【优化方案】江苏专用高考化学总复习 专题6第三单元电能转化为化学能 金属的腐蚀及防护课件 苏教版.ppt

第三单元电能转化为化学能金属的腐蚀及防护 课堂互动讲练 实验专项探究 达标突破训练 第三单元电能转化为化学能金属的腐蚀及防护 基础自主梳理 基础自主梳理 自我诊断 1 某课外化学兴趣小组设计了如图所示装置 虚框内部分未画出 在装置内起初发生的反应为 cu h2so4 h2 cuso4 1 该装置的名称是 2 a b中至少有一种是金属 接 3 c溶液中含有 答案 1 电解池 2 cu电源正 3 h2so4 基础回归 1 电解 使电流通过电解质溶液 或熔融的电解质 而在 引起 的过程 2 电解池 也叫电解槽 把 转变为 的装置 3 电解池的组成和工作原理 电解cucl2溶液 两极上 氧化还原 电能 化学能 思考感悟电解进行时 溶液中的离子浓度一定会减小吗 提示 不一定 有些离子浓度会减小 如用惰性电极电解盐酸时 h 与cl 均发生电极反应而消耗掉 使hcl变稀 而有的浓度会增大 如电解na2so4 hno3等实际上就是电解水 故离子浓度增大 自我诊断2 2011年青岛实验中学模拟 氯碱工业的基本原理就是电解饱和食盐水 下列关于实验室电解饱和食盐水的说法中正确的是 a 可以选用石墨棒作为阴 阳极材料 但阳极材料也可以用铁棒b 用湿润的淀粉ki试纸靠近阴极区域 试纸变蓝 c 电解过程中 在阳极区域溶液中滴加品红 品红褪色d 实验结束后 将溶液搅拌 然后用ph试纸检验 溶液呈中性答案 c 基础回归1 电解饱和食盐水 1 电极反应 阳极 2cl 2e cl2 阴极 2h 2e h2 2 总反应方程式 3 应用 氯碱工业制cl2 h2和naoh 2 电镀铜或电解精炼铜 1 两极材料 待镀金属或纯铜作 镀层金属或粗铜作 2 电极反应 阳极 cu 2e cu2 阴极 cu2 2e cu 3 电解冶炼钠 电解熔融nacl 1 电极反应 阳极 2cl 2e cl2 阴极 2na 2e 2na 阴极 阳极 自我诊断3 2011年宁波调研 如图所示 各烧杯中盛有海水 铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为 a b c d 答案 c 基础回归1 金属的腐蚀 1 化学腐蚀金属与其他物质直接接触发生 反应而引起的腐蚀 2 电化学腐蚀 定义 不纯的金属或合金发生 反应 使 的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀 与化学腐蚀往往同时发生 但 腐蚀更为普遍 速率也大 氧化还原 原电池 较活泼 电化学 钢铁的电化学腐蚀 2 金属的防护 1 电化学防护 牺牲阳极的阴极保护法 外加电流的阴极保护法 2 其他 改变金属内部结构 如制成合金 使金属与空气 水等物质隔离 如电镀 喷油漆等 课堂互动讲练 2 电解池中电极反应式的书写 1 根据装置书写 根据电源确定阴 阳两极 确定阳极是否是活性金属电极 据电极类型及电解质溶液中阴 阳离子的放电顺序写出电极反应式 在确保阴 阳两极转移电子数目相同的条件下 将两极电极反应式合并即得总反应式 2 由氧化还原反应方程式书写电极反应式 找出发生氧化反应和还原反应的物质 两极名称和反应物 利用电子守恒分别写出两极反应式 若写出一极反应式 而另一极反应式不好写 可用总反应式减去已写出的电极反应式即得另一电极反应式 3 电解化学方程式的书写 1 必须在等号上标明通电或电解 2 只是电解质被电解 电解化学方程式中只写电解质及电解产物 如电解cucl2溶液 2010年高考全国卷 如图是一个用铂丝作电极 电解稀的mgso4溶液的装置 电解液中加有中性红指示剂 此时溶液呈红色 指示剂的ph变色范围 6 8 8 0 酸色 红色 碱色 黄色 回答下列问题 1 下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是 填编号 a管溶液由红变黄 b管溶液由红变黄 a管溶液不变色 b管溶液不变色 2 写出a管中发生反应的反应式 3 写出b管中发生反应的反应式 4 检验a管中气体的方法是 5 检验b管中气体的方法是 6 电解一段时间后 切断电源 将电解液倒入烧杯内观察到的现象是 解析 该电解池a为阴极 反应式为2h 2e h2 b为阳极 电极反应式为4oh 4e o2 2h2o a管附近产生oh 故溶液由红变黄 b管附近产生h 溶液仍呈红色 a管附近产生的oh 与mg2 结合生成mg oh 2沉淀 检验a管中产生的h2的方法是 用拇指 按住管口 取出试管 靠近火焰 