《廣西2019年高考化學一輪復習 第6單元 化學反應與能量 6.3 電解池 金屬的電化學腐蝕與防護課件 新人教版.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《廣西2019年高考化學一輪復習 第6單元 化學反應與能量 6.3 電解池 金屬的電化學腐蝕與防護課件 新人教版.ppt（62頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

第3節(jié)電解池金屬的電化學腐蝕與防護 考綱要求 1 理解電解池的構(gòu)成 工作原理及應用 能書寫電極反應和總反應方程式 2 了解金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因 金屬腐蝕的危害以及防止金屬腐蝕的措施 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 考點三 電解原理1 電解 2 電解池 1 定義 電解池是把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能的裝置 2 電解池的構(gòu)成條件 有外接直流電源 有與電源相連的兩個電極 形成閉合回路 電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì) 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 考點三 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 考點三 自主鞏固下圖圖 是原電池 圖 是電解池 圖 中Zn電極為陰極 電子由電源負極到Zn電極 電子在Zn電極與溶液中的Cu2 結(jié)合生成Cu 發(fā)生還原反應 溶液中的Cu2 H 向Zn電極移動 OH 向石墨電極移動 OH 在石墨電極失電子生成O2 發(fā)生氧化反應 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 考點三 1 判斷電解池陰 陽極的常用方法 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 考點三 2 以惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 考點三 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 考點三 例1 2017全國 用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密 耐腐蝕的氧化膜 電解質(zhì)溶液一般為H2SO4 H2C2O4混合溶液 下列敘述錯誤的是 A 待加工鋁質(zhì)工件為陽極B 可選用不銹鋼網(wǎng)作為陰極C 陰極的電極反應式為 Al3 3e AlD 硫酸根離子在電解過程中向陽極移動 答案 解析 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 考點三 例2 2018石家莊模擬 工業(yè)上通過電化學原理在鋁表面形成氧化膜來提高其抗腐蝕能力 工作原理如右圖所示 下列說法中不正確的是 A 石墨棒可用銅棒代替 其作用是傳遞電流B 通電一段時間后 溶液的pH減小C 通電后電子被強制從石墨棒通過電解質(zhì)溶液流向鋁片使鋁表面形成氧化膜D 可通過調(diào)節(jié)滑動變阻器來控制氧化膜的形成速率 答案 解析 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 考點三 方法技巧分析電解過程的思維程序 1 首先判斷陰 陽極 確定陽極材料是惰性電極還是活性電極 2 再分析電解質(zhì)溶液的組成 找全離子 并分成陰 陽離子兩組 不要忘記水溶液中的H 和OH 3 然后考慮陰極 陽極離子的放電順序 陰極上陽離子的放電順序 Ag Fe3 Cu2 H 酸 Fe2 Zn2 H 水 陽極上陰離子的放電順序 活性電極 S2 I Br Cl OH 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 考點三 4 確定電極反應 判斷電極產(chǎn)物 寫出電極反應式 要遵循原子守恒和電荷守恒 5 最后寫出電解反應的總化學方程式或離子方程式 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 考點三 跟蹤訓練1 工業(yè)上常用電解硫酸鈉溶液聯(lián)合生產(chǎn)硫酸和燒堿 生產(chǎn)裝置如圖所示 其中陰極和陽極均為惰性電極 測得同溫同壓下 氣體甲與氣體乙的體積比約為1 2 以下說法中正確的是 A a極與電源的負極相連B 產(chǎn)物丙為硫酸溶液C 離子交換膜d為陰離子交換膜D