高考化學(xué)總復(fù)習(xí)“點(diǎn)、面、線”備考全攻略 92 電解池 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)課件 新人教版
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1、 考綱定標(biāo)考綱定標(biāo)1了解電解池的工作原理,能寫(xiě)出電極反應(yīng)式和了解電解池的工作原理,能寫(xiě)出電極反應(yīng)式和電解電解 反應(yīng)反應(yīng)方程式。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, 防止防止金屬腐蝕的措施。金屬腐蝕的措施。 熱點(diǎn)定位熱點(diǎn)定位1理解電解原理及利用電解原理的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。理解電解原理及利用電解原理的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。2應(yīng)用電解原理解決工業(yè)、生產(chǎn)、生活中的實(shí)際問(wèn)題。應(yīng)用電解原理解決工業(yè)、生產(chǎn)、生活中的實(shí)際問(wèn)題。3理解金屬的電化學(xué)腐蝕,學(xué)會(huì)一般的防腐蝕方法。理解金屬的電化學(xué)腐蝕,學(xué)會(huì)一般的防腐蝕方法。1熟記熟記2個(gè)概念:個(gè)概念:(1)電解:使電
2、流通過(guò)電解質(zhì)溶液電解:使電流通過(guò)電解質(zhì)溶液(或熔融的電解質(zhì)或熔融的電解質(zhì))而在陰、而在陰、 陽(yáng)兩極引起氧化還原反應(yīng)的過(guò)程。陽(yáng)兩極引起氧化還原反應(yīng)的過(guò)程。(2)電解池:把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。電解池:把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。2把握電解池的把握電解池的2個(gè)電極的判斷:個(gè)電極的判斷:(1)陽(yáng)極:與電源正極相連,發(fā)生氧化反應(yīng)。陽(yáng)極:與電源正極相連,發(fā)生氧化反應(yīng)。(2)陰極:與電源負(fù)極相連,發(fā)生還原反應(yīng)。陰極:與電源負(fù)極相連,發(fā)生還原反應(yīng)。第九章第二節(jié)抓基礎(chǔ)析考點(diǎn)提能力一、電解池的工作原理及應(yīng)用一、電解池的工作原理及應(yīng)用 有如圖的電解池裝置:有如圖的電解池裝置:陰陰氧化氧化負(fù)極負(fù)極陰極陰極陽(yáng)極陽(yáng)極正
3、極正極(3)電解完成后,若溶液的體積為電解完成后,若溶液的體積為1 L,整個(gè)電解過(guò)程中共轉(zhuǎn),整個(gè)電解過(guò)程中共轉(zhuǎn) 移移0.1 mol e,則溶液的,則溶液的pH為為 ,若使電解質(zhì)溶液復(fù)原,若使電解質(zhì)溶液復(fù)原, 需通入氯化氫的物質(zhì)的量為需通入氯化氫的物質(zhì)的量為 。(4)若用該裝置給鐵釘鍍銅,則若用該裝置給鐵釘鍍銅,則a極為極為 ,b極為極為 ,電解質(zhì),電解質(zhì) 溶液應(yīng)為溶液應(yīng)為 溶液。溶液。(5)若用該裝置電解精煉粗銅,則若用該裝置電解精煉粗銅,則 作作a極,極, 作作b極,電極,電 解質(zhì)溶液應(yīng)為解質(zhì)溶液應(yīng)為 溶液。溶液。130.1 mol鐵釘鐵釘銅銅CuSO4純銅純銅粗銅粗銅CuSO4二、金屬的腐
