单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,电解池 金属的腐蚀与防护,电解池 金属的腐蚀与防护,组织建设,第,10,讲 电解池 金属的腐蚀与防护,化学,2018,年高考一轮复习,1,组织建设第10讲 电解池 金属的腐蚀与防护化学 20,考试说明,1.,理解电解池的构成、工作原理及应用，,能书写电极反应和总反应方程式。,2.,了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。,考试说明,考点一,电解的原理,1.,电解定义,在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。,2.,能量转化形式,电能转化为化学能。,3.,电解池,(1),构成条件,有与电源相连的两个电极。,电解质溶液,(,或熔融盐,),。,形成闭合回路。,知识梳理,考点一电解的原理知识梳理,(2),电极名称及电极反应式,(,如图,),阳极,氧化,2Cl,2e,=Cl,2,Cu,2+,+,2e,=Cu,阴极,还原,(2)电极名称及电极反应式(如图)阳极氧化2Cl2e=,(3),电子和离子的移动方向,(3)电子和离子的移动方向,4.,阴阳两极上放电顺序,阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程叫放电。离子的放电顺序取决于离子本身的性质即离子得失电子的能力，另外也与离子的浓度及电极材料有关。,(1),阴极：阴极上放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料无关。氧化性强的先放电，放电顺序：,4.阴阳两极上放电顺序,(2),阳极：若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应。,若是惰性电极作阳极，则仅是溶液中的阴离子放电，常见离子的放电顺,序是,(2)阳极：若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧,注意：,一般情况下，离子按上述顺序放电，但如果离子浓度相差十分悬殊，离子浓度大的也可以先放电。如理论上,H,的放电能力大于,Fe,2,、,Zn,2,，但在电解浓度大的硫酸亚铁或硫酸锌溶液中，由于溶液中,c,(Fe,2,),或,c,(Zn,2,),c,(H,),，则先在阴极上放电的是,Fe,2,或,Zn,2,，因此阴极上的主要产物为,Fe,或,Zn,；但在水溶液中，,Al,3,、,Mg,2,、,Na,等是不会在阴极上放电的。,注意：一般情况下，离子按上述顺序放电，但如果离子浓度相差十分,5.,四种基本电解类型,(,用惰性电极电解,),(1),电解水型,4OH,4e,=O,2,2H,2,O,4H,4e,=2H,2,H,2,O,H,2,O,H,2,O,5.四种基本电解类型(用惰性电极电解)4OH4e=,例,1.,电解水型电解一段时间后，其电解质的浓度一定增大吗？举例说明。,不一定，如用惰性电极电解饱和,Na,2,SO,4,溶液，一段时间后会析出,Na,2,SO,4,10H,2,O,晶体，剩余溶液仍为该温度下的饱和溶液，此时浓度保持不变。,例1.电解水型电解一段时间后，其电解质的浓度一定增大吗？举例,(2),电解电解质型,2Cl,2e,=Cl,2,2H,2e,=H,2,2Cl,2e,=Cl,2,Cu,2,2e,=Cu,HCl,CuCl,2,(2)电解电解质型2Cl2e=Cl22H2e,(3),放,H,2,生碱型,2Cl,2e,=Cl,2,2H,2e,=H,2,HCl,(3)放H2生碱型2Cl2e=Cl22H2e,例,2.,要使电解后的,NaCl,溶液复原，滴加盐酸可以吗？为什么？,不可以，因为电解,NaCl,溶液时析出的是等物质的量的,Cl,2,和,H,2,，所以应通入氯化氢气体，加入盐酸会引入过多的水。,例2.要使电解后的NaCl溶液复原，滴加盐酸可以吗？为什么？,(4),放,O,2,生酸型,4OH,4e,=2H,2,O,O,2,2Cu,2,4e,=2Cu,CuO,CuCO,3,(4)放O2生酸型4OH4e=2H2OO22C,例,3,.,要使电解后的,CuSO,4,溶液复原，加入,Cu(OH),2,固体可以吗？为什么？加入,CuCO,3,为什么也可复原？,不可以,；,因为电解,CuSO,4,溶液时，尽管,Cu,2,和,OH,分别放电，按照电极反应式,Cu,2,2e,=Cu,、,4OH,4e,=2H,2,O,O,2,，氢元素变成,H,2,O,仍然留在溶液中，只有,Cu,析出和,O,2,逸出，且物质的量之比为,2,1,，所以要让溶液复原，需要加,CuO,，而不能加,Cu(OH),2,。