1、,第六章化學(xué)反應(yīng)與能量,第三講電解池金屬的腐蝕與防護(hù),考綱要求 1了解電解池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)式和電解反應(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。,1電解定義 在_作用下，電解質(zhì)在兩個(gè)電極上分別發(fā)生_和_的過程。 2能量轉(zhuǎn)化形式 電能轉(zhuǎn)化為_。 3電解池 (1)構(gòu)成條件。 有與_相連的兩個(gè)電極。 _(或_)。 形成_。,考點(diǎn)一電解的原理,知識(shí)梳理,電流,氧化反應(yīng),還原反應(yīng),化學(xué)能,電源,電解質(zhì)溶液,熔融鹽,閉合回路,(2)電極名稱及電極反應(yīng)式(如圖)。,(3)電子和離子的移動(dòng)方向。 特別提醒電解時(shí)，在外電路中有電子通過，而在溶液中是依靠離子定向移動(dòng)

2、形成電流，即電子本身不會(huì)通過電解質(zhì)溶液。,4用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律,1某同學(xué)組裝了如圖所示的電化學(xué)裝置，電極為Al，其他均為Cu，則() A電流方向：電極A電極 B電極發(fā)生還原反應(yīng) C電極逐漸溶解 D電極的電極反應(yīng)：Cu22e=Cu,解析分析圖可知：左側(cè)兩個(gè)燒杯的裝置形成原電池，且為負(fù)極，為正極，而最右邊的裝置為電解池，因此，該裝置中電子流向：電極A電極，則電流方向：電極A電極，A項(xiàng)正確；電極發(fā)生氧化反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電極的電極反應(yīng)為Cu22e=Cu，有銅析出，C項(xiàng)錯(cuò)誤；電極為電解池的陽極，其電極反應(yīng)為Cu2e=Cu2，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案A,題組訓(xùn)練,2為增強(qiáng)鋁的耐腐蝕性，現(xiàn)以鉛蓄電池為外

3、電源，以Al作陽極、Pb作陰極，電解稀硫酸，使鋁表面的氧化膜增厚。反應(yīng)原理如下： 電池：Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)2H2O(l),3某興趣小組設(shè)計(jì)如圖所示微型實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先斷開K2，閉合K1，兩極均有氣泡產(chǎn)生；一段時(shí)間后，斷開K1，閉合K2，發(fā)現(xiàn)電流表A指針偏轉(zhuǎn)。下列有關(guān)描述正確的是(),4.如圖所示，將鐵棒和石墨棒插入盛有飽和NaCl溶液的U形管中。下列分析正確的是(),5.(2015四川理綜)用如圖所示裝置除去含CN、Cl廢水中的CN時(shí)，控制溶液pH為910，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() A用石墨作陽極，鐵

4、作陰極,B陽極的電極反應(yīng)式：Cl2OH2e= ClOH2O,解析若鐵作陽極，則鐵失電子生成Fe2，則CN無法除去，故鐵只能作陰極，A項(xiàng)正確；Cl要生成ClO，Cl的化合價(jià)升高，故在陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，又已知該溶液為堿性條件，故B項(xiàng)正確；陽離子在電解池的陰極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，堿性條件下，H2O提供陽離子H，故C項(xiàng)正確；由于溶液是堿性條件，故除去CN發(fā)生的反應(yīng)為2CN5ClOH2O=N22CO25Cl2OH，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案D,6(2015浙江理綜)在固態(tài)金屬氧化物電解池中，高溫共電解H2OCO2混合氣體制備H2和CO是一種新的能源利用方式，基本原理如圖所示。下列說法不正確的是() AX是電源的負(fù)

5、極,1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 陰極：陽離子放電順序：AgFe3Cu2H(酸)Fe2Zn2H(水)Al3Mg2NaCa2K。 陽極：活潑電極S2IBrClOH含氧酸根離子。,特別提醒(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：ClOH；陰極：AgCu2H。 (3)電解水溶液時(shí)，KAl3不可能在陰極放電，即不可能用電解水溶液的方法得