4、蝕與防護(hù)二、金屬的腐蝕與防護(hù)1 1析氫腐蝕和吸氧腐蝕析氫腐蝕和吸氧腐蝕 如圖所示,燒杯中的試管內(nèi)有一枚鐵釘,放置數(shù)天后觀察:如圖所示,燒杯中的試管內(nèi)有一枚鐵釘,放置數(shù)天后觀察:(1)鐵釘在逐漸生銹,則鐵釘?shù)母g屬于鐵釘在逐漸生銹,則鐵釘?shù)母g屬于 腐蝕。腐蝕。(2)若試管內(nèi)的液面上升,則原溶液呈若試管內(nèi)的液面上升,則原溶液呈 ,發(fā)生,發(fā)生 腐蝕;電極反應(yīng):負(fù)極腐蝕;電極反應(yīng):負(fù)極 , 正極正極 。(3)若試管內(nèi)的液面下降,則原溶液呈若試管內(nèi)的液面下降,則原溶液呈 性,發(fā)生性,發(fā)生 腐蝕;電極反應(yīng):負(fù)極腐蝕;電極反應(yīng):負(fù)極 ,正極,正極 。電化學(xué)電化學(xué)弱酸性或中性弱酸性或中性吸氧吸氧2Fe4e=
5、2Fe2O22H2O4e=4OH較強(qiáng)的酸較強(qiáng)的酸析氫析氫Fe2e=Fe22H2e=H22.金屬的電化學(xué)防護(hù)金屬的電化學(xué)防護(hù)(1)犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法:犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法: 如右圖,保護(hù)鐵,鐵作如右圖,保護(hù)鐵,鐵作 極,鋅作極,鋅作 極。極。(2)外加電源的陰極保護(hù)法:外加電源的陰極保護(hù)法: 外加直流電源,使被保護(hù)的金屬與電源的外加直流電源,使被保護(hù)的金屬與電源的 極相連。極相連。正正負(fù)負(fù)負(fù)負(fù)1 1電解時(shí)電極產(chǎn)物的判斷電解時(shí)電極產(chǎn)物的判斷2電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)(1)首先判斷陰、陽(yáng)極,分析電極材料,判斷是電極材料放首先判斷陰、陽(yáng)極,分析電極材料,判斷是電極材料放 電還是溶液中的離子放
6、電。陽(yáng)極為金屬活性電極時(shí),電電還是溶液中的離子放電。陽(yáng)極為金屬活性電極時(shí),電 極材料放電。極材料放電。(2)再分析溶液中的離子種類(lèi),根據(jù)離子放電順序,分析電再分析溶液中的離子種類(lèi),根據(jù)離子放電順序,分析電 極反應(yīng),并判斷電極產(chǎn)物,寫(xiě)出電極反應(yīng)式。極反應(yīng),并判斷電極產(chǎn)物,寫(xiě)出電極反應(yīng)式。(3)電解水溶液時(shí),應(yīng)注意放電順序中電解水溶液時(shí),應(yīng)注意放電順序中H、OH之后的離之后的離 子一般不參與放電反應(yīng)。子一般不參與放電反應(yīng)。特別提醒特別提醒(1)判斷電解產(chǎn)物、書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式以及分析電解質(zhì)溶液的變判斷電解產(chǎn)物、書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式以及分析電解質(zhì)溶液的變 化時(shí)首先要注意陽(yáng)極是活性材料還是惰性材料。化時(shí)首先要注
7、意陽(yáng)極是活性材料還是惰性材料。(2)書(shū)寫(xiě)電解化學(xué)方程式時(shí),應(yīng)看清是電解的水溶液還是熔融書(shū)寫(xiě)電解化學(xué)方程式時(shí),應(yīng)看清是電解的水溶液還是熔融 電解質(zhì)。電解質(zhì)。例例1 如圖是一個(gè)用鉑絲作電極,電解稀的如圖是一個(gè)用鉑絲作電極,電解稀的MgSO4溶液的裝置,電解液中加有中性紅指示劑,此時(shí)溶液呈溶液的裝置,電解液中加有中性紅指示劑,此時(shí)溶液呈紅色。紅色。(指示劑的指示劑的pH變色范圍:變色范圍:6.88.0,酸色,酸色紅色,堿色紅色,堿色黃色黃色)回答下列問(wèn)題:回答下列問(wèn)題:(1)下列關(guān)于電解過(guò)程中電極附近溶液顏色變化的敘述正確下列關(guān)于電解過(guò)程中電極附近溶液顏色變化的敘述正確的是的是_(填編號(hào)填編號(hào));A
