《高考化學一輪復習 第六章 化學反應與能量變化 基礎課時3 電解池、金屬的腐蝕與防護課件 新人教版.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高考化學一輪復習 第六章 化學反應與能量變化 基礎課時3 電解池、金屬的腐蝕與防護課件 新人教版.ppt（68頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

基礎課時3 電解池、金屬的腐蝕與防護,1.了解電解池的工作原理。2.能寫出電極反應和電池反應方程式。3.理解金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害、防止金屬腐蝕的措施。,[最新考綱],考點一 電解原理,在______作用下，電解質(zhì)在兩個電極上分別發(fā)生__________和__________的過程。 提醒：注意電解與電離兩概念的聯(lián)系與區(qū)別 聯(lián)系：電解是在電解質(zhì)電離的基礎上完成的。 區(qū)別：電解需外加電源，是化學過程，電離一般在水溶液或熔融狀態(tài)下完成，為物理過程。,[知識梳理·固考基],1.電解,電流,氧化反應,還原反應,2.電解池,(1)構(gòu)成條件 ①有與_____相連的兩個電極。 ②___________(或________)。 ③形成__________。 (2)電極名稱及電極反應式(如圖),電源,電解質(zhì)溶液,熔融鹽,閉合回路,陽極,氧化,2Cl－－2e－===Cl2↑,陰極,還原,Cu2＋＋2e－===Cu,(3)電子和離子移動方向 ①電子：從電源_____流向電解池的_____；從電解池的______流向電源的______。 ②離子：陽離子移向電解池的_____；陰離子移向電解池的_____。 電子和離子移動方向圖示,負極,陽極,正極,陰極,陰極,陽極,提醒：正確理解電子不下水(電解質(zhì)溶液)。,陽,得,陰,失,3.電解過程思維程序,(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。 提醒：不要忘記水溶液中的H＋和OH－，不要把H＋、OH－誤加到熔融電解質(zhì)中。 (3)然后排出陰、陽兩極的放電順序 陰極：陽離子放電順序__________________________________ ____________________________________。 陽極：活潑電極______________________含氧酸根離子。,Ag＋Fe3＋Cu2＋H＋(酸)Fe2＋Zn2＋,H＋(水)Al3＋Mg2＋Na＋Ca2＋K＋,S2－I－Br－Cl－OH－,提醒：①“活潑電極”一般指Pt、Au以外的金屬。 ②最常用的放電順序：陽極：活潑金屬＞Cl－＞OH－；陰極：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋。 (4)分析電極反應，判斷電極產(chǎn)物，寫出電極反應式，要注意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。,1.(RJ選修4·P831改編)判斷正誤,(1)電解池的陽極發(fā)生氧化反應，陰極發(fā)生還原反應( ) (2)直流電源跟電解池連接后，電子從電源負極流向電解池陽極( ) (3)電解稀硫酸制H2、O2時銅作陽極( ) (4)電解NaNO3溶液時，隨著電解進行，溶液的pH減小( ),√,×,×,×,2.(溯源題)(2013·北京理綜，9)用石墨電極電解CuCl2溶液(見右圖)。,判斷下列說法正誤。 (1)a端是直流電源的負極( ) (2)通電使CuCl2發(fā)生電離( ) (3)陽極上發(fā)生的反應：Cu2＋＋2e－===Cu( ) (4)通電一段時間后，在陰極附近觀察到黃綠色氣體( ),√,×,×,×,探源：本考題源于RJ選修4 P79“CuCl2溶液的電解”演示實驗，對電解正負極的判斷；電解和電離的區(qū)別，電極方程式的書寫以及電解現(xiàn)象等方面進行考查。,[題組精練·提考能],D,2.要實現(xiàn)反應：Cu＋2HCl===CuCl2＋H2↑，設計了下列四個實驗，你認為可行的是( ),解析 銅與鹽酸不能直接發(fā)生反應，由于不是能自發(fā)進行的氧化還原反應，故不能設計成原電池，即A、B選項不符合；由于銅失去電子，故銅作陽極，與電源的正極相連，選項C符合。 答案 C,3.