b電極反應式 4OH 4e O2 2H2O 答案 解析 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 考點三 2 用鉛蓄電池電解甲 乙電解池中的溶液 已知鉛蓄電池的總反應為 Pb s PbO2 s 2H2SO4 aq 2PbSO4 s 2H2O l 電解一段時間后向c極和d極附近分別滴加酚酞溶液 c極附近溶液變紅 下列說法正確的是 A d極為陰極B 放電時鉛蓄電池負極的電極反應式為 C 若利用甲池精煉銅 b極應為粗銅D 若四個電極均為石墨電極 當析出6 4gCu時 兩池中共產(chǎn)生氣體3 36L 標準狀況下 答案 解析 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 考點三 電解原理的應用1 電解飽和食鹽水 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 考點三 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 考點三 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 考點三 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 考點三 特別提醒 1 氯堿工業(yè)所用的飽和食鹽水需要精制 除去NaCl中混有的Ca2 Mg2 2 電鍍銅時 電解質(zhì)溶液中c Cu2 不變 電解精煉銅時 電解質(zhì)溶液中c Cu2 減小 3 電解熔融MgCl2冶煉鎂 而不能電解MgO冶煉鎂 是因為MgO的熔點很高 電解熔融Al2O3冶煉鋁 而不能電解AlCl3冶煉鋁 是因為AlCl3是共價化合物 其熔融態(tài)不導電 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 考點三 自主鞏固判斷正誤 正確的畫 錯誤的畫 1 電解精煉銅時 兩極得失電子數(shù)一定相同 2 電鍍銅時 電解質(zhì)溶液中的Cu2 濃度不變 3 電解精煉銅時 電解質(zhì)溶液中的Cu2 濃度不變 4 電解精煉銅時 陽極泥中的金屬沒有得失電子 5 電解冶煉鎂 鋁通常電解MgCl2和Al2O3 也可電解MgO和AlCl3 6 氯堿工業(yè)陰極產(chǎn)物只有H2 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 考點三 電解原理應用的四點注意事項1 陽離子交換膜 以電解NaCl溶液為例 只允許陽離子 Na 通過 而阻止陰離子 Cl OH 和分子 Cl2 通過 這樣既能防止H2與Cl2混合發(fā)生爆炸 又能避免Cl2與NaOH溶液作用生成NaClO影響燒堿的質(zhì)量 2 電解或電鍍時 電極質(zhì)量減少的電極必為金屬電極 陽極 電極質(zhì)量增加的電極必為陰極 即溶液中的金屬陽離子得電子變成金屬吸附在陰極上 3 電解精煉銅時 粗銅中含有的Zn Fe Ni等活潑金屬失去電子 變成金屬陽離子進入溶液 其他活動性弱于銅的雜質(zhì)以陽極泥的形式沉積 電解過程中電解質(zhì)溶液中的Cu2 濃度會逐漸減小 4 電鍍時 陽極 鍍層金屬 失去電子的數(shù)目與陰極鍍層金屬離子得到電子的數(shù)目相等 因此電鍍液中電解質(zhì)的濃度保持不變 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 考點三 答案 解析 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 考點三 例4 2018全國 最近我國科學家設計了一種CO2 H2S協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置 實現(xiàn)對天然氣中CO2和H2S的高效去除 示意圖如下所示 其中電極分別為ZnO 石墨烯 石墨烯包裹的ZnO 和石墨烯 石墨烯電極區(qū)發(fā)生反應為 EDTA Fe2 e EDTA Fe3 2EDTA Fe3 H2S 2H S 2EDTA Fe2 該裝置工作時 下列敘述錯誤的是 A 陰極的電極反應 CO2 2H 2e CO H2OB 協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應 CO2 H2S CO H2O SC 石墨烯上的電勢比ZnO 石墨烯上的低D 若采用Fe3 Fe2 取代EDTA Fe3 EDTA Fe2 溶液需為酸性 答案 解析 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 考點三 例5 2018華中師大附中期末 用惰性電極電解100mL3mol L 1的Cu NO3 2溶液 一段時間后在陽極收集到標準狀況下氣體1 12L 