8、管溶液由紅變黃管溶液由紅變黃B管溶液由紅變黃管溶液由紅變黃A管溶液不變色管溶液不變色B管溶液不變色管溶液不變色(2)寫(xiě)出寫(xiě)出A管中發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)式:管中發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)式:_;(3)寫(xiě)出寫(xiě)出B管中發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)式:管中發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)式: _;(4)檢驗(yàn)檢驗(yàn)a管中氣體的方法是管中氣體的方法是_;(5)檢驗(yàn)檢驗(yàn)b管中氣體的方法是管中氣體的方法是_;(6)電解一段時(shí)間后,切斷電源,將電解液倒入燒杯內(nèi)觀察電解一段時(shí)間后,切斷電源,將電解液倒入燒杯內(nèi)觀察 到的現(xiàn)象是到的現(xiàn)象是_。解析解析A與電源負(fù)極相連,為陰極,與電源負(fù)極相連,為陰極,B與電源正極相連,為與電源正極相連,為陽(yáng)極,溶液中陽(yáng)極,溶液中H、OH
9、分別在分別在A、B兩極上放電,反應(yīng)式為:兩極上放電,反應(yīng)式為:A極:極:2H2e=H2B極:極:4OH4e=O22H2O則則A極附近會(huì)產(chǎn)生極附近會(huì)產(chǎn)生OH(水電離出來(lái)的水電離出來(lái)的),B極附近會(huì)產(chǎn)生極附近會(huì)產(chǎn)生H(水電離出來(lái)的水電離出來(lái)的),所以,所以A處溶液由紅變黃,處溶液由紅變黃,B處溶液不變色;處溶液不變色;電解一段時(shí)間后,溶液底部會(huì)產(chǎn)生電解一段時(shí)間后,溶液底部會(huì)產(chǎn)生Mg(OH)2沉淀,溶液中有沉淀,溶液中有H2SO4,切斷電源后,切斷電源后,Mg(OH)2會(huì)溶解。會(huì)溶解。答案答案(1)(2)2H2e=H2(寫(xiě)寫(xiě)2H2O2e=2OHH2同樣正同樣正確確),Mg22OH=Mg(OH)2(3
10、)4OH4e=2H2OO2(寫(xiě)寫(xiě)2H2O4e=4HO2同樣正確同樣正確)(4)用拇指按住管口,取出試管,靠近火焰,放開(kāi)拇指,有爆用拇指按住管口,取出試管,靠近火焰,放開(kāi)拇指,有爆鳴聲,管口有藍(lán)色火焰鳴聲,管口有藍(lán)色火焰(5)用拇指按住管口,取出試管,放開(kāi)拇指,將帶有火星的木用拇指按住管口,取出試管,放開(kāi)拇指,將帶有火星的木條伸入試管內(nèi)會(huì)復(fù)燃條伸入試管內(nèi)會(huì)復(fù)燃(6)溶液呈紅色,白色沉淀溶解溶液呈紅色,白色沉淀溶解(或大部分溶解或大部分溶解)判斷電解質(zhì)溶液離子濃度的變化判斷電解質(zhì)溶液離子濃度的變化(1)若陰極為若陰極為H放電,則陰極區(qū)放電,則陰極區(qū)c(OH)增大;增大;(2)若陽(yáng)極為若陽(yáng)極為OH放
11、電,則陽(yáng)極區(qū)放電,則陽(yáng)極區(qū)c(H)增大;增大;(3)若陰、陽(yáng)兩極同時(shí)有若陰、陽(yáng)兩極同時(shí)有H、OH放電,相當(dāng)于電解水,放電,相當(dāng)于電解水, 電解質(zhì)離子的濃度增大。電解質(zhì)離子的濃度增大。ABC D答案:答案:C21 L 某溶液中含有的離子如下表:某溶液中含有的離子如下表:用惰性電極電解該溶液,當(dāng)電路中有用惰性電極電解該溶液,當(dāng)電路中有3 mol e通過(guò)時(shí)通過(guò)時(shí)(忽略忽略電解時(shí)溶液體積的變化及電極產(chǎn)物可能存在的溶解現(xiàn)象電解時(shí)溶液體積的變化及電極產(chǎn)物可能存在的溶解現(xiàn)象),下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是 ()A電解后溶液的電解后溶液的pH0Ba3C陽(yáng)極生成陽(yáng)極生成1.5 mol Cl2D陰極析出的金屬
