高考复习-电解池金属的电化学腐蚀与防护

1、 电化学基础电化学基础 电解池电解池 金属的电化学腐蚀与防护金属的电化学腐蚀与防护一、电解原理一、电解原理1电解电解使电流通过电解质溶液使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质或熔融的电解质)而在而在_引起引起_的过程的过程阴、阳两极阴、阳两极氧化还原反应氧化还原反应2电解池电解池(也叫电解槽也叫电解槽)把把 转变为转变为 的装置的装置电能电能化学能化学能3电解池的工作原理电解池的工作原理以电解以电解CuCl2溶液为例溶液为例电极名称电极名称阴极阴极阳极阳极电极反应电极反应反应类型反应类型电子流向电子流向电子从电源电子从电源 沿导线流入电解池的沿导线流入电解池的 极，极，经过阴、阳离子定向移动形成

2、的内电路，再从经过阴、阳离子定向移动形成的内电路，再从电解池的电解池的 流出，并沿导线流回电源的流出，并沿导线流回电源的_Cu22e = = Cu还原反应还原反应负极负极阴阴阳极阳极正极正极2Cl2e = = Cl2氧化反应氧化反应1电解池电极的判断电解池电极的判断二、电解池的几个重点内容二、电解池的几个重点内容2电解时电极产物的判断电解时电极产物的判断(1)阳极产物的判断阳极产物的判断首先看电极材料首先看电极材料，如果是，如果是活性电极活性电极(金属活动性顺序表金属活动性顺序表Ag以以前前)，则，则电极材料失电子电极材料失电子，电极被溶解，溶液中的阴离子，电极被溶解，溶液中的阴离子不能不能失

3、电子；如是失电子；如是惰性电极惰性电极(Pt、Au、石墨、石墨)，则要看溶液中阴离，则要看溶液中阴离子的失电子能力此时根据子的失电子能力此时根据阴离子放电阴离子放电顺序加以判断，阴离顺序加以判断，阴离子放电顺序：子放电顺序：S2IBrClOH含氧酸根含氧酸根F.(2)阴极产物的判断阴极产物的判断直接根据阳离子放电顺序进行判断，直接根据阳离子放电顺序进行判断，阳离子放电阳离子放电顺序与金属顺序与金属活动性顺序相反，其中：活动性顺序相反，其中：AgFe3Cu2H(酸酸)Fe2Zn2Al3Mg2Na.练习：练习：三维三维P99 命题点命题点1 典例典例1类型类型电极反应特点电极反应特点电解质类电解质

4、类型及实例型及实例电解电解的的对象对象电解质电解质浓度的浓度的变化变化溶液溶液pH变化变化恢复原恢复原浓度的浓度的方法方法电电解解水水型型强碱强碱(NaOH)含氧酸含氧酸(H2SO4)活泼金属活泼金属含氧酸盐含氧酸盐(Na2SO4)电解电解电解电解质型质型无氧酸无氧酸(HCl)不活泼金不活泼金属无氧酸属无氧酸盐盐(CuCl2)1以惰性电极电解电解质溶液的类型以惰性电极电解电解质溶液的类型三、电解规律及电解化学方程式的书写三、电解规律及电解化学方程式的书写水电离出的水电离出的H、OH放电放电阴极：阴极：2H2e= =H2阳极：阳极：4OH4e= = 2H2OO2水水增大增大升高升高降低降低不变不

5、变加水加水电解质电离出的电解质电离出的阴阴离子离子在在阳极阳极上失电上失电子，子，阳离子阳离子在在阴极阴极上得电子上得电子电电解解质质减小减小升高升高 加电加电解质解质本身本身类型类型电极反应特点电极反应特点电解质类电解质类型及实例型及实例电解电解的的对象对象电解质浓电解质浓度的变化度的变化溶液溶液pH变化变化恢复原恢复原浓度的浓度的方法方法放放H2生碱生碱型型活泼金属活泼金属的无氧酸的无氧酸盐盐(NaCl、MgCl2)放放O2生酸生酸型型不活泼金不活泼金属含氧酸属含氧酸盐盐(CuSO4、AgNO3)阴极：阴极：水电离出的水电离出的H放电放电2H2e = = H2阳极：阳极：电解质电离出电解质

