优化方案高考化学一轮复习 第六章 第三讲 电解池金属腐蚀与防护课件.ppt

第三讲电解池金属腐蚀与防护 第六章化学反应与能量 考纲展示 1 了解电解池的工作原理 能写出电极反应和电池反应方程式 2 理解金属发生电化学腐蚀的原因 金属腐蚀的危害 防止金属腐蚀的措施 第六章化学反应与能量 考点一电解原理 考点二电解原理的应用 考点三有关电化学的计算 考点四金属的腐蚀与防护 考点五原电池与电解池的组合装置 考点一电解原理 一 电解使电流通过电解质溶液 或熔融的电解质 而在阴 阳两极引起 的过程 在此过程中 能转化为 能 二 电解池1 电解池的构成条件 1 有与 相连的两个电极 2 两个电极插入 或 中 3 形成 氧化还原反应 电 化学 电源 电解质溶液 熔融盐 闭合回路 2 电极名称及电极反应式以用惰性电极电解cucl2溶液为例 总反应方程式 阴极 还原反应 cu2 2e cu 阳极 氧化反应 2cl 2e cl2 3 电解池中电子和离子的移动 1 电子 从电源 流出后 流向电解池 从电解池的 流向电源的 2 离子 阳离子移向电解池的 阴离子移向电解池的 负极 阴极 阳极 正极 阴极 阳极 阳极 阴极 阳极 阴极 2 分析电解质水溶液的组成找全离子并分阴 阳两组 不要忘记水溶液中的 3 排出阴 阳两极的放电顺序 h 和oh s2 i br cl ag fe3 cu2 4 写出两极电极反应式 1 阳极 活性电极 电子生成相应的金属阳离子 溶液中的阴离子 电子生成相应的单质或高价态化合物 2 阴极 溶液中的阳离子 电子生成相应的单质或低价态化合物 5 写出电解总反应式在两极转移电子数目相同的前提下 两极反应式相加即可得总反应的化学方程式或离子方程式 失去 失去 得到 四 电解规律1 电解水型 水 减小 h2o 增大 h2o 不变 h2o 2 电解电解质型 2cl 2e cl2 2h 2e h2 cucl2 3 放h2生碱型 2cl 2e cl2 2h 2e h2 4 放o2生酸型 4oh 4e o2 2h2o 2cu2 4e 2cu cuo cuco3 b 解析 该装置为电解装置 模拟 人工树叶 故为电能转化为化学能 a项错误 b极连接电源的正极 为阳极 h 为阳离子 在电解池中向a极 阴极 区移动 b项正确 右侧h2o o2发生的是氧化反应 每生成1molo2 转移4mol电子 c3h8o中碳元素的化合价是 2 3co2 c3h8o 转移18mol电子 故生成1molo2消耗2 3molco2 c项错误 a电极发生的是还原反应 3co2 18h 18e c3h8o 5h2o d项错误 d a 4oh 4e o2 2h2o 4ag 4e 4ag 2cl 2e cl2 2h 2e h2 cu 2e cu2 2h 2e h2 解析 注意阳极若是活性材料时 则阳极金属失电子形成离子 cu 2e cu2 2h 2e h2 4 用惰性电极电解nacl和cuso4的混合溶液 电解过程中两极均有两种产物产生 判断阴 阳两极的产物并写出电极反应方程式 1 阳极产物 电极反应 2 阴极产物 电极反应 cl2 o2 2cl 2e cl2 4oh 4e 2h2o o2 cu h2 cu2 2e cu 2h 2e h2 一 电解饱和食盐水1 电极反应阳极 反应类型 阴极 反应类型 考点二电解原理的应用 2cl 2e cl2 氧化反应 2h 2e h2 还原反应 2 总反应方程式 离子方程式 3 应用 氯碱工业制烧碱 氯气和氢气 二 电镀和电解精炼铜 粗铜 阳极泥 三 电冶金利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属na ca mg al等 2cl 2e cl2 2na 2e 2na 2cl 2e cl2 mg2 2e mg 6o2 12e 3o2 4al3 12e 4al 负 h2 思维建模 电解池中阴极和阳极的特征 d 题组一电解原理的一般应用1 教材改编 连一连 a 原电池负极 b 原电池正极 1 氧化反应 c 电解池阳极 d 电镀池镀件 e 氯碱工业生成h2的电极 2 还原反应 f 电解精炼的粗铜1 0 1mol l 1 b fe c 阳极 阴极 6h2o 6e 3h2 6oh 一 计算类型原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算 溶液ph的计算 相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算 产物的量与电量关系的计算等 二 方法技巧1 根据电子守恒计算用于串联电路中阴阳两极产物 正负两极产物 相同电量等类型的计算 其依据是电路中转移的电子数 考点三有关电化学的计算 相等 2 根据总反应式计算先写出电极反应式 再写出总反应式 最后根据总反应式列出比例式计算 3 根据关系式计算根据 定律关系建立起已知量与未知量之间的桥梁 构建计算所需的关系式 如以通过4mole 为桥梁可构建如下关系式 