高考复习方案（全国卷）2020版高考化学一轮复习 第6单元 化学反应与能量 第24讲 电解池 金属腐蚀与防护教学案（无答案）新人教版VIP

第24讲电解池金属腐蚀与防护考纲要求 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。 考点一电解原理知识归纳1电解原理(1)概念：电解池是把_转化为_的装置。(2)电解池的构成条件有外接电源；有与电解质溶液相连的两个_；形成_回路。(3)电解池中电子和离子的移动电子：从电源_流出后，流向电解池_；从电解池的_流向电源的正极。离子：阳离子移向电解池的_，阴离子移向电解池的_。(4)电解池工作原理(以电解CuCl2溶液为例)：总反应方程式：_。2分析电解过程的思维程序(1)首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。(2)再分析电解质水溶液的组成，找全离子，并分成阴、阳离子两组(不要忘记水溶液中的H和OH)。(3)然后排出阴极、阳极离子的放电顺序阴极阳离子的放电顺序：AgFe3Cu2H(酸)Fe2Zn2H(水)Al3Mg2NaCa2K。阳极阴离子的放电顺序：活泼电极S2IBrClOH含氧酸根离子。(4)分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。(5)最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。3以惰性电极电解电解质溶液的规律(续表)类型实例电极反应特点电解质浓度pH电解质溶液复原放H2生碱型NaCl阴极：H2O放H2生碱阳极：电解质阴离子放电生成新电解质增大通氯化氢放O2生酸型CuSO4阴极：电解质阳离子放电阳极：H2O放O2生酸生成新电解质减小加氧化铜 判断思考1判断正误(正确的划“”，错误的划“”)(1)电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程()(2)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现()(3)电解CuCl2溶液，阴极逸出的气体能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色()(4)电解盐酸、硫酸等溶液，H放电，溶液的pH逐渐增大()(5)电解时，电解液中阳离子移向阳极，发生还原反应()(6)电解硫酸钠溶液一段时间，可向电解液中加适量水以恢复到原浓度()(7)电解硫酸铜溶液一段时间，为复原可加适量Cu(OH)2()2写出下列相关的电极反应方程式和总反应方程式：阳极反应方程式阴极反应方程式总反应方程式用惰性电极电解AgNO3溶液用惰性电极电解MgCl2溶液用铁作电极电解NaCl溶液用铜作电极电解盐酸典型例题图62411 2020四川卷 用如图6241所示装置除去含CN、Cl废水中的CN时，控制溶液pH为910，阳极产生的ClO将CN氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是()A用石墨作阳极，铁作阴极B阳极的电极反应式：Cl2OH2e=ClOH2OC阴极的电极反应式：2H2O2e=H22OHD除去CN的反应：2CN5ClO2H=N22CO25ClH2O2 图6242为EFC剑桥法用固体二氧化钛(TiO2)生产海绵钛的装置示意图，其原理是在较低的阴极电位下，TiO2(阴极)中的氧解离进入熔融盐，阴极最后只剩下纯钛。下列说法中正确的是()图6242A阳极的电极反应式为2Cl2e=Cl2B阴极的电极反应式为TiO24e=Ti2O2C通电后，O2、Cl均向阴极移动D石墨电极的质量不发生变化规避电解池中方程式书写的3个易失分点(1)书写电解池中电极反应式时，要以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成化学式。(2)要确保两极得失电子数目相等，且注明条件“电解”。(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(电镀锌时除外)。 变式训练12020福建卷 某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图6243所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是()图6243A该装置将化学能转化为光能和电能B该装置工作时，H从b极区向a极区迁移C每生成1 mol O2，有44 g CO2被还原Da 电极的反应为3CO218H18e=C3H8O5H2O2某小组利用如图6244装置进行电化学实验，下列实验操作及预期现象正确的是()图6244AX和Y与电流表连接，电子由Cu极流向Zn极BX和Y与电流表连接，将Zn换成Fe测得电流更大CX和Y分别与电源“”“”极相连，Cu极质量减轻DX和Y分别与电源“”“”极相连，Zn极质量减轻考点二电解原理的应用知识归纳1电解饱和食盐水2电解精炼铜3电镀铜4电解冶炼钠 判断思考1判断正误(正确的划“”，错误的划“”)(1)电解冶炼镁、铝通常电解MgCl2和Al2O3，也可电解MgO和AlCl3()(2)若把CuH2SO4,CuSO4H2设计成电解池，应用Cu作阳极()(3)电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料()(4)在镀件上电镀铜时，镀件应连接电源的正极()(5)电解精炼时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料()(6)阳离子交换膜(以电解NaCl溶液为例)，只允许阳离子(Na)通过，而阻止阴离子(Cl、OH)和分子(Cl2)通过()2电镀铜时，Cu2浓度如何改变？电解精炼铜时，CuSO4溶液的浓度是否改变？典型例题3 双隔膜电解池的结构示意简图如图6245所示，利用该装置可以电解硫酸钠溶液以制取硫酸和氢氧化钠，并得到氢气和氧气。对该装置及其原理判断正确的是()图6245Aa气体为氢气，b气体为氧气BA溶液为氢氧化钠，B溶液为硫酸Cc隔膜为阳离子交换膜、d隔膜为阴离子交换膜D该电解反应的总方程式可以表示为2Na2SO46H2O2H2SO44NaOHO22H24 锌溴液流电池是一种新型电化学储能装置(如图6246所示)，电解液为溴化锌水溶液，电解液在电解质储罐和电池间不断循环。