6、电离出的的阴阴离子放电离子放电电解电解质和质和水水生成新电生成新电解质，原解质，原电解质浓电解质浓度减小度减小升高升高加对加对应的应的无氧无氧酸酸阴极阴极：电解质电离出：电解质电离出的的阳阳离子放电离子放电阳极阳极：水电离出的：水电离出的OH放电放电4OH4e = = 2H2OO2电解电解质和质和水水生成新电生成新电解质，原解质，原电解质浓电解质浓度减小度减小降低降低加对加对应的应的氧化氧化物物练习：练习：三维三维P99 命题点命题点2 典例典例1、2四、电解原理的应用四、电解原理的应用1氯碱工业氯碱工业(1)概念：用电解饱和概念：用电解饱和NaCl溶液的方法来制取溶液的方法来制取 、H2和和

7、 ，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业，称为氯碱工业称为氯碱工业Cl2NaOH2电镀电镀电镀时，用电镀时，用 作阳极，作阳极， 作阴极，用含作阴极，用含 的溶液作电解质溶液的溶液作电解质溶液镀层金属镀层金属待镀金属待镀金属镀层金属离子镀层金属离子理论上讲，电镀时，电解质溶液的成分及浓度是不变的理论上讲，电镀时，电解质溶液的成分及浓度是不变的问题：问题：电镀时，电解质溶液中的成分及其浓度改变吗？电镀时，电解质溶液中的成分及其浓度改变吗？3铜的精炼铜的精炼(粗铜中通常含有粗铜中通常含有Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质等杂质)电极电极名称名称电极电极材料

8、材料电极反应电极反应电解质电解质溶液溶液阳极阳极Zn2e=Zn2，Fe2e=Fe2，Ni2e=Ni2，阴极阴极Cu2e=Cu2Cu22e=Cu粗铜中比较活泼的金属杂质形成阳离子进入溶液，金粗铜中比较活泼的金属杂质形成阳离子进入溶液，金属活动性弱于铜的金属属活动性弱于铜的金属(Ag和和Au)沉淀在电解槽底部，沉淀在电解槽底部，形成形成 阳极泥阳极泥粗铜粗铜纯铜纯铜CuSO4溶液溶液2电解精炼铜时，阳极减少的质量与阴极增加电解精炼铜时，阳极减少的质量与阴极增加的质量相等吗？的质量相等吗？提示：提示：不相等电解精炼铜时，粗铜作阳极，不相等电解精炼铜时，粗铜作阳极，在在Cu失电子的同时，粗铜中活泼金属

9、也能失电失电子的同时，粗铜中活泼金属也能失电子进入溶液，不活泼金属沉淀在电解槽底部形子进入溶液，不活泼金属沉淀在电解槽底部形成阳极泥，而在阴极上成阳极泥，而在阴极上Cu22e = = Cu，虽，虽然两极得失电子数相等，但阳极减少的质量大然两极得失电子数相等，但阳极减少的质量大于阴极增加的质量于阴极增加的质量问题问题4电冶金电冶金金属冶炼：金属冶炼：Mnne = M.(1)电解熔融的氯化钠冶炼金属钠：电解熔融的氯化钠冶炼金属钠：阳极反应：阳极反应： .阴极反应：阴极反应： .总反应：总反应： .2Cl2e = = Cl22Na2e = = 2Na(2)电解熔融的氯化镁冶炼金属镁：电解熔融的氯化镁

10、冶炼金属镁：阳极反应：阳极反应： .阴极反应：阴极反应： .总反应：总反应： .2Cl2e = = Cl2Mg22e = = Mg(3)电解熔融的氧化铝冶炼金属铝：电解熔融的氧化铝冶炼金属铝：阳极反应：阳极反应：.阴极反应：阴极反应：.总反应：总反应： .6O212e = = 3O24Al312e = = 4Al练习：练习：三维三维P101 考点达标考点达标 1原电池原电池电解池电解池电镀池电镀池定义定义将将化学能化学能转变转变成成电能电能的装置的装置将将电能电能转变转变成成化学能化学能的的装置装置应用电解原理在某些金应用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属表面镀上一层其他金属的装置属的装置

11、装置装置举例举例五、原电池、电解池与电镀池的比较五、原电池、电解池与电镀池的比较原电池原电池电解池电解池电镀池电镀池形形成成条条件件电电极极名名称称五、原电池、电解池与电镀池的比较五、原电池、电解池与电镀池的比较负极负极：较活泼金属等：较活泼金属等正极正极：较不活泼金属：较不活泼金属(或能导电的非金属或能导电的非金属)活动性不同活动性不同的两的两电极电极(连接连接) 电解质电解质溶液溶液(电极电极插入其中，并与电插入其中，并与电极发生极发生自发反应自发反应) 形成闭合电路形成闭合电路两电极两电极接接直流电源直流电源两电极插两电极插入入电解质电解质溶溶液液形成闭合形成闭合电路电路镀层金属镀层金属