下列各組中，每種電解質(zhì)溶液電解時只生成氫氣和氧氣的是( ) A.HCl、CuCl2、Ba(OH)2 B.NaOH、CuSO4、H2SO4 C.NaOH、H2SO4、Ba(OH)2 D.NaBr、H2SO4、Ba(OH)2 答案 C,【練后歸納】 以惰性電極電解電解質(zhì)溶液的類型和規(guī)律,HNO3、KNO3、Mg(NO3)2、KOH,HCl、CuCl2,題組二 重點突破：電極方程式的書寫與判斷 4.按要求書寫電極反應式和總方程式,(1)用惰性電極電解AgNO3溶液： 陽極反應式_________________________________________； 陰極反應式_________________________________________； 總反應離子方程式___________________________________。 (2)用惰性電極電解MgCl2溶液 陽極反應式________________________________________； 陰極反應式________________________________________； 總反應離子方程式__________________________________。,(3)用鐵作電極電解NaOH溶液 陽極反應式________________________________________； 陰極反應式________________________________________； 總反應離子方程式__________________________________。 (4)用Al 作電極電解NaOH溶液 陽極反應式________________________________________； 陰極反應式________________________________________； 總反應離子方程式__________________________________。,答案 D,【反思歸納】 1.做到“三看”，正確書寫電極反應式 (1)一看電極材料，若是金屬(Au、Pt除外)作陽極，金屬一定被電解(注Fe生成Fe2＋而不是生成Fe3＋)。 (2)二看介質(zhì)，介質(zhì)是否參與電極反應。 (3)三看電解質(zhì)狀態(tài)，若是熔融狀態(tài)，就是金屬的電冶煉。,2.規(guī)避“四個”失分點 (1)書寫電解池中電極反應式時，要以實際放電的離子表示，但書寫總電解反應方程式時，弱電解質(zhì)要寫成分子式。 (2)要確保兩極電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相同，且注明條件“電解”。 (3)電解水溶液時，應注意放電順序中H＋、OH－之后的離子一般不參與放電。 (4)當電解池的電極材料為活性電極時，則陽極為電極本身失電子，不能再用電解規(guī)律。,考點二 電解原理的應用,1.電解飽和食鹽水,[知識梳理·固考基],(1)電極反應 陽極反應式：___________________(_____反應) 陰極反應式：__________________(_____反應) (2)總反應方程式,2Cl－－2e－===Cl2↑,2H＋＋2e－===H2↑,氧化,還原,(3)應用：氯堿工業(yè)制______、_____和_____。 提醒：①陰極放電的為H2O電離的H＋，寫半反應時注意原電池與電解池寫法的差異。 ②電解工業(yè)中，陰極用的為鐵電極，如果連接錯誤，此時陽極反應為：Fe－2e－===Fe2＋。,燒堿,氯氣,氫氣,2.電鍍,右圖為金屬表面鍍銀的工作示意圖， 據(jù)此回答下列問題： (1)鍍件作___極，鍍層金屬銀作陽極。 (2)電解質(zhì)溶液是______________________________________。 (3)電極反應： 陽極：______________； 陰極：_______________。 (4)特點：___極溶解，____極沉積，電鍍液的濃度______。,提醒：電鍍鋅時，在陰極Zn2＋放電順序處在H＋之前。,AgNO3溶液等含鍍層金屬陽離子的鹽溶液,Ag－e－===Ag＋,Ag＋＋e－===Ag,陽,陰,不變,陰,3.電解精煉銅,(1)電極材料：陽極為粗銅；陰極為純銅。 (2)電解質(zhì)溶液：含Cu2＋的鹽溶液。 (3)電極反應： 陽極：________________、________________、 ________________、________________(主)； 陰極：________________。 注意：隨著電解的進行，溶液中Cu2＋的濃度將減小。