下列说法正确的是()图6246A充电时电极b连接电源的正极B放电时正极的电极反应式为Zn2e=Zn2C阳离子交换膜可阻止Br2与Zn直接发生反应D充电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大 变式训练图62471电解装置如图6247所示，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。已知：3I26OH=IO5I3H2O。下列说法不正确的是()A右侧发生的电极方程式：2H2O2e=H22OHB电解结束时，右侧溶液中含有IOC电解槽内发生反应的总化学方程式：KI3H2O=KIO33H2D如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学方程式不变21 L某溶液中含有的离子如下表：离子Cu2Al3NOCl物质的量浓度(mol/L)11a1用惰性电极电解该溶液，当电路中有3 mol e通过时(忽略电解时溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)，下列说法正确的是()A电解后溶液呈酸性Ba3C阳极生成1.5 mol Cl2D阴极析出的金属是铜与铝电解的计算类型与方法考点三金属的腐蚀与防护知识归纳1化学腐蚀和电化学腐蚀的比较金属腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀条件金属与接触到的物质直接发生反应不纯金属接触到电解质溶液发生_反应区别_电流产生_微弱电流产生实质与联系(1)实质都是_失去电子被氧化而损耗；(2)化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生，但_更普遍、危害性更大、腐蚀速率更快2.钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀类型析氢腐蚀吸氧腐蚀水膜性质_负极反应_正极反应_总反应_其他反应及产物4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3xH2O(3x)H2O普遍性_更普遍3.金属的防护(1)(2)其他：改变金属内部结构和金属表面外加保护层。 判断思考1判断正误(正确的划“”，错误的划“”)(1)干燥环境下金属不被腐蚀()(2)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物()(3)钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式为Fe3e=Fe3()(4)镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比镀铜前更容易生锈()(5)在潮湿空气中，钢铁表面形成水膜，金属发生的一定是吸氧腐蚀()(6)外加电流的阴极保护法是将被保护金属接在直流电源的正极()(7)在船体外嵌入锌块，可以减缓船体的腐蚀，属于牺牲阴极的保护法()图62482如图6248所示，甲、乙两支试管中各放一枚铁钉，甲试管中为NH4Cl溶液，乙试管中为NaCl溶液，数天后导管中观察到的现象是_，甲中正极反应为_，乙中正极反应为_。试管中残留气体平均相对分子质量的变化为甲_；乙_(填“增大”“减小”或“不变”)。典型例题图62495 2020上海卷 研究电化学腐蚀及防护的装置如图6249所示。下列有关说法错误的是()Ad 为石墨，铁片腐蚀加快Bd为石墨，石墨上电极反应为O22H2O4e=4OHCd为锌块，铁片不易被腐蚀Dd为锌块，铁片上电极反应为2H2e=H26 下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是()A在酸性环境下，钢铁只能发生析氢腐蚀B金属腐蚀的实质是金属失去电子被还原的过程C轮船的船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阳极的阴极保护法D铜铁交接处，在潮湿的空气中直接发生反应为Fe3e=Fe3，继而形成铁锈金属腐蚀快慢的六个规律(1)在同一电解质溶液中，金属腐蚀由快到慢的顺序：电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀应用原电池原理有保护措施的腐蚀应用电解原理有保护措施的腐蚀。或电解池阳极原电池负极化学腐蚀原电池正极电解池阴极。(2)同一种金属在同浓度的不同介质中腐蚀由快到慢的顺序：强电解质溶液弱电解质溶液非电解质溶液。(3)对于活动性不同的两种金属的合金，活动性差别越大，氧化还原反应速率越快，活泼金属腐蚀越快。(4)对于同一电解质溶液，电解质浓度越大，金属腐蚀越快(除钝化外)。(5)纯度越高的金属，腐蚀的速率越慢。(6)不纯的金属或合金，在潮湿的空气中腐蚀速率远大于在干燥、隔绝空气条件下的腐蚀速率。 变式训练1下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是()A水中的钢闸门连接电源的负极B金属护拦表面涂漆C汽车底盘喷涂高分子膜D地下钢管连接镁块2用图62410装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是()图62410Aa管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀B一段时间后，a管液面高于b管液面Ca处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小Da、b两处具有相同的电极反应式：Fe2e=Fe21同学组装了图62411所示的电化学装置，电极材料均为石墨，闭合K后，下列叙述正确的是()图62411A电子流动方向：电极B电极电极反应：O22H2O4e=4OHC电极发生还原反应D电极附近观察到黄绿色气体2下列各组中，每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是()AHCl、CuCl2、Ba(OH)2BNaOH、CuSO4、H2SO4CNaOH、H2SO4、Ba(OH)2DNaBr、H2SO4、Ba(OH)2图624123图62412装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH4久置的雨水和生铁片。实验时观察到：开始时导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管内液面。下列说法正确的是()A生铁片中的碳是原电池的阳极，发生还原反应B雨水酸性较强，生铁片仅发生析氢腐蚀C墨水回升时，碳电极反应式为O22H2O4e=4OHD具支试管中溶液pH逐渐减小图624134图62413中，甲烧杯中盛有100 mL 0.50 mo