高考化學總復習“點、面、線”備考全攻略 92 電解池 金屬的電化學腐蝕與防護課件 新人教版

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1、 考綱定標考綱定標1了解電解池的工作原理，能寫出電極反應式和了解電解池的工作原理，能寫出電極反應式和電解電解 反應反應方程式。方程式。2理解金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因，金屬腐蝕的危害理解金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因，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。 熱點定位熱點定位1理解電解原理及利用電解原理的創(chuàng)新實驗設(shè)計。理解電解原理及利用電解原理的創(chuàng)新實驗設(shè)計。2應用電解原理解決工業(yè)、生產(chǎn)、生活中的實際問題。應用電解原理解決工業(yè)、生產(chǎn)、生活中的實際問題。3理解金屬的電化學腐蝕，學會一般的防腐蝕方法。理解金屬的電化學腐蝕，學會一般的防腐蝕方法。1熟記熟記2個概念：個概念：(1)電解：使電

2、流通過電解質(zhì)溶液電解：使電流通過電解質(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、 陽兩極引起氧化還原反應的過程。陽兩極引起氧化還原反應的過程。(2)電解池：把電能轉(zhuǎn)化為化學能的裝置。電解池：把電能轉(zhuǎn)化為化學能的裝置。2把握電解池的把握電解池的2個電極的判斷：個電極的判斷：(1)陽極：與電源正極相連，發(fā)生氧化反應。陽極：與電源正極相連，發(fā)生氧化反應。(2)陰極：與電源負極相連，發(fā)生還原反應。陰極：與電源負極相連，發(fā)生還原反應。第九章第二節(jié)抓基礎(chǔ)析考點提能力一、電解池的工作原理及應用一、電解池的工作原理及應用 有如圖的電解池裝置：有如圖的電解池裝置：陰陰氧化氧化負極負極陰極陰極陽極陽極正

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，整個電解過程中共轉(zhuǎn)，整個電解過程中共轉(zhuǎn) 移移0.1 mol e，則溶液的，則溶液的pH為為 ，若使電解質(zhì)溶液復原，若使電解質(zhì)溶液復原， 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) 溶液應為溶液應為 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)溶液應為解質(zhì)溶液應為 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、蝕與防護二、金屬的腐蝕與防護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：負極腐蝕；電極反應：負極 ， 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：負極腐蝕；電極反應：負極 ，正極，正極 。電化學電化學弱酸性或中性弱酸性或中性吸氧吸氧2Fe4e=

5、2Fe2O22H2O4e=4OH較強的酸較強的酸析氫析氫Fe2e=Fe22H2e=H22.金屬的電化學防護金屬的電化學防護(1)犧牲陽極的陰極保護法：犧牲陽極的陰極保護法： 如右圖，保護鐵，鐵作如右圖，保護鐵，鐵作 極，鋅作極，鋅作 極。極。(2)外加電源的陰極保護法：外加電源的陰極保護法： 外加直流電源，使被保護的金屬與電源的外加直流電源，使被保護的金屬與電源的 極相連。極相連。正正負負負負1 1電解時電極產(chǎn)物的判斷電解時電極產(chǎn)物的判斷2電極反應式的書寫電極反應式的書寫(1)首先判斷陰、陽極，分析電極材料，判斷是電極材料放首先判斷陰、陽極，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。陽極為金屬活性電極時，電電還是溶液中的離子放電。陽極為金屬活性電極時，電 極材料放電。極材料放電。(2)再分析溶液中的離子種類，根據(jù)離子放電順序，分析電再分析溶液中的離子種類，根據(jù)離子放電順序，分析電 極反應，并判斷電極產(chǎn)物，寫出電極反應式。極反應，并判斷電極產(chǎn)物，寫出電極反應式。(3)電解水溶液時，應注意放電順序中電解水溶液時，應注意放電順序中H、OH之后的離之后的離 子一般不參與放電反應。子一般不參與放電反應。特別提醒特別提醒(1)判斷電解產(chǎn)物、書寫電極反應式以及分析電解質(zhì)溶液的變判斷電解產(chǎn)物、書寫電極反應式以及分析電解質(zhì)溶液的變 化時首先要注意陽極是活性材料還是惰性材料?；瘯r首先要注

7、意陽極是活性材料還是惰性材料。(2)書寫電解化學方程式時，應看清是電解的水溶液還是熔融書寫電解化學方程式時，應看清是電解的水溶液還是熔融 電解質(zhì)。電解質(zhì)。例例1 如圖是一個用鉑絲作電極，電解稀的如圖是一個用鉑絲作電極，電解稀的MgSO4溶液的裝置，電解液中加有中性紅指示劑，此時溶液呈溶液的裝置，電解液中加有中性紅指示劑，此時溶液呈紅色。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)回答下列問題：回答下列問題：(1)下列關(guān)于電解過程中電極附近溶液顏色變化的敘述正確下列關(guān)于電解過程中電極附近溶液顏色變化的敘述正確的是的是_(填編號填編號)；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)寫出寫出A管中發(fā)生反應的反應式：管中發(fā)生反應的反應式：_；(3)寫出寫出B管中發(fā)生反應的反應式：管中發(fā)生反應的反應式： _；(4)檢驗檢驗a管中氣體的方法是管中氣體的方法是_；(5)檢驗檢驗b管中氣體的方法是管中氣體的方法是_；(6)電解一段時間后，切斷電源，將電解液倒入燒杯內(nèi)觀察電解一段時間后，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與電源負極相連，為陰極，與電源負極相連，為陰極，B與電源正極相連，為與電源正極相連，為陽極，溶液中陽極，溶液中H、OH