放开拇指 有爆鸣声 管口有蓝色火焰 证明是h2 检测b管中产生的o2的方法是 用拇指按住管口 取出试管 放开拇指 将带火星的木条伸入试管内复燃 证明是o2 答案 1 2 2h 2e h2 或2h2o 2e 2oh h2 mg2 2oh mg oh 2 3 4oh 4e 2h2o o2 或2h2o 4e 4h o2 4 用拇指按住管口 取出试管 靠近火焰 放开拇指 有爆鸣声 管口有蓝色火焰 5 用拇指按住管口 取出试管 放开拇指 将带有火星的木条伸入试管内会复燃 6 溶液呈红色 白色沉淀溶解 或大部分溶解 跟踪训练 随学随练 轻松夺冠 1 用惰性电极电解物质的量浓度相同 体积比为1 3的cuso4和nacl的混合溶液 可能发生的反应有 a b c d 解析 选c 设cuso4和nacl的物质的量分别为1mol和3mol 根据离子的放电规律和电子守恒可知电解过程应分为如下阶段 1 电解cucl2阳极 2cl 2e cl2 2mol2mol阴极 cu2 2e cu1mol2mol 2 电解nacl阳极 2cl 2e cl2 1mol1mol阴极 2h 2e h2 1mol1mol 3 电解h2o阳极 4oh 4e 2h2o o2 阴极 4h 4e 2h2 1 以惰性电极电解电解质溶液的类型 2 电解池中有关量的计算或判断电解池中有关量的计算或判断主要包括以下方面 根据直流电源提供的电量求产物的量 析出固体的质量 产生气体的体积等 溶液的ph 相对原子质量或某元素的化合价 化学式等 解题依据是得失电子守恒 解题方法如下 1 根据电子守恒法计算用于串联电路 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 最后根据总反应式计算 3 根据关系式计算根据得失电子守恒关系 在已知量与未知量之间 建立计算所需的关系式 特别提醒 在电解混合溶液时 应先分别给阳离子和阴离子的放电顺序排队 然后根据具体离子的物质的量和电子的物质的量来确定电解产物及其量 如图 x和y均为石墨电极 1 若电解液为滴有酚酞的饱和食盐水 电解反应的离子方程式为 电解过程中 填 阴 或 阳 极附近会出现红色 2 若电解液为500ml含a溶质的某蓝色溶液 电解一段时间 观察到x电极表面有红色的固态物质生成 y电极有无色气体生成 溶液中原有溶质完全电解后 停止电解 取出x电极 洗涤 干燥 称量 电极增重1 6g 电解后溶液的ph为 要使电解后溶液恢复到电解前的状态 需加入一定量的 填加入物质的化学式 假设电解前后溶液的体积不变 请你推测原溶液中所含的酸根离子可能是 设计实验验证你的推测 写出实验的操作步骤 现象和结论 思路点拨 解答本题需注意以下两点 1 判断在两极上分别是什么离子放电 h2o的电离平衡是否被破坏 2 判断电解a溶液时两极析出的物质是什么 从而确定需加入的物质 跟踪训练 随学随练 轻松夺冠 2 2009年高考全国卷 下图所示装置中 甲 乙 丙三个烧杯依次分别盛放100g5 00 的naoh溶液 足量的cuso4溶液和100g10 00 的k2so4溶液 电极均为石墨电极 1 接通电源 经过一段时间后 测得丙中k2so4浓度为10 47 乙中c电极质量增加 据此回答问题 电源的n端为 极 电极b上发生的电极反应为 列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积 电极c的质量变化是 g 电解前后各溶液的酸 碱性大小是否发生变化 简述其原因 甲溶液 乙溶液 丙溶液 2 如果电解过程中铜全部析出 此时电解能否继续进行 为什么 解析 1 乙中c电极质量增加 说明c处发生的反应为cu2 2e cu c电极应为阴极 则m为负极 n为正极 甲中放的是naoh溶液 电解时实质上是电解水 b电极上发生的电极反应为4oh 4e 2h2o o2 要求算出b电极上产生的气体体积 就必须先根据丙中k2so4浓度的变化计算出转移电子的数目 设丙中电解水的质量为x 由电解前后溶质质量相等可得 100g 10 100g x 10 47 x 4 5g 所以整个反应转移了0 5mol电子 根据电极方程式可计算出b电极放出的o2为0 125mol 其体积为2 8l c电极上析出的铜为0 25mol 其质量为16g 甲中电解的是水 naoh浓度增大 乙中水电离出来的oh 放电 h 浓度增大 丙中电解的也是水 虽然k2so4浓度变大 但ph不变 2 铜全部析出时溶液变为h2so4溶液 电解仍可以进行 答案 1 正 4oh 4e 2h2o o2 16 碱性增大 因为电解后 水量减少 