,Zn－2e－===Zn2＋,Fe－2e－===Fe2＋,Ni－2e－===Ni2＋,Cu－2e－===Cu2＋,Cu2＋＋2e－===Cu,4.電冶金,2Cl－－2e－===Cl2↑,2Na＋＋2e－===2Na,6O2－－12e－===3O2↑,4Al3＋＋12e－===4Al,1.判斷(RJ選修4·P832改編),(1)在鍍件上鍍銅時粗銅作陽極( ) (2)用電解法精煉粗鎳時粗鎳作陰極( ) (3)用惰性電極電解飽和食鹽水時，能使酚酞變紅的為電解池的陽極( ),√,×,×,2.填空,(1)(LK選修4·P183改編)電解精煉銅時，如果轉(zhuǎn)移0.04 mol電子，陰極材料的質(zhì)量將增加_____ g。 (2)(RJ選修4·P834改編)電解飽和食鹽水時，從陰極逸出2.24 L氫氣，從陽極逸出____氣體，逸出氣體的體積為_____ L(在標準狀況下，不考慮氣體溶解)。,1.28,Cl2,2.24,H2,題組一 電解原理的“常規(guī)”考查 1.電解法精煉含有Fe、Zn、Ag等雜質(zhì)的粗銅。下列敘述正確的是( ),[題組精練·提考能],A.電解時以硫酸銅溶液作電解液，精銅作陽極 B.粗銅與電源負極相連，發(fā)生氧化反應 C.陰極上發(fā)生的反應是Cu2＋＋2e－===Cu D.電解后Fe、Zn、Ag等雜質(zhì)會沉積在電解槽底部形成陽極泥 解析 根據(jù)精煉池原理，粗銅作陽極，比銅活潑的Zn、Fe等雜質(zhì)發(fā)生氧化反應，在陽極底部沉積比Cu不活潑的金屬單質(zhì)，如Ag、Au等；精銅作陰極，只發(fā)生Cu2＋＋2e－===Cu。,C,2.利用如圖所示裝置模擬電解原理在工業(yè)生產(chǎn)上的應用。下列說法正確的是( ),A.氯堿工業(yè)中，X電極上反應式是4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ B.電解精煉銅時，Z溶液中的Cu2＋濃度不變,C.在鐵片上鍍銅時，Y是純銅 D.制取金屬鎂時，Z是熔融的氯化鎂 解析 氯堿工業(yè)中陽極是Cl－放電生成Cl2；電解精煉銅時陽極粗銅溶解，陰極Cu2＋放電析出Cu，溶液中Cu2＋濃度變??；鐵片上鍍銅時，陰極應該是鐵片，陽極是純銅。 答案 D,3.以KCl和ZnCl2混合液為電鍍液在鐵制品上鍍鋅，下列說法正確的是( ),A.未通電前上述鍍鋅裝置可構(gòu)成原電池，電鍍過程是該原電池的充電過程 B.因部分電能轉(zhuǎn)化為熱能，電鍍時通過的電量與鋅的析出量無確定關系 C.電鍍時保持電流恒定，升高溫度不改變電解反應速率 D.鍍鋅層破損后即對鐵制品失去保護作用,解析 本題考查了電化學原理的應用中電鍍的知識點。電鍍前，Zn與Fe構(gòu)成原電池，Zn為負極，F(xiàn)e為正極，電鍍時，F(xiàn)e為陰極，Zn為陽極，原電池充電時，原電池負極為陰極、正極為陽極，故不屬于原電池的充電過程，A錯誤；根據(jù)電子守恒，通過電子的電量與析出Zn的量成正比，B錯誤；電流恒定，單位時間通過的電子的物質(zhì)的量恒定，即電解速率恒定，C正確；鍍層破損后，Zn與Fe仍能構(gòu)成原電池，其中Zn為負極被腐蝕，F(xiàn)e為正極被保護，D錯誤。 答案 C,題組二 電解原理的“拓展”應用,解析 A項，電解過程中，H＋向陰極移動，錯誤。B項，陽極上Fe失電子生成Fe2＋，F(xiàn)e2＋再發(fā)生題給反應，錯誤；C項，左側(cè)幾乎不含六價鉻，則左側(cè)為陽極，右側(cè)為陰極，生成H2，說明H＋放電，H＋參與反應被消耗，pH升高，正確；D項，石墨代替Fe，無法產(chǎn)生Fe2＋，錯誤。 答案 C,5.(物質(zhì)制備)[2014·新課標全國Ⅰ，27(4)](1)H3PO2也可用電滲析法制備。 “四室電滲析法”工作原理如圖所示(陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過)：,①寫出陽極的電極反應式____________________________。 ②分析產(chǎn)品室可得到H3PO2的原因_____________________。 ③早期采用“三室電滲析法”制備H3PO2將 “四室電滲析法”中陽極室的稀硫酸用 H3PO2稀溶液代替。并撤去陽極室與產(chǎn)品室之間的陽膜，從而合并了陽極室與產(chǎn)品室。 其缺點是產(chǎn)品中混有________雜質(zhì)。該雜質(zhì)產(chǎn)生的原因是：__________ ___________________________________________________。