9、分別在分別在A、B兩極上放電，反應式為：兩極上放電，反應式為：A極：極：2H2e=H2B極：極：4OH4e=O22H2O則則A極附近會產(chǎn)生極附近會產(chǎn)生OH(水電離出來的水電離出來的)，B極附近會產(chǎn)生極附近會產(chǎn)生H(水電離出來的水電離出來的)，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；電解一段時間后，溶液底部會產(chǎn)生電解一段時間后，溶液底部會產(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會溶解。會溶解。答案答案(1)(2)2H2e=H2(寫寫2H2O2e=2OHH2同樣正同樣正確確)，Mg22OH=Mg(OH)2(3

10、)4OH4e=2H2OO2(寫寫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，放開拇指，有爆用拇指按住管口，取出試管，靠近火焰，放開拇指，有爆鳴聲，管口有藍色火焰鳴聲，管口有藍色火焰(5)用拇指按住管口，取出試管，放開拇指，將帶有火星的木用拇指按住管口，取出試管，放開拇指，將帶有火星的木條伸入試管內(nèi)會復燃條伸入試管內(nèi)會復燃(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)若陽極為若陽極為OH放

11、電，則陽極區(qū)放電，則陽極區(qū)c(H)增大；增大；(3)若陰、陽兩極同時有若陰、陽兩極同時有H、OH放電，相當于電解水，放電，相當于電解水， 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，當電路中有用惰性電極電解該溶液，當電路中有3 mol e通過時通過時(忽略忽略電解時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)，下列說法正確的是下列說法正確的是 ()A電解后溶液的電解后溶液的pH0Ba3C陽極生成陽極生成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：陽極：根據(jù)離子的放電順序及電子守恒可知：陽極：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應等于應等于4。答案答案：A1 1以惰性電極電解電解質(zhì)溶液的類型以惰性電極電解電解質(zhì)溶液的類型類類型型電極反

13、應特點電極反應特點實例實例電解電解對象對象電解質(zhì)電解質(zhì)濃度濃度pH電解質(zhì)溶電解質(zhì)溶液復原液復原電電解解水水型型陰：陰：4H4e=2H2陽：陽：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型類型電極反應特電極反應特點點實例實例電解對電解對象象電解質(zhì)電解質(zhì)濃度濃度pH電解質(zhì)電解質(zhì)溶液復溶液復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、陽出的陰、陽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型類型電極反應

14、特點電極反應特點實例實例電解對電解對象象電解質(zhì)電解質(zhì)濃度濃度pH電解質(zhì)電解質(zhì)溶液復溶液復原原放放H2生堿生堿型型陰極：陰極：H2O放放H2生成堿陽極：電生成堿陽極：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)陽陰極：電解質(zhì)陽離子放電陽極：離子放電陽極：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)量的計算或判斷電解池中有關(guān)量的計算或判斷電解池中有關(guān)量的計算或判斷主要包括以下幾方面：根電解池中有關(guān)量的計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、相對原子質(zhì)量或某元、相對原子質(zhì)量或某元素的化合價、化學式等。有如下解題方法：素的化合價、化學式等。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，若要使電解后的溶液恢復用惰性電極電解電解質(zhì)溶液時，若要使電解后的溶液恢復到原狀態(tài)，應遵循到原狀態(tài)，應遵循“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)物與陽極產(chǎn)物的化合物。一般加入陰極產(chǎn)物與陽極產(chǎn)物的化合物。(2)電解過程中產(chǎn)生的電解過程中產(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，通電進行電解電進行電解(電解液足量電解液足量)。下列說法正確的是。下列說法正確的是()A甲中甲中a的電極反應式為：的電極反應式為：4OH4e=O22H2OB電解時向乙中滴入酚酞溶液，電解時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，溶液組成可以恢復向乙中加入適量鹽酸，溶液組成可以恢復D當當b極有極有64 g Cu析出時，析出時，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，電解過程中只逸出過程中只逸出H2和和Cl2，只需補充氫和氯兩種元素即可，只需補充氫和氯兩種元素即可，不能加入鹽酸，因為鹽酸中有不能加入鹽酸，因為鹽酸中有H2O，應通入適量，應通入適量HCl氣氣體才能達到目的。體才能達到目的。 答案答案 A3(雙選題雙選題)用惰性電極進行下列電解，有關(guān)說法正確的用惰性電極進行下列電解，有關(guān)說法正確的 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電解進行一段時間后四份溶液的電解進行一段時間后四份溶液的pH均增大均增大 B中電解一段時間后，向溶液中加入適量的中電解一段時間后，向溶液中加入適

18、量的CuO 固體可使溶液恢復電解前的情況固體可使溶液恢復電解前的情況 C中陽極雖然消耗中陽極雖然消耗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、陽兩極上產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為中陰、陽兩極上產(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上述電解過程中共轉(zhuǎn)移上述電解過程中共轉(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