。(2)確保兩極的電子轉(zhuǎn)移數(shù)相同，注明條件“電解”。(3)電解水溶液時(shí)，留心放電順序中的h、OH-以后的絡(luò)離子一般與放電無關(guān)?！镜湫屠}4】以I .鋁材為陽(yáng)極，在H2SO4溶液中電解，在鋁材表面形成氧化膜，陽(yáng)極電極反應(yīng)式為ii .以al單體為陽(yáng)極，以黑金屬鉛為陰極，以NaHCO3溶液為電解液進(jìn)行電解，生成難溶性物r，熱裂化r生成化合物q。 導(dǎo)出陽(yáng)極生成r的電極反應(yīng)公式： _ _ _ _

17、_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _.2Al-6e- 3H2O=Al2O3 6H我是al3HCO-3 e-=al (oh ) 33 co 2。電極反應(yīng)的寫入首先根據(jù)題干的要求和信息大膽地寫入反應(yīng)物和生成物，然后根據(jù)“陰得陽(yáng)失”化學(xué)基加上得失電子數(shù)，最后根據(jù)電解質(zhì)溶液的酸鹽化學(xué)基性補(bǔ)充h、OH-或H2O，根據(jù)電荷保存化學(xué)基均衡。 注意利用h、OH-、H2O的均化：在電解單元的電極反應(yīng)中，如果是