6、到K、Ca、Na、Mg、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。,考點(diǎn)二電解原理的應(yīng)用,知識(shí)梳理,氧化,還原,燒堿,氯氣,氫氣,陰,陽,AgNO3溶液等含鍍層金屬陽離子的鹽溶液,陽,陰,不變,粗銅,純銅,1利用如圖所示裝置模擬電解原理在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用。下列說法正確的是(),解析氯堿工業(yè)中陽極是Cl放電生成Cl2；電解精煉銅時(shí)陽極粗銅溶解，陰極Cu2放電析出Cu，由于粗銅中含有鋅、鐵、鎳等雜質(zhì)，溶液中Cu2濃度變小；鐵片上鍍銅時(shí)，陰極應(yīng)該是鐵片，陽極是純銅。 答案D,題組訓(xùn)練,A氯堿工業(yè)中

7、，X電極上反應(yīng)式是4OH4e=2H2OO2 B電解精煉銅時(shí)，Z溶液中的Cu2濃度不變 C在鐵片上鍍銅時(shí)，Y是純銅 D制取金屬鎂時(shí)，Z是熔融的氯化鎂,2金屬鎳有廣泛的用途，粗鎳中含有Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制得高純度的鎳。下列敘述中正確的是(已知：氧化性Fe2Ni2Cu2)() A陽極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為：Ni22e=Ni B電解過程中，陽極質(zhì)量的減少量與陰極質(zhì)量的增加量相等 C電解后，溶液中存在的陽離子只有Fe2和Zn2 D電解后，電解槽底部的陽極泥中只有Cu和Pt,解析電解時(shí)，陽極Zn、Fe、Ni失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；因氧化性Ni2Fe2Zn2，故陰極反應(yīng)

8、為Ni22e=Ni，可見，陽極質(zhì)量減少是因?yàn)閆n、Fe、Ni溶解，而陰極質(zhì)量增加是因?yàn)槲龀鯪i，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電解后溶液中的陽離子除Fe2和Zn2外，還有Ni2、H，C項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案D,3(2015上海卷)氯堿工業(yè)以電解精制飽和食鹽水的方法制取氯氣、氫氣、燒堿和氯的含氧酸鹽等系列化工產(chǎn)品。下圖是離子交換膜法電解食鹽水的示意圖，圖中的離子交換膜只允許陽離子通過。 完成下列填空：,(1)寫出電解飽和食鹽水的離子方程式：_ _。 (2)離子交換膜的作用為：_、_。 (3)精制飽和食鹽水從圖中_位置補(bǔ)充，氫氧化鈉溶液從圖中_位置流出(填“a”“b”“c”或“d”)。,H2,能得到純度更高的氫氧化鈉溶液,避

9、免Cl2與H2反應(yīng),a,d,4使用氯化鈉作原料可以得到多種產(chǎn)品。 (1)實(shí)驗(yàn)室用惰性電極電解100 mL 0.1 molL1 NaCl溶液，若陰陽兩極均得到112 mL氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則所得溶液的物質(zhì)的量濃度是_(忽略反應(yīng)前后溶液體積的變化)。 (2)某學(xué)生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液，通電時(shí)，為使Cl2被完全吸收，制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液，設(shè)計(jì)了如圖的裝置。,0.1 molL1,對電源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是_(填字母序號(hào))。 Aa為正極，b為負(fù)極；NaClO和NaCl Ba為負(fù)極，b為正極；NaClO和NaCl Ca為陽極，b為陰極；H

10、ClO和NaCl Da為陰極，b為陽極；HClO和NaCl (3)實(shí)驗(yàn)室中很難用亞鐵鹽溶液與燒堿反應(yīng)制得白色純凈的Fe(OH)2沉淀。某同學(xué)利用上圖裝置，只更換一個(gè)電極，通過電解法制取較純凈的Fe(OH)2沉淀，且較長時(shí)間不變色。該同學(xué)換上的電解材料是_(用元素符號(hào)表示)，總的反應(yīng)式是_。,B,Fe,原電池和電解池的計(jì)算包括兩極產(chǎn)物的定量計(jì)算、溶液pH的計(jì)算、相對原子質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)測定的計(jì)算、根據(jù)電荷量求產(chǎn)物的量與根據(jù)產(chǎn)物的量求電荷量等的計(jì)算。不論哪類計(jì)算，均可概括為下列三種方法： 1根據(jù)電子守恒計(jì)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(jì)算，其依據(jù)是電路上轉(zhuǎn)移的