式中m为金属 n为其离子的化合价数值 得失电子守恒 负 正 4ag 4e 4ag 0 025 4oh 4e 2h2o o2 140 cu2 2e cu 0 0125 2cl 2e cl2 280 b hno3 思维建模 突破解题障碍 理清解题思路 1 电极质量减轻 不是负极就是阳极 属于氧化反应 反应物失电子 再根据金属的化合价列出其与电子的物质的量之比 电极质量增加 不是正极就是阴极 再根据放电离子与电子的比例进行计算即可 注意铅蓄电池的特殊性 2 对于混合溶液的电解 要根据实际情况考虑电解是否分阶段 然后依据各阶段的电极反应进行计算 3 2015 贵州六盘水高三期末 用惰性电极电解400ml一定浓度的硫酸铜溶液 不考虑电解过程中溶液体积的变化 通电一段时间后进行如下操作 1 如果向所得的溶液中加入0 1molcuo后 使溶液恰好恢复到电解前的浓度和ph 电解过程中转移的电子为 mol 2 如果向所得的溶液中加入0 1molcu oh 2后 使溶液恰好恢复到电解前的浓度和ph 电解过程中转移的电子为 mol 0 2 0 4 题组一电化学的常规计算1 2015 河南开封模拟 用两支惰性电极插入cuso4溶液中 通电电解 当有1 10 3mol的oh 放电时 溶液显浅蓝色 则下列叙述正确的是 a 阳极上析出3 6mlo2 标准状况 b 阴极上析出32mgcuc 阴极上析出11 2mlh2 标准状况 d 阳极和阴极质量都无变化解析 用惰性电极电解cuso4溶液时 电极反应为 阴极 2cu2 4e 2cu 阳极 4oh 4e o2 2h2o 当有1 10 3mol的oh 放电时 生成标准状况下的o2为5 6ml 在阴极上析出32mgcu 阴极质量增加 b 2 如下图所示 a池用石墨电极电解ph 13的氢氧化钠溶液100ml b池为模拟电解精炼铜的装置 其中c电极为纯铜 d电极为粗铜 含有杂质fe ag 溶液是足量cuso4溶液 通电一段时间后停止 a池a极产生的气体在标准状况下为2 24l 则下列说法正确的是 a d电极质量一定减少6 4gb c电极质量一定增加6 4gc a池ph不变d a池溶液质量减少3 6g b 解析 电解精炼铜时粗铜作阳极 精铜作阴极 即d为阳极 c为阴极 则a b分别为阴极和阳极 a极产生的气体为0 1molh2 根据电子守恒 流经各电极的电子均为0 2mol 在d极 比铜活泼的铁优先失去电子 银不失电子 故失电子的铜和铁共有0 1mol 其质量减少不等于6 4g 而略小于6 4g a项错误 而阴极只有cu2 得电子 故其质量增加一定为6 4g b项正确 a池实质上是电解水 根据电子守恒 消耗0 1mol水 naoh的浓度变大 ph变大 溶液质量减少1 8g 故c d项错误 a 一 化学腐蚀和电化学腐蚀的比较 考点四金属的腐蚀与防护 原电池 无 有 电化学 二 钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀 强 酸性 弱酸性或中性 2h 2e h2 2h2o o2 4e 4oh fe 2e fe2 fe 2h fe2 h2 2fe o2 2h2o 2fe oh 2 铁锈的形成 4fe oh 2 o2 2h2o 4fe oh 3 2fe oh 3 fe2o3 xh2o 铁锈 3 x h2o 三 金属的防护1 电化学防护 1 牺牲阳极的阴极保护法 利用 原理 是作保护材料的金属 是被保护的金属设备 2 外加电流的阴极保护法 利用 原理 是被保护的金属设备 是惰性电极 原电池 负极 阳极 正极 阴极 电解 阴极 阳极 2 其他方法 1 改变金属内部结构 如制成合金 2 使金属与空气 水等物质隔离 如电镀 喷油漆等 吸氧腐蚀 b b c d c a a 将原电池和电解池结合在一起 或几个电解池串联在一起 综合考查化学反应中的能量变化 氧化还原反应 化学实验和化学计算等知识 是高考试卷中电化学部分的重要题型 解答该类试题时电池种类的判断是关键 整个电路中各个电池工作时电子守恒 是数据处理的法宝 考点五原电池与电解池的组合装置 一 多池串联装置中电池类型的判断1 直接判断非常直观明显的装置 如燃料电池 铅蓄电池等在电路中 则其他装置为电解池 如图 a为 b为 原电池 电解池 2 根据电池中的电极材料和电解质溶液判断原电池一般是两种不同的金属电极或一种金属电极和一个碳棒作电极 而电解池则一般都是两个惰性电极 如两个铂电极或两个碳棒电极 原电池中的电极材料和电解质溶液之间能发生自发的氧化还原反应 电解池的电极材料一般不能和电解质溶液自发反应 如图 b为 a为 原电池 电解池 3 根据电极反应现象判断在某些装置中根据电极反应或反应现象可判断电极 并由此判断电池类型 如图 若c极溶解 d极上析出cu b极附近溶液变红 a极上放出黄绿色气体 则可知乙是 d是正极 c是负极 甲是 a是阳极 b是阴极 b d极发生还原反应 a c极发生氧化反应 原电池 电解池 二 有关概念的分析判断在确定了原电池和电解