停止電解 向電解后的溶液中加入足量的鐵粉 充分作用后溶液中Fe2 濃度為 設溶液體積不變 A 3mol L 1B 2 75mol L 1C 2mol L 1D 3 75mol L 1 B 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 考點三 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 考點三 方法技巧電化學計算題計算技巧原電池和電解池的計算 主要包括兩極產(chǎn)物的定量計算 相對原子質(zhì)量的計算 阿伏加德羅常數(shù)測定的計算 溶液pH的計算 根據(jù)產(chǎn)物的量求電量及根據(jù)電量求產(chǎn)物的量等 在進行有關計算時 可運用以下基本方法 1 根據(jù)總反應式計算 先寫出電極反應式 再寫出總反應式 最后根據(jù)總反應式列出比例式計算 2 根據(jù)電子守恒計算 用于串聯(lián)電路中陰陽兩極產(chǎn)物 正負兩極產(chǎn)物 相同電量等類型的計算 其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等 用于混合溶液中電解的分階段計算 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 考點三 3 根據(jù)關系式計算 根據(jù)得失電子守恒關系建立起已知量與未知量之間的橋梁 構(gòu)建計算所需的關系式 如以通過4mole 為橋梁可構(gòu)建如下關系式 式中M為金屬 n為其離子的化合價數(shù)值 該關系式具有總攬電化學計算的作用 熟記電極反應式 靈活運用關系式便能快速解答常見的電化學計算問題 提示 在電化學計算中 還常利用Q I t和Q n e NA 1 60 10 19C來計算電路中通過的電量 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 考點三 跟蹤訓練3 用石墨電極完成下列電解實驗 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 考點三 下列對實驗現(xiàn)象的解釋或推測不合理的是 A a d處 2H2O 2e H2 2OH B b處 2Cl 2e Cl2 C c處發(fā)生了反應 Fe 2e Fe2 D 根據(jù)實驗一的原理 實驗二中m處析出銅 答案 解析 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 考點三 4 某模擬 人工樹葉 電化學實驗裝置如下圖所示 該裝置能將H2O和CO2轉(zhuǎn)化為O2和燃料 C3H8O 下列說法正確的是 A 該裝置將化學能轉(zhuǎn)化為光能和電能B 該裝置工作時 H 從b極區(qū)向a極區(qū)遷移C 每生成1molO2 有44gCO2被還原D a電極的反應為 3CO2 18H 18e C3H8O 5H2O 答案 解析 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 考點三 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 考點三 電解一段時間后 c OH 降低的區(qū)域在 填 陰極室 或 陽極室 電解過程中 須將陰極產(chǎn)生的氣體及時排出 其原因為 c Na2FeO4 隨初始c NaOH 的變化如圖2 任選M N兩點中的一點 分析c Na2FeO4 低于最高值的原因 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 考點三 2 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)電解液為溶液 填化學式 陽極電極反應式為 電解過程中Li 向 填 A 或 B 電極遷移 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 考點三 答案 1 陽極室 防止Na2FeO4與H2反應使產(chǎn)率降低 M點 c OH 低 Na2FeO4穩(wěn)定性差 且反應慢N點 c OH 過高 鐵電極上有Fe OH 3 或Fe2O3 生成 使Na2FeO4產(chǎn)率降低 2 LiOH2Cl 2e Cl2 B 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 考點三 考點三 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 金屬的腐蝕與防護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 2 化學腐蝕與電化學腐蝕 考點三 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 