高考化学总复习 第6章 第3节 电解池 金属的电化学腐蚀与防护课件 新人教版必修2.ppt

第六章化学反应与能量电化学 第三节电解池金属的电化学腐蚀与防护 必修部分 一 电解原理1 1 电解过程中 电解质溶液中的阴阳离子向哪个电极移动 2 分别用cu 石墨作阳极 石墨作阴极 电解cucl2溶液 阳极反应一样吗 3 能用电解熔融alcl3的方法制备金属铝吗 提示 1 阳离子向阴极移动 阴离子向阳极移动 2 用cu作阳极 电极反应为cu 2e cu2 用石墨作阳极 电极反应为2cl 2e cl2 3 不能 因为alcl3不是离子化合物 1 电解 电解池 1 电解 电解质溶液 2 电解池 电能转变为的装置 化学能 2 电解池的组成和工作原理 电解cucl2溶液 总反应方程式 3 电解原理的应用 1 氯碱工业制烧碱 氯气和氢气 粗铜 待镀金属或精铜 cu2 2e cu cu 2e cu2 3 电冶金冶炼钠 钙 镁 铝等活泼金属 必须用电解法 如电解熔融氯化钠得到钠时 二 金属的腐蚀和防护2 1 金属的腐蚀有化学腐蚀 电化学腐蚀 哪个更普遍 电化学腐蚀又包括析氢腐蚀和吸氧腐蚀 哪个更普遍 2 钢铁生锈的原因 请用化学方程式表示 提示 1 电化学腐蚀更普遍 吸氧腐蚀更普遍 2 2fe o2 2h2o 2fe oh 24fe oh 2 o2 2h2o 4fe oh 32fe oh 3 fe2o3 xh2o 3 x h2o 1 化学腐蚀与电化学腐蚀 氧化 化学反应 原电池 无 有 氧化 2 钢铁的吸氧腐蚀与析氢腐蚀 弱酸性或中性 较强酸性 3 金属的防护方法 1 相同材质的铁在图中的四种情况下最不易被腐蚀的是 解析 a b d可构成原电池 从而加速铁的腐蚀 c中铜镀层把铁完全覆盖 构不成原电池 不易被腐蚀 答案 c 解析 原电池与电解池相连时 原电池的正极与电解池的阳极相连 负极与电解池的阴极相连 因此电子从原电池的负极流向电解池的阴极 b错 答案 b 3 关于如图所示装置的叙述正确的是 a 电流由锌经导线流向铂 电子由铜经导线流向碳棒b 碳棒是正极 铜片是阳极c 锌片的质量逐渐减少 铂片的质量逐渐增加d 锌片上发生还原反应 碳棒上发生氧化反应 解析 根据电极材料及电解质溶液可以判断左边装置是原电池 右边装置则是惰性电极电解cucl2溶液 原电池中 负极 zn zn 2e zn2 氧化反应 正极 cu 2h 2e h2 还原反应 则电解池中pt为阴极 碳为阳极 电极反应为 阴极 pt cu2 2e cu还原反应 阳极 c 2cl 2e cl2 氧化反应 对照选项可知 c项正确 答案 c 4 2012 山东高考 下列与金属腐蚀有关的说法正确的是 a 图a中 插入海水中的铁棒 越靠近底端腐蚀越严重b 图b中 开关由m改置于n时 cu zn合金的腐蚀速率减小c 图c中 接通开关时zn腐蚀速率增大 zn上放出气体的速率也增大d 图d中 zn mno2干电池的放电腐蚀主要是由mno2的氧化作用引起的 解析 图a中铁棒发生电化学腐蚀 靠近底部的部分与氧气接触少 腐蚀程度较轻 a项错 图b中开关由m置于n cu zn合金作正极 腐蚀速率减小 b项正确 图c中接通开关时zn作负极 腐蚀速率增大 氢气在pt上放出 c错 图d中干电池的放电腐蚀主要是zn发生析氢腐蚀引起的 d项错 答案 b 1 电解池电极的判断 2 电解时电极产物的判断阴极 阴离子放电顺序 s2 i br cl oh 含氧酸根离子 溶液中的阳离子得电子 生成相应的单质或低价化合物 阳离子放电顺序 ag fe3 cu2 h fe2 zn2 al3 mg2 na ca2 k 3 电极反应式的书写 1 首先判断阴 阳极 分析电极材料 判断是电极材料放电还是溶液中的离子放电 阳极为金属活性电极时 电极材料放电 2 再分析溶液中的离子种类 根据离子放电顺序 分析电极反应 并判断电极产物 写出电极反应式 3 电解水溶液时 应注意放电顺序中h oh 之后的离子一般不参与放电反应 1 在水溶液中 含氧酸根和活泼金属离子一般不放电 而是oh 和h 放电 2 当电解过程中电解的是水和电解质时 电极反应式中出现的是h 或oh 放电 但在书写总反应式时要将反应物中的h 或oh 均换成水 2012 浙江高考 以铬酸钾为原料 电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下 书写电极反应的方法在书写电极反应式时注意以下几种类型 单一电极参加反应 其步骤是判断电极类型 比较电解质溶液中离子的放电顺序 