12、是銅與鋁陰極析出的金屬是銅與鋁解析解析:根據(jù)離子的放電順序及電子守恒可知:陽(yáng)極:根據(jù)離子的放電順序及電子守恒可知:陽(yáng)極:1 mol氯離子先放電,產(chǎn)生氯離子先放電,產(chǎn)生0.5 mol氯氣,然后氯氣,然后OH放電轉(zhuǎn)放電轉(zhuǎn)移移2 mol e,產(chǎn)生,產(chǎn)生2 mol H,陰極,陰極Cu2放電,轉(zhuǎn)移放電,轉(zhuǎn)移2 mol e,然后,然后H放電,消耗放電,消耗1 mol H,溶液中共產(chǎn)生,溶液中共產(chǎn)生1 mol H,故,故c(H)1 mol/L,溶液,溶液pH0。根據(jù)電荷守恒可。根據(jù)電荷守恒可推知推知a應(yīng)等于應(yīng)等于4。答案答案:A1 1以惰性電極電解電解質(zhì)溶液的類(lèi)型以惰性電極電解電解質(zhì)溶液的類(lèi)型類(lèi)類(lèi)型型電極反
13、應(yīng)特點(diǎn)電極反應(yīng)特點(diǎn)實(shí)例實(shí)例電解電解對(duì)象對(duì)象電解質(zhì)電解質(zhì)濃度濃度pH電解質(zhì)溶電解質(zhì)溶液復(fù)原液復(fù)原電電解解水水型型陰:陰:4H4e=2H2陽(yáng):陽(yáng):4OH4e=2H2OO2NaOH水水增大增大增大增大加水加水H2SO4水水增大增大減小減小加水加水Na2SO4水水增大增大不變不變加水加水類(lèi)型類(lèi)型電極反應(yīng)特電極反應(yīng)特點(diǎn)點(diǎn)實(shí)例實(shí)例電解對(duì)電解對(duì)象象電解質(zhì)電解質(zhì)濃度濃度pH電解質(zhì)電解質(zhì)溶液復(fù)溶液復(fù)原原電解電解電解電解質(zhì)型質(zhì)型電解質(zhì)電離電解質(zhì)電離出的陰、陽(yáng)出的陰、陽(yáng)離子分別在離子分別在兩極放電兩極放電HCl電解質(zhì)電解質(zhì)減小減小增增大大通氯化通氯化氫氫CuCl2電解質(zhì)電解質(zhì)減小減小加氯化加氯化銅銅類(lèi)型類(lèi)型電極反應(yīng)
14、特點(diǎn)電極反應(yīng)特點(diǎn)實(shí)例實(shí)例電解對(duì)電解對(duì)象象電解質(zhì)電解質(zhì)濃度濃度pH電解質(zhì)電解質(zhì)溶液復(fù)溶液復(fù)原原放放H2生堿生堿型型陰極:陰極:H2O放放H2生成堿陽(yáng)極:電生成堿陽(yáng)極:電解質(zhì)陰離子放電解質(zhì)陰離子放電NaCl電解質(zhì)電解質(zhì)和水和水生成新生成新電解質(zhì)電解質(zhì)增增大大通氯化通氯化氫氫放放O2生酸生酸型型陰極:電解質(zhì)陽(yáng)陰極:電解質(zhì)陽(yáng)離子放電陽(yáng)極:離子放電陽(yáng)極:H2O放放O2生成酸生成酸CuSO4電解質(zhì)電解質(zhì)和水和水生成新生成新電解質(zhì)電解質(zhì)減減小小加氧化加氧化銅銅2電解池中有關(guān)量的計(jì)算或判斷電解池中有關(guān)量的計(jì)算或判斷電解池中有關(guān)量的計(jì)算或判斷主要包括以下幾方面:根電解池中有關(guān)量的計(jì)算或判斷主要包括以下幾方面:根