3 鋼鐵的析氫腐蝕與吸氧腐蝕 考點三 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 考點三 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 特別提醒 1 鋼鐵發(fā)生電化學腐蝕時 負極鐵失去電子生成Fe2 而不是生成Fe3 2 金屬腐蝕時 電化學腐蝕與化學腐蝕往往同時存在 但前者更普遍 危害也更嚴重 3 銅暴露在潮濕的空氣中發(fā)生的是化學腐蝕 而不是電化學腐蝕 生成銅綠的化學成分是Cu2 OH 2CO3 考點三 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 自主鞏固判斷正誤 正確的畫 錯誤的畫 1 鋼鐵水閘可用犧牲陽極或外加電流的陰極保護法防止其腐蝕 2 鋼鐵發(fā)生電化學腐蝕的負極反應式為Fe 3e Fe3 3 鍍銅鐵制品鍍層受損后 鐵制品比受損前更容易生銹 4 在潮濕空氣中 鋼鐵表面形成水膜 金屬發(fā)生的一定是吸氧腐蝕 5 在入?？诘匿撹F閘門上裝一定數(shù)量的銅塊可防止閘門被腐蝕 6 外加電流的陰極保護法是將被保護金屬接在直流電源的正極 考點三 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 7 Al Fe Cu在潮濕的空氣中腐蝕均生成氧化物 8 在金屬表面覆蓋保護層 若保護層破損后 就完全失去了對金屬的保護作用 考點三 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律 1 純度越高的金屬 腐蝕速率越小 2 不純的金屬或合金 在潮濕的空氣中腐蝕速率遠大于在干燥 隔絕空氣條件下的腐蝕速率 3 對于活動性不同的兩種金屬的合金 活動性差別越大 氧化還原反應速率越大 活潑金屬腐蝕越快 4 在同一電解質(zhì)溶液中 金屬腐蝕由快到慢的順序 電解原理引起的腐蝕 原電池原理引起的腐蝕 化學腐蝕 應用原電池原理有保護措施的腐蝕 應用電解原理有保護措施的腐蝕 或電解池陽極 原電池負極 化學腐蝕 原電池正極 電解池陰極 5 其他條件相同 同一種金屬在不同介質(zhì)中腐蝕由快到慢的順序 強電解質(zhì)溶液 弱電解質(zhì)溶液 非電解質(zhì)溶液 考點三 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 例6 2018北京理綜 驗證犧牲陽極的陰極保護法 實驗如下 燒杯內(nèi)均為經(jīng)過酸化的3 NaCl溶液 考點三 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 下列說法不正確的是 A 對比 可以判定Zn保護了FeB 對比 K3 Fe CN 6 可能將Fe氧化C 驗證Zn保護Fe時不能用 的方法D 將Zn換成Cu 用 的方法可判斷Fe比Cu活潑 答案 解析 考點三 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 易錯警示影響金屬腐蝕的因素包括金屬本身的性質(zhì)和介質(zhì)兩個方面 就金屬本身的性質(zhì)來說 金屬越活潑 就越容易失去電子而被腐蝕 介質(zhì)對金屬腐蝕的影響也很大 如果金屬在潮濕的空氣中 接觸腐蝕性氣體或電解質(zhì)溶液 都容易被腐蝕 由于在通常情況下 金屬表面不會遇到酸性較強的溶液 所以吸氧腐蝕是金屬腐蝕的主要形式 因此 電化學腐蝕中吸氧腐蝕比析氫腐蝕更普遍 在金屬活動性順序中位于氫前面和氫之后的金屬都能發(fā)生吸氧腐蝕 但只有在金屬活動性順序中位于氫前面的金屬才可能發(fā)生析氫腐蝕 考點三 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 跟蹤訓練6 2017全國 支撐海港碼頭基礎的鋼管樁 常用外加電流的陰極保護法進行防腐 工作原理如圖所示 其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極 下列有關表述不正確的是 A 通入保護電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零B 通電后外電路電子被強制從高硅鑄鐵流向鋼管樁C 高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流D 通入的保護電流應該根據(jù)環(huán)境條件變化進行調(diào)整 答案 解析 考點三 考點一 考點二 基礎梳理 考點突破 7 如右圖所示 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 A K1閉合 鐵棒上發(fā)生的反應為2H 2e H2 B K1閉合 石墨棒周圍溶液pH逐漸升高C K2閉合 鐵棒不會被腐蝕 