高考化学-一轮复习-6.3-电解池-金属的电化学腐蚀与防护

第三节电解池金属的电化学腐蚀与防护

一、电解原理及其应用1.电解原理(1)电解池:把电能转变为化学能的装置。

(2)电解池的工作原理(以电解CuCl2溶液为例)2.电解原理的应用(1)电解饱和食盐水(氯碱工业)①设备:电解槽③阳离子交换膜的作用:只允许阳离子(Na+)通过,阻止阴离子(Cl-、OH-)和气体通过。将电解槽隔成阴极室和阳极室,既可以防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸,又能避免Cl2和NaOH作用生成NaClO而影响产品NaOH的质量。(2)电镀铜①实验装置:(4)电解精炼铜①实验装置:【小题自测】1.判断下列叙述是否正确,在题后括号内用“√”或“×”表示。(1)电解精炼铜过程中,阳极质量的减少量与阴极质量的增加量一定相等。

(×)【解析】电解过程中,阳极粗铜上有比铜活泼的金属失电子,错误。(2)电解氯化铜溶液时,若铜电极与电源正极相连,则该电极周围的酚酞溶液变红。

(×)2.关于下列各图的说法,正确的是

(D)A.①装置中阴极处产生的气体能够使湿润淀粉KI试纸变蓝B.②装置中待镀铁制品应与电源正极相连C.③装置中电子由b极流向a极D.④装置中的离子交换膜可以避免生成的Cl2与NaOH溶液反应

二、金属的腐蚀与防护

二、金属的腐蚀与防护

1.金属的腐蚀(1)金属腐蚀的实质:金属原子失去电子被氧化而消耗的过程。

(2)化学腐蚀与电化学腐蚀比较

2.金属的防护(1)在金属表面覆盖保护层。以钢铁的防护为例,根据保护层成分的不同,可分为如下几种:①在钢铁表面涂矿物性油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等物质。②用电镀、热镀、喷镀的方法,在钢铁表面镀上一层不易被腐蚀的金属。③用化学方法使钢铁表面生成一层致密而稳定的氧化膜,如烤蓝。(2)改变金属的内部结构:如制成不锈钢。(3)电化学保护法

【小题自测】1.(2016·重庆巴蜀中学月考)下列关于电化学的实验事实正确的是

(A)【解析】B项,用惰性电极电解CuCl2溶液时,阳极产生氯气,错误;C项,弱酸性环境下钢铁发生吸氧腐蚀,负极是铁失电子,正极吸收O2,错误;D项,在对钢闸门进行保护时应让钢闸门与外加电源的负极相连,且为外加电源的阴极保护法,错误。

考点二考点一考点二考点一考点二考点一考点二考点一考点二考点一考点二考点一典例1

(考点二考点一考点二考点一1.用惰性电极电解饱和硫酸铜溶液,下列说法正确的是

(D)A.一段时间后会析出硫酸铜晶体B.阳极析出红色物质,阴极放出无色气体C.电解过程中溶液pH基本不变D.加入CuO可使溶液恢复为原浓度【解析】电解硫酸铜溶液的实质是电解H2O和CuSO4,无硫酸铜晶体析出,A项错误;B项,阳极OH-放电生成氧气,阴极析出铜,错误;C项,电解过程中阳极生成H+,pH减小,错误。

考点二考点一考点二考点一考点二考点一考点二考点一考点二

电化学计算的基本方法原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算等。常用方法如下:1.根据电子守恒法计算:用于串联电路,根据通过阴阳两极的电量相同进行计算,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,最后根据总反应式列比例式计算。3.根据关系式计算:借得失电子相等关系建立已知量与未知量之间的桥梁,建立计算所需的关系式。

考点二考点一典例2新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入CH4和O2,电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源,进行饱和氯化钠溶液电解实验,如图所示。回答下列问题:(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为

。

(2)闭合K开关后,a、b电极上均有气体产生。其中b电极上得到的是

,电解氯化钠溶液的总反应方程式为

。

(3)若每个电池甲烷通入量为1L(标准状况),且反应完全,则理论上最多能产生的氯气体积为

L(标准状况)。

考点二考点一考点二考点一【规律总结】判断电解质溶液离子浓度的变化(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,溶质离子的浓度增大。

考点二考点一1.(考点二考点一考点二考点一2.如图所示装置中,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:①电源的N端为正极。

考点二考点一④电极c的质量变化是

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g。

⑤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:碱性增大,因为电解NaOH溶液,实际上是电解水,导致溶液中NaOH浓度增大。

乙溶液:酸性增大,因为阳极上OH-放电生成O2,溶液中H+浓度增大。

丙溶液: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)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?能继续进行,因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液,反应变为水的电解反应。

考点二考点一1.(2.(2.(浙江高考)在固态金属氧化物电解池中,高温共电解H2O-CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式,基本原理如图所示。下列说法不正确的是

(D)3.(【解析】本题考查电化学。结合