溶液中naoh浓度增大酸性增大 因为阳极上oh 生成o2 溶液中h 浓度增加酸碱性大小没有变化 因为k2so4是强酸强碱盐 浓度增加不影响溶液的酸碱性 2 能继续进行 因为cuso4溶液已转变为h2so4溶液 反应也就变为水的电解反应 实验专项探究 探究电解原理的应用 电解原理在工业生产及日常生活中有着广泛的应用 除了课本上介绍的氯碱工业 电解精炼和冶炼金属之外 还可用于净化工业废水 制备通常情况下难以得到的物质 测定金属的相对原子质量和阿伏加德罗常数等 随着高考与工业生产 日常生活的紧密联系 关于电解原理应用的题目频频出现 该类题目综合性强 能够很好地考查学生对化学知识 学以致用 的能力 典例探究 1 惰性电极2 直流电源3 离子交换膜4 冷却水 2010年高考四川卷 碘被称为 智力元素 科学合理地补充碘可防止碘缺乏病 碘酸钾 kio3 是国家规定的食盐加碘剂 它的晶体为白色 可溶于水 碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢或碘化物作用均生成单质碘 以碘为原料 通过电解制备碘酸钾的实验装置如图所示 请回答下列问题 1 碘是 填颜色 固体物质 实验室常用 方法来分离提纯含有少量杂质的固体碘 2 电解前 先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液 溶解时发生反应 3i2 6koh 5ki kio3 3h2o 将该溶液加入阳极区 另将氢氧化钾溶液加入阴极区 电解槽用水冷却 电解时 阳极上发生反应的电极反应式为 阴极上观察到的实验现象是 3 电解过程中 为确定电解是否完成 需检验电解液中是否有i 请设计一个检验电解液中是否有i 的实验方案 并按要求填写下表 要求 所需药品只能从下列试剂中选择 实验仪器及相关用品自选 试剂 淀粉溶液 碘化钾淀粉试纸 过氧化氢溶液 稀硫酸 4 电解完毕 从电解液中得到碘酸钾晶体的实验过程如下 步骤 的操作名称是 步骤 的操作名称是 步骤 洗涤晶体的目的是 解析 1 实验室常用升华的方法来分离提纯含少量杂质的固体碘 2 阳极阴离子失电子 阳极区的阴离子有i io oh 根据信息i 失电子生成io 阴极h 得电子生成h2 3 检验溶液中的i 用淀粉碘化钾试纸无法检验 由题目信息可知过氧化氢与io反应生成i2 因为溶液中含有io 所以不能使用过氧化氢溶液 只能用淀粉和稀硫酸 因为在酸性溶液中i 和io能生成i2 从而检验出i 答案 1 紫黑色升华 2 2i 2e i2 或i 6oh 6e io 3h2o 有气泡产生 3 实验方法 取少量阳极区电解液于试管中 加稀硫酸酸化后加入几滴淀粉溶液 观察是否变蓝实验现象及结论 如果不变蓝 说明无i 如果变蓝 说明有i 4 冷却结晶干燥洗去吸附在碘酸钾晶体上的氢氧化钾等杂质 达标突破训练 解题方法指导 6 原电池 电解池的综合应用 原电池知识的测试 已成为近年来高考化学中反复考查的热点 总的看 测试从三个方面进行 又以第二方面为主 一是立足于课本 创设必要情境 考查对原电池原理的理解 二是取材于新型电池 提供相关信息 考查原电池原理的运用和信息获取及加工迁移 三是将原电池与电解池结合 考查电极反应等有关知识或计算 具体考查的知识点主要是 电极上产生的现象 放电或充电时电极反应式的书写或正误判断 难点 电子转移的数目和方向 电解质溶液中离子的移动方向 电极附近溶液ph的变化 电子得失守恒规律在计算中的运用等 2011年延安市高三模拟 如图所示装置 是一种可充电电池 装置 为电解池 离子交换膜只允许na 通过 充放电的化学方程式为2na2s2 nabr3na2s4 3nabr 闭合开关k时 b极附近先变红色 下列说法正确的是 a 负极反应为4na 4e 4na b 当有0 01molna 通过离子交换膜时 b电极上析出标准状况下的气体112mlc 闭合k后 b电极附近的ph变小d 闭合k后 a电极上有气体产生 解析 本题考查充电电池的反应及相关现象的判断 解答这类习题首先要注意可逆符号上 充电 和 放电 充电方向为电解池反应 电极作阴极 阳极 放电方向是原电池反应 电极作正极 负极 选项a讨论的负极反应应该是放电方向的原电池反应 不是单质na失电子 应该是 na2s2失电子 选项a错误 根据原电池反应分析 转移2mol电子时 负极有2molna 转移到正极 所以当有0 01molna 通过离子交换膜时 则转移电子为0 01mol 得到的氢气为0 005mol 标准状况下体积为112ml 选项b正确 电解池中b极产生氢气和氢氧化钠 a极铜失电子 铜棒变细