屬于犧牲陽極的陰極保護法D K2閉合 電路中通過0 002NA個電子時 兩極共產(chǎn)生0 001mol氣體 答案 解析 電解原理及其應用 例題某科研小組研究采用BMED膜堆 示意圖如下 模擬以精制濃海水為原料直接制備酸堿 BMED膜堆包括陽離子交換膜 陰離子交換膜和雙極膜 A D 已知 在直流電源的作用下 雙極膜內(nèi)中間界面層發(fā)生水的解離 生成H 和OH 下列說法錯誤的是 A 電極a連接電源的正極B B為陽離子交換膜C 電解質(zhì)溶液采用Na2SO4溶液可避免有害氣體的產(chǎn)生D 口排出的是淡水 答案 解析 跟蹤訓練1 用電解法可提純含有某些含氧酸根雜質(zhì)的粗KOH溶液 其工作原理如圖所示 下列有關說法錯誤的是 A 陽極反應式為4OH 4e 2H2O O2 B 通電后陰極區(qū)附近溶液pH會增大C K 通過交換膜從陰極區(qū)移向陽極區(qū)D 純凈的KOH溶液從b出口導出 答案 解析 A 電解熔融氫氧化鈉制鈉 陽極發(fā)生的電極反應為Na e NaB 蓋 呂薩克法制鈉原理是利用鐵的還原性比鈉強C 若戴維法與蓋 呂薩克法制得等量的鈉 則兩反應中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)比為2 1D 工業(yè)上常用電解熔融氯化鈉法制鈉和氯氣 如圖 電解槽中石墨極為陽極 鐵為陰極 答案 解析 2 1 3 4 5 1 下列關于銅電極的敘述正確的是 A 銅鋅原電池中銅是負極B 電解熔融氯化鈉制鈉時不能用銅作陰極C 在鍍件上電鍍銅時用金屬銅作陽極D 電解稀硫酸制H2 O2時銅作陽極 C 解析 鋅比銅活潑 故銅鋅原電池中銅作正極 A項錯誤 電解熔融氯化鈉時用銅作陽極 陽極上Cl 不能失電子生成Cl2 B項錯誤 電鍍時 待鍍金屬作陰極 鍍層金屬為陽極 C項正確 電解稀硫酸制H2 O2時 陽極必為惰性電極 D項錯誤 2 1 3 4 5 2 在以銀為陽極 鐵為陰極的電解槽中電解1L1mol L 1的AgNO3溶液 當陰極增重2 16g時 下列判斷不正確的是 A 溶液濃度仍為1mol L 1B 陽極上產(chǎn)生112mLO2 標準狀況 C 轉(zhuǎn)移的電子數(shù)是1 204 1022D 反應中有0 02mol金屬銀被氧化 B 解析 電鍍過程中 電解質(zhì)溶液的濃度不變 A項正確 電鍍過程中陽極反應為Ag e Ag 陰極反應為Ag e Ag 陽極上無氧氣生成 B項錯誤 2 16gAg的物質(zhì)的量為0 02mol 故陽極有0 02mol銀被氧化 轉(zhuǎn)移的電子數(shù)是1 204 1022 C D項正確 4 3 1 2 5 3 最近有研究人員發(fā)現(xiàn)了一種處理高濃度乙醛廢水的新方法 隔膜電解法 乙醛分別在陰 陽極發(fā)生反應 轉(zhuǎn)化為乙醇和乙酸 實驗室以一定濃度的乙醛 Na2SO4溶液為電解質(zhì)溶液 模擬乙醛廢水的處理過程 其裝置如圖所示 下列說法不正確的是 A 若以CH4 空氣燃料電池為直流電源 燃料電池的a極應通入空氣B 陽極反應為CH3CHO H2O 2e CH3COOH 2H C 電解過程中 陰極區(qū)Na2SO4的物質(zhì)的量增大D 電解過程中 兩極除分別生成乙酸和乙醇外 均產(chǎn)生了無色氣體 則陽極產(chǎn)生的是O2 答案 解析 4 3 1 2 5 4 用如圖裝置研究電化學原理 下列分析中錯誤的是 答案 解析 5 3 1 2 4 5 1 鐵在潮濕的空氣中容易發(fā)生電化學腐蝕 最后生成鐵銹 Fe2O3 xH2O 則發(fā)生電化學腐蝕時正極的電極反應式為 2 下列裝置可防止鐵棒被腐蝕的是 5 3 1 2 4 3 在實際生產(chǎn)中 可在鐵件的表面上鍍銅防止鐵被腐蝕 裝置示意圖如圖甲 電鍍時 鍍件與電源的極連接 A電極對應的金屬是 寫元素名稱 B電極的電極反應式是 圖乙是一種鈉硫高能電池的結(jié)構(gòu)示意圖 M由Na2O和Al2O3制得 其作用是導電和隔膜 該電池反應為2Na xS Na2Sx 該電池正極反應式為 用該電池作電源進行圖甲所述鐵件鍍銅時 若電鍍池中兩電極的質(zhì)量開始相同 電鍍完成后取出洗凈 烘干 稱量 二者質(zhì)量差為25 6g 則理論上該電池負極消耗的質(zhì)量為g 5 3 1 2 4 5 3 1 2 4 解析 1 鐵在潮濕的環(huán)境中主要發(fā)生吸氧腐蝕 2 A項裝置為原電池 鐵棒作負極 發(fā)生氧化反應 加快鐵棒的腐蝕 A項錯誤 B項裝置為原電池 鐵棒作正極 被保護 為犧牲陽極的陰極保護法 B項正確 C項裝置不能防止鐵棒被腐蝕 C項錯誤 D項裝置為電解池 鐵棒作陰極 為外加電流的陰極保護法 D項正確 3 電鍍池的構(gòu)成是鍍層金屬作陽極 鍍件作陰極 電解液為含有鍍層金屬陽離子的鹽溶液 在鐵件的表面上鍍銅時 鍍件與電源的負極連接 A電極對應的金屬是銅 B電極的電極反應是Cu2 2e Cu 5 3 1 2 4