确定反应的电极及离子 书写两极的电极反应式 此时要特别注意溶液中离子的放电顺序及电极反应对电解质溶液的影响 两极都参加反应 此类电极反应均发生在原电池中 这种原电池往往由一种活泼金属材料 一种具有氧化性的化合物及某种导电的电解质溶液组成 如 cu ag2o 强碱溶液电池 pb pbo2 h2so4溶液电池 嵌入锂的碳材料 limn2o4固体 含li 导电固体为电解质的电池等 此类原电池电极反应式的书写步骤是电池总反应 氧化还原反应 负极电极反应式 总反应减去负极反应式得到正极电极反应式 两极均不参加反应的电极反应式 此类电极反应多为燃料电池 如 惰性电极材料 h2 或ch4 co ch3oh o2及强碱溶液 或某种离子能通过的固体电解质 构成的原电池 书写方法同上 此类电极反应要注意负极产物与电解质溶液的反应 迁移应用 1 2012 安徽高考 某兴趣小组设计如下微型实验装置 实验时 先断开k2 闭合k1 两极均有气泡产生 一段时间后 断开k1 闭合k2 发现电流表a指针偏转 下列有关描述正确的是 1 电解类型 2 电解池中有关量的计算和判断电解池中有关量的计算或判断主要包括以下几方面 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 有如下解题方法 1 若阴极为h 放电 则阴极区c oh 增大 2 若阳极为oh 放电 则阳极区c h 增大 3 若阴 阳两极同时有h oh 放电 相当于电解水 电解质离子的浓度增大 4 电解过程中产生的h 或oh 的物质的量等于转移电子的物质的量 2012 重庆高考节选 人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素 原理如图所示 1 电源的负极为 填 a 或 b 2 阳极室中发生的反应依次为 3 电解结束后 阴极室溶液的ph与电解前相比将 若两极共收集到气体13 44l 标准状况 则除去的尿素为 g 忽略气体的溶解 解析 1 该小题是离子交换膜法制烧碱原理的扩展 根据电极产物h2 cl2可知a为电源正极 b为电源负极 2 阴极 2h 2e h2 阳极 2cl 2e cl2 阳极生成的cl2与尿素进一步反应 co nh2 2 3cl2 h2o n2 co2 6hcl co nh2 2最终转变为co2 n2 达到除去代谢产物co nh2 2的目的 3 将两极反应叠加得 h2o co nh2 2 n2 co2 3h2 故电解结束后 ph不变 设除去的尿素质量为x 依 1molco nh2 2 5mol混合气体 则有60g 5mol x 0 6mol x 7 2g 答案 1 b 2 2cl 2e cl2 co nh2 2 3cl2 h2o n2 co2 6hcl 3 不变7 2 4 电解后要恢复原电解质溶液的浓度 可以按 析出什么 加上什么 的思路 加上适量某物质 该物质可以是阴极与阳极产物的化合物 如用惰性电极电解cuso4溶液时 若要恢复原溶液 可加入cuo cuco3 而不是cu oh 2 cu2 oh 2co3 迁移应用 2 下图为相互串联的甲 乙两个电解池 试回答 1 若甲池利用电解原理在铁上镀银 则a是 依次填电极材料和电极名称 电极反应是 b是 依次填电极材料和电极名称 电极反应是 应选用的电解质溶液是 2 若甲池阴极增重43 2g且乙池中阴极上一直都有气体产生 则乙池中阴极上放出的气体在标准状况下的体积是 l 解析 1 电镀时镀件作阴极 镀层金属作阳极 含有镀层金属的可溶性盐溶液作电镀液 故铁作阴极 银作阳极 电镀液为硝酸银溶液 2 甲池中阴极反应为 ag e ag 当阴极增重43 2g时 析出ag的物质的量为0 4mol 则转移电子的物质的量也为0 4mol 乙池中阴极反应式为 2h 2e h2 根据电子守恒 析出氢气为0 2mol 在标准状况下体积为4 48l 答案 1 铁阴极ag e ag银阳极ag e ag agno3溶液 2 4 48 原电池 电解池 电镀池的区别与联系 2012 福建高考 将如图所示实验装置的k闭合 下列判断正确的是 解析 本题考查原电池和电解池工作原理 a项 k闭合时 zn和cu构成原电池 cu作正极 发生还原反应 正确 b项 在电解na2so4溶液时 电子不能流入电解质溶液中 即a b电子不能通过 错 c项 甲池中硫酸根离子没有放电 所以浓度不变 错误 d项 b为阳极 oh 放电 留下h 使得b附近溶液显酸性 不能使酚酞变红 错误 答案 a 迁移应用 观察下列几个