15、據(jù)直流電源提供的電量求產(chǎn)物的量據(jù)直流電源提供的電量求產(chǎn)物的量(析出固體的質(zhì)量、析出固體的質(zhì)量、產(chǎn)生氣體的體積等產(chǎn)生氣體的體積等)、溶液的、溶液的pH、相對(duì)原子質(zhì)量或某元、相對(duì)原子質(zhì)量或某元素的化合價(jià)、化學(xué)式等。有如下解題方法:素的化合價(jià)、化學(xué)式等。有如下解題方法:特別提醒特別提醒(1)用惰性電極電解電解質(zhì)溶液時(shí),若要使電解后的溶液恢復(fù)用惰性電極電解電解質(zhì)溶液時(shí),若要使電解后的溶液恢復(fù)到原狀態(tài),應(yīng)遵循到原狀態(tài),應(yīng)遵循“缺什么加什么,缺多少加多少缺什么加什么,缺多少加多少”的原則,的原則,一般加入陰極產(chǎn)物與陽(yáng)極產(chǎn)物的化合物。一般加入陰極產(chǎn)物與陽(yáng)極產(chǎn)物的化合物。(2)電解過(guò)程中產(chǎn)生的電解過(guò)程中產(chǎn)生的
16、H或或OH,其物質(zhì)的量等于轉(zhuǎn)移電子,其物質(zhì)的量等于轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量。的物質(zhì)的量。例例2如圖如圖a、b、c、d均為石墨電極,通均為石墨電極,通電進(jìn)行電解電進(jìn)行電解(電解液足量電解液足量)。下列說(shuō)法正確的是。下列說(shuō)法正確的是()A甲中甲中a的電極反應(yīng)式為:的電極反應(yīng)式為:4OH4e=O22H2OB電解時(shí)向乙中滴入酚酞溶液,電解時(shí)向乙中滴入酚酞溶液,c電極附近變紅電極附近變紅C向乙中加入適量鹽酸,溶液組成可以恢復(fù)向乙中加入適量鹽酸,溶液組成可以恢復(fù)D當(dāng)當(dāng)b極有極有64 g Cu析出時(shí),析出時(shí),c電極產(chǎn)生電極產(chǎn)生2 g氣體氣體 解析解析 本題易誤選本題易誤選C,在電解液足量的情況下,電解,在電解液足
17、量的情況下,電解過(guò)程中只逸出過(guò)程中只逸出H2和和Cl2,只需補(bǔ)充氫和氯兩種元素即可,只需補(bǔ)充氫和氯兩種元素即可,不能加入鹽酸,因?yàn)辂}酸中有不能加入鹽酸,因?yàn)辂}酸中有H2O,應(yīng)通入適量,應(yīng)通入適量HCl氣氣體才能達(dá)到目的。體才能達(dá)到目的。 答案答案 A3(雙選題雙選題)用惰性電極進(jìn)行下列電解,有關(guān)說(shuō)法正確的用惰性電極進(jìn)行下列電解,有關(guān)說(shuō)法正確的 是是 () 電解稀硫酸電解稀硫酸電解電解CuSO4溶液溶液電解電解KOH溶液溶液 電解電解NaCl溶液溶液 A電解進(jìn)行一段時(shí)間后四份溶液的電解進(jìn)行一段時(shí)間后四份溶液的pH均增大均增大 B中電解一段時(shí)間后,向溶液中加入適量的中電解一段時(shí)間后,向溶液中加入適
18、量的CuO 固體可使溶液恢復(fù)電解前的情況固體可使溶液恢復(fù)電解前的情況 C中陽(yáng)極雖然消耗中陽(yáng)極雖然消耗OH,但電解質(zhì)溶液濃度變大,但電解質(zhì)溶液濃度變大 D中陰、陽(yáng)兩極上產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為中陰、陽(yáng)兩極上產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為21答案:答案:BC解析:解析:依據(jù)惰性電極電解規(guī)律,可知依據(jù)惰性電極電解規(guī)律,可知為電解水型,為電解水型,為放為放O2生酸型,生酸型,為電解水型,為電解水型,為放為放H2生堿型。生堿型。A原混合溶液中原混合溶液中c(K)為為3 mol/LB上述電解過(guò)程中共轉(zhuǎn)移上述電解過(guò)程中共轉(zhuǎn)移1 mol電子電子C電解得到的電解得到的Cu的物質(zhì)的量為的物質(zhì)的量為0.5 molD電解后溶液中電解后溶液中c(H)為為2 mol/L答案:答案:B
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