12、接电源接电源正正极，极，待镀金属待镀金属接接电源电源负负极极电镀液必须电镀液必须含有含有镀层金属的离子镀层金属的离子(电电镀过程浓度镀过程浓度不变不变)阳极阳极：与电：与电源正极相连源正极相连的极的极阴极阴极：与电：与电源负极相连源负极相连的极的极名称同电解池，但名称同电解池，但有限制条件有限制条件阳极阳极：必须是镀层：必须是镀层金属金属阴极阴极：镀件：镀件五、原电池、电解池与电镀池的比较五、原电池、电解池与电镀池的比较 1.有关右图所示装置的叙述正确的有关右图所示装置的叙述正确的是是 ()A假设假设X为盐桥，该装置为原为盐桥，该装置为原 电池电池B假设假设X为盐桥，该装置为电为盐桥，该装置为

13、电 解池解池C假设假设X为铜片，该装置为原电池为铜片，该装置为原电池D假设假设X为铜片，该装置为电解池为铜片，该装置为电解池练习练习A2(2011北京海淀期中北京海淀期中)下列关于电解的说法中，正确的下列关于电解的说法中，正确的是是 ()A电解池是把化学能转变为电能的装置电解池是把化学能转变为电能的装置B电解精炼铜时，粗铜板做阴极电解精炼铜时，粗铜板做阴极C电镀时，通常把待镀的金属制品做阴极电镀时，通常把待镀的金属制品做阴极D工业电解饱和食盐水用于生产金属钠和氯气工业电解饱和食盐水用于生产金属钠和氯气练习练习C金属的腐蚀金属的腐蚀A化学腐蚀与电化学腐蚀化学腐蚀与电化学腐蚀化学腐蚀化学腐蚀电化学

14、腐蚀电化学腐蚀(主要主要)定义定义条件条件金属与接触到的干金属与接触到的干燥气体燥气体(如如O2、Cl2、SO2等等)或非电解质或非电解质液体液体(如石油如石油)等直等直接发生化学反应引接发生化学反应引起的腐蚀起的腐蚀金属与物质金属与物质直接直接接触接触不纯金属不纯金属(或合金或合金)接触到电接触到电解质溶液所发生的解质溶液所发生的原电池原电池反反应，较应，较活泼金属失去电子活泼金属失去电子被被氧化而引起的腐蚀氧化而引起的腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀(主要主要)析氢腐蚀析氢腐蚀水膜中溶有水膜中溶有O2，显显弱酸性或中性弱酸性或中性水膜水膜酸性酸性较强较强金属被氧化而金属被氧化而腐蚀腐蚀较活泼金属较活泼

15、金属被氧化而腐被氧化而腐蚀蚀无无电流产生电流产生有有微弱电流产生微弱电流产生2Fe3Cl2 = = 2 2FeCl3Fe2e = = Fe22H2OO24e= = 4OH2H2e=H2B金属腐蚀快慢的影响因素金属腐蚀快慢的影响因素不纯的金属或合金，在潮湿的空气中形成原电池发生不纯的金属或合金，在潮湿的空气中形成原电池发生电化学腐蚀，活泼金属因被腐蚀而损耗金属腐蚀的电化学腐蚀，活泼金属因被腐蚀而损耗金属腐蚀的快慢与下列两种因素有关：快慢与下列两种因素有关：(1)与构成原电池的材料有关，两极材料的活泼性相差越与构成原电池的材料有关，两极材料的活泼性相差越大，氧化还原反应的速率越快，金属被腐蚀的速率

16、就大，氧化还原反应的速率越快，金属被腐蚀的速率就越快越快(2)与金属所接触的电解质强弱有关，活泼金属在电解质溶与金属所接触的电解质强弱有关，活泼金属在电解质溶液中的腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀，在强电解液中的腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀，在强电解质溶液中的腐蚀快于在弱电解质溶液中的腐蚀质溶液中的腐蚀快于在弱电解质溶液中的腐蚀一般说来可用下列原则判断：一般说来可用下列原则判断：电解原理引起的腐蚀电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐化学腐蚀蚀有防腐蚀措施的腐蚀有防腐蚀措施的腐蚀例例1如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为由快到慢的顺序为 ()ABC DC 金属的腐蚀快慢顺序为：电解池的阳极原电池的金属的腐蚀快慢顺序为：电解池的阳极原电池的负极化学腐蚀原电池的正极电解池的阴极负极化学腐蚀原电池的正极电解池的阴极二、金属的防护二、金属的防护1改变金属内部组织结构改变金属内部组织结构如制成如制成