11、電子數(shù)相等。,考點(diǎn)三有關(guān)電化學(xué)的計(jì)算,知識(shí)梳理,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)式列比例式計(jì)算。 3根據(jù)關(guān)系式計(jì)算 由得失電子守恒關(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。 4e4Ag2Cu2Cl22H2O24H4OH 涉及電化學(xué)計(jì)算方面的要求不高，主要是能根據(jù)總反應(yīng)式或電極反應(yīng)式進(jìn)行計(jì)算，有時(shí)運(yùn)用物理中的電量知識(shí)解題。,1兩個(gè)惰性電極插入500 mL AgNO3溶液中，通電電解。當(dāng)電解液的pH從6.0變?yōu)?.0時(shí)，(設(shè)電解過程中陰極沒有H2放出，且電解液在電解前后體積變化可以忽略不計(jì))電極上析出銀的質(zhì)量最大為() A27 mgB54 mg C

12、106 mg D216 mg,題組訓(xùn)練,2在如圖中，甲燒杯中盛有100 mL 0.50 molL1 AgNO3溶液，乙燒杯中盛有100 mL 0.25 molL1 CuCl2溶液，A、B、C、D均為質(zhì)量相同的石墨電極，如果電解一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)A極比C極重1.9 g，則 (1)電源E為_極，F(xiàn)為_極。,負(fù),正,4Ag4e=4Ag,0.025,4OH4e=2H2OO2,140,(4)C極的電極反應(yīng)式為_，析出的物質(zhì)_mol。 (5)D極的電極反應(yīng)式為_，析出氣體_mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。 (6)甲燒杯中滴入石蕊試液，_(填“A”或“B”)極附近變紅，如果繼續(xù)電解，在甲燒杯中最終得到_溶液。,Cu22e=

13、Cu,0.012 5,2Cl2e=Cl2,280,B,HNO3,3(1)用惰性電極電解400 mL一定濃度的硫酸銅溶液(不考慮電解過程中溶液體積的變化)，通電一段時(shí)間后，向所得的溶液中加入0.1 mol CuO后，使溶液恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH，電解過程中轉(zhuǎn)移的電子為_mol。 (2)如果向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后，使溶液恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH，電解過程中轉(zhuǎn)移的電子為_mol。 (3)如果向所得的溶液中加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3后，使溶液恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH(不考慮CO2的溶解)，電解過程中轉(zhuǎn)移的電子為_mol。,0.2,0.4,0.6

14、,1金屬腐蝕的本質(zhì) 金屬原子_變?yōu)開，金屬發(fā)生_。 2金屬腐蝕的類型 (1)化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕。,考點(diǎn)四金屬的腐蝕和防護(hù),知識(shí)梳理,失去電子,金屬陽離子,氧化反應(yīng),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：,水膜酸性較強(qiáng),水膜酸性很弱或呈中性,吸氧腐蝕,3.金屬的防護(hù) (1)電化學(xué)防護(hù)。 犧牲陽極的陰極保護(hù)法_原理 a_極：比被保護(hù)金屬活潑的金屬； b_極：被保護(hù)的金屬設(shè)備。 外加電流的陰極保護(hù)法_原理 a_極：被保護(hù)的金屬設(shè)備； b_極：惰性金屬或石墨。 (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