,(2)[2014·北京理綜，26(4)]電解NO制備NH4NO3，其工作原理如下圖所示，為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3，需補充物質(zhì)A，A是________，說明理由：_____________________________ ___________________________________________________。,6.(尾氣處理)用NaOH溶液吸收煙氣中的SO2，將所得的Na2SO3溶液進行電解，可循環(huán)再生NaOH，同時得到H2SO4，其原理如下圖所示(電極材料為石墨)。,【易錯警示】 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和Cl2混合爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO，影響燒堿質(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，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，其活潑性小于銅的雜質(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。,拓展： 氯堿工業(yè)中如果去掉離子交換膜，最終所得溶質(zhì)為_______，寫出它的一種用途__________。,NaClO,殺菌消毒,考點三 金屬的腐蝕和防護,1.金屬腐蝕的本質(zhì),[知識梳理·固考基],金屬原子_________變?yōu)開__________，金屬發(fā)生氧化反應。,失去電子,金屬陽離子,2.金屬腐蝕的類型 (1)化學腐蝕與電化學腐蝕,非電解質(zhì),電解質(zhì),溶液,無,有微弱,氧化,氧化,電化學,(2)析氫腐蝕與吸氧腐蝕 以鋼鐵的腐蝕為例進行分析：,水膜酸性較強 (pH≤4.3),水膜酸性很弱或呈中性,Fe－2e－===Fe2＋,2H＋＋2e－ ===H2↑,O2＋2H2O＋4e－ ===4OH－,Fe＋2H＋===Fe2＋ ＋H2↑,2Fe＋O2＋2H2O=== 2Fe(OH)2,吸氧腐蝕,提示：鐵銹的成分為：Fe2O3·xH2O，其形成過程還涉及到如下反應： 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3； 2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(鐵銹)＋(3－x)H2O。,3.金屬的防護,(1)電化學防護 ①犧牲陽極的陰極保護法——________原理 a._____：比被保護金屬活潑的金屬； b._____：被保護的金屬設備。 ②外加電流的陰極保護法——______原理 a._____：被保護的金屬設備； b._____：惰性金屬。 (2)改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成，如制成合金、不銹鋼等。 (3)加防護層，如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法。 說明：犧牲陽極的陰極保護法中所說的陽極是指原電池的負極。,負極,原電池,正極,電解,陰極,陽極,(1)黃銅(銅鋅合金)制作的銅鑼不易產(chǎn)生銅綠( ) (2)生鐵比純鐵容易生銹( ) (3)鐵質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件，在接觸處易生鐵銹( ) (4)用錫焊接的鐵質(zhì)器件，焊接處易生銹( ),1.判斷(RJ選修4·P886改編),√,√,√,√,2.(1)填空(RJ選修4·P883、4改編) 以下裝置中(杯中均盛有海水),Zn片腐蝕由快到慢的順序為______________。,④③⑥①②⑤,(2)(RJ選修4·P889改編)鍍鋅鐵板(俗稱白鐵)和鍍錫鐵板(俗稱馬口鐵)，______鐵板更耐腐蝕，原因為______________________ _________________________________________________。,鍍鋅,鍍層破壞后，鍍鋅鐵板中,的鐵為正極受到保護，鍍錫鐵板中的鐵為負極加快腐蝕,3.(溯源題)(2012·山東理綜，13)判斷下列與金屬腐蝕有關的說法的正誤,(1)圖a中，插入海水中的鐵棒，越靠近底端腐蝕越嚴重( ) (2)圖b中，開關由M改置于N時，Cu－Zn合金的腐蝕減小( ) (3)圖c中，接通開關時Zn腐蝕速率增大，Zn上放出氣體的速率也增大( ) (4)圖d中，Zn－MnO2干電池自放電腐蝕主要是由MnO2的氧化作用引起的( ) 探源：本考題圖d源于RJ必修2 P42“圖2－11干電池構(gòu)造示意圖”；圖b源于RJ選修4 P86“圖4－18犧牲陽極的陰極保護法示意圖”，對金屬腐蝕原理進行了多角度考查。,×,√,×,×,題組一 金屬腐蝕及防護原理應用 1.下列金屬防腐的措施中，使用外加電流的陰極保護法的是( ),A.水中的鋼閘門連接電源的負極 B.金屬護欄表面涂漆 C.汽車底盤噴涂高分子膜 D.地下鋼管連接鎂塊 解析 A項，水中鋼閘門連接電源的負極，即作為電化學保護裝置的陰極，使其不發(fā)生失電子反應而被保護，正確；B項和C項都屬于外加防護層的防腐方法，B、C兩項不符合題意，錯誤；D項，屬于犧牲陽極的陰極保護法，錯誤。,A,[題組精練·提考能],2.下列與金屬腐蝕有關的說法，正確的是( ),A.圖1中，鐵釘易被腐蝕 B.圖2中，滴加少量K3[Fe(CN)6]溶液，沒有藍色沉淀出現(xiàn) C.圖3中，燃氣灶的中心部位容易生銹，主要是由于高溫下鐵發(fā)生化學腐蝕 D.圖4中，用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊相當于原電池的正極 解析 A項，圖1中，鐵釘處于干燥環(huán)境，不易被腐蝕；B項，負極反應為Fe－2e－===Fe2＋，F(xiàn)e2＋與[Fe(CN)6]3－反應生成Fe3[Fe(CN)6]2藍色沉淀；D項，為犧牲陽極的陰極保護法，鎂塊相當于原電池的負極。 答案 C,題組二 兩類腐蝕的區(qū)別與聯(lián)系 3.化學與生活、生產(chǎn)有著密切關系，下列敘述中正確的是( ),A.鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時，H＋得電子釋放出H2，鋼鐵被腐蝕 B.鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時，OH－失電子釋放出O2，鋼鐵被腐蝕 C.船底鑲嵌鋅塊，鋅發(fā)生還原反應而被消耗，以保護船體 D.外加電源的正極連接在海水中的鋼鐵閘門上，可保護閘門 解析 發(fā)生吸氧腐蝕時正極反應式是O2＋2H2O＋4e－===4OH－，整個過程是吸收O2而不是釋放出O2，B錯誤；選項C中是犧牲陽極的陰極保護法，金屬鋅發(fā)生氧化反應，C錯；選項D中是外加電流的陰極保護法，鋼鐵閘門應與外加電源的負極相連，D錯。 答案 A,4.如圖所示的鋼鐵腐蝕中，下列說法正確的是( ),A.碳表面發(fā)生氧化反應 B.鋼鐵被腐蝕的最終產(chǎn)物為FeO C.生活中鋼鐵制品的腐蝕以圖①所示為主 D.圖②中，正極反應式為O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 解析 A項，碳作正極，應發(fā)生還原反應；B項，鋼鐵被腐蝕的最終產(chǎn)物為Fe2O3·xH2O；C項，生活中鋼鐵制品以發(fā)生吸氧腐蝕為主。,D,5.右圖是實驗室研究海水對鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面示意圖。 (1)該電化學腐蝕稱為________。 (2)圖中A、B、C、D四個區(qū)域，生成鐵銹最多的是______(填字母)。,解析 (1)在弱酸性、中性或堿性條件下，金屬所發(fā)生的腐蝕是吸氧腐蝕。(2)鐵閘發(fā)生吸氧腐蝕時，正極反應必須有氧氣參與，因此與空氣接觸較多的B處生成鐵銹最多。 答案 (1)吸氧腐蝕 (2)B,【練后歸納】 電化學腐蝕規(guī)律 1.對同一種金屬來說，腐蝕的快慢：強電解質(zhì)溶液中＞弱電解質(zhì)溶液中＞非電解質(zhì)溶液中。 2.活動性不同的兩金屬：活動性差別越大，活動性強的金屬腐蝕越快。 3.對同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕越快，且氧化劑的濃度越高，氧化性越強，腐蝕越快。,4.電解原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕＞化學腐蝕＞有防護措施的腐蝕。 5.從防腐措施方面分析，腐蝕的快慢為：外加電流的陰極保護法防腐犧牲陽極的陰極保護法防腐有一般防護條件的防腐無防護條件的防腐。,