15、，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),正,電解池,陰,陽,判斷正誤，正確的劃“”，錯(cuò)誤的劃“” (1)所有金屬純度越大，越不易被腐蝕() (2)純銀器表面變黑和鋼鐵表面生銹腐蝕原理一樣() (3)干燥環(huán)境下金屬不被腐蝕() (4)Al、Fe、Cu在潮濕的空氣中腐蝕均生成氧化物() (5)鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，負(fù)極鐵失去電子生成Fe3() (6)在金屬表面覆蓋保護(hù)層，若保護(hù)層破損后，就完全失去了對金屬的保護(hù)作用() (7)外加電流的陰極保護(hù)法，構(gòu)成了電解池；犧牲陽極的陰極保護(hù)法構(gòu)成了原電池。二者均能有效地保護(hù)金屬不容易被腐蝕(),思考辨析,1(2015北京海淀一

16、模)下列有關(guān)鋼鐵腐蝕和防護(hù)的說法不正確的是() A自行車的鋼圈上鍍一層鉻，防止生銹 B外加直流電源保護(hù)鋼閘門時(shí)，鋼閘門與電源的負(fù)極相連 C鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕的正極反應(yīng)：2H2OO24e=4OH D鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕的負(fù)極反應(yīng)：Fe3e=Fe3,解析鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，F(xiàn)e失電子均生成Fe2，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案D,題組訓(xùn)練,2.(2015湖南岳陽一模)全世界每年鋼鐵因銹蝕造成大量的損失。某城市擬用如圖方法保護(hù)埋在酸性土壤中的鋼質(zhì)管道，使其免受腐蝕。關(guān)于此方法，下列說法不正確的是(),解析金屬棒M只要比鐵活潑即可，太活潑的金屬易與水反應(yīng)，B選項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案B,A土壤中的鋼鐵易被腐蝕是因?yàn)樵诔睗竦耐寥?/p>

17、中形成了原電池 B金屬棒M的材料應(yīng)該是比鎂活潑的金屬 C金屬棒M上發(fā)生反應(yīng)：Mne=Mn D這種方法稱為犧牲陽極的陰極保護(hù)法,解析A選項(xiàng)形成原電池，且Fe為負(fù)極、Cu為正極，腐蝕速率加快；B、D選項(xiàng)均形成原電池，但鐵均為正極，被保護(hù)；C選項(xiàng)，因?yàn)殍F被銅全部覆蓋，不與外界接觸，被保護(hù)，只有A選項(xiàng)腐蝕速率最快。 答案A,3(2015廣東肇慶二模)相同材質(zhì)的鐵在下圖中的四種情況下腐蝕最快的是(),4.(1)石墨可用于自然水體中銅件的電化學(xué)防腐，完成防腐示意圖，并作相應(yīng)標(biāo)注。 (2)鐵及其化合物與生產(chǎn)、生活關(guān)系密切。 下圖是實(shí)驗(yàn)室研究海水對鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面示意圖。 該電化學(xué)腐蝕稱為_。 圖中

18、A、B、C、D四個(gè)區(qū)域，生成鐵銹最多的是_(填字母)。 解析(1)采用外加電流的陰極保護(hù)法。 (2)海水的酸性弱，鋼鐵發(fā)生的是吸氧腐蝕；形成原電池，水中的O2得電子生成OH，最終生成鐵銹，符合條件的是B。,吸氧腐蝕,B,5某小組按圖1所示的裝置探究鐵的吸氧腐蝕。 (1)圖2是圖1所示裝置的示意圖，在圖2的小括號(hào)內(nèi)填寫正極材料的化學(xué)式；在方括號(hào)內(nèi)用箭頭表示出電子流動(dòng)的方向。 (2)正極反應(yīng)式為_，負(fù)極反應(yīng)式為_。 (3)按圖1裝置實(shí)驗(yàn)，約8 min時(shí)才看到導(dǎo)管中液柱上升，下列措施可以更快更清晰地觀察到液柱上升的是_(填選項(xiàng)字母)。 a用純氧氣代替具支試管內(nèi)的空氣 b將食鹽水浸泡過的鐵釘表面撒上鐵粉和碳粉的混合物 c用毛細(xì)尖嘴管代替玻璃導(dǎo)管，并向試管的水中滴加