加入,CuCO,3,时，,CO,2,变为气体逸出，相当于加的是,CuO,。,例3.要使电解后的CuSO4溶液复原，加入Cu(OH)2固,例,3,.,若用惰性电极电解,CuSO,4,溶液一段时间后，需加入,98 g Cu(OH),2,固体，才能使电解质溶液复原，则这段时间，整个电路中转移的电子数为多少？,4,N,A,方法一：,98 g Cu(OH),2,的物质的量为,1 mol,，相当于电解了,1 mol,的,CuSO,4,后，又电解了,1 mol,的水，所以转移的电子数为,2,N,A,2,N,A,4,N,A,。,方法二：可以认为整个电路中转移的电子数与,Cu(OH),2,的,O,2,失电子数相等，共,4,N,A,。,例3.若用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，需加入98,例,4.,通过以上分析，电解质溶液复原应遵循什么原则？,电解质溶液的复原应遵循,“,从溶液中析出什么补什么,”,的原则，即从溶液中析出哪种元素的原子，则应按比例补入哪些原子。,例4.通过以上分析，电解质溶液复原应遵循什么原则？电解质溶液,例,5.,根据金属活动顺序表，,Cu,和稀,H,2,SO,4,不反应，怎样根据电化学的原理实现,Cu,和稀,H,2,SO,4,反应产生,H,2,？,Cu,作阳极，,C,作阴极，稀,H,2,SO,4,作电解质溶液，通入直流电就可以实现该反应。电解反应式为阳极：,Cu,2e,=Cu,2,，阴极：,2H,2e,=H,2,。总反应式：,Cu,2H,Cu,2,H,2,。,例5.根据金属活动顺序表，Cu和稀H2SO4不反应，怎样根据,6.,做到,“,三看,”,，正确书写电极反应式,(1),一看电极材料，若是金属,(Au,、,Pt,除外,),作阳极，金属一定被电解,(,注：,Fe,生成,Fe,2,),。,(2),二看介质，介质是否参与电极反应。,(3),三看是否有特殊信息,。,6.做到“三看”，正确书写电极反应式,7.,电化学综合计算的三种常用方法,(1),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出比例式计算。,(2),根据电子守恒计算,用于串联电路中阴阳两极产物、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。,用于混合溶液中电解的分阶段计算。,7.电化学综合计算的三种常用方法,(3),根据关系式计算,根据得失电子守恒定律建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。,如以通过,4 mol e,为桥梁可构建如下关系式：,(,式中,M,为金属，,n,为其离子的化合价数值,),该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。,提示,在电化学计算中，还常利用,Q,I,t,和,Q,n,(e,),N,A,1.60,10,19,C,来计算电路中通过的电量。,(3)根据关系式计算(式中M为金属，n为其离子的化合价数值),考点二电解原理在工业生产中的应用,1.,氯碱工业,(1),电极反应,阳极反应式：,(,反应,),阴极反应式：,(,反应,),(2),总反应方程式,2Cl,2e,=Cl,2,氧化,2H,2e,=H,2,还原,考点二电解原理在工业生产中的应用2Cl2e=Cl,(3),氯碱工业生产流程图,(3)氯碱工业生产流程图,2.,电镀,下图为金属表面镀银的工作示意图，据此回答下列问题：,(1),镀件作,极，镀层金属银作,极。,(2),电解质溶液是,。,阳,AgNO,3,溶液等含镀层金属阳离子的盐溶液,阴,2.电镀(1)镀件作 极，镀层金属银作 极,(3),电极反应：,阳极：,；,阴极：,。,(4),特点：,极溶解，,极沉积，电镀液的浓度,。,Ag,e,=Ag,Ag,e,=Ag,阳,阴,不变,(3)电极反应：Age=AgAge=Ag,3.,电解精炼铜,(1),电极材料：阳极为,；阴极为,。,(2),电解质溶液：含,Cu,2,的盐溶液。,(3),电极反应：,阳极：,、,、,、,；,阴极：,。,粗铜,纯铜,Zn,2e,=Zn,2,Fe,2e,=Fe,2,Ni,2e,=Ni,2,Cu,2e,=Cu,2,Cu,2,2e,=Cu,3.电解精炼铜粗铜纯铜Zn2e=Zn2Fe2e,4.,电冶金,利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属,Na,、,Ca,、,Mg,、,Al,等。,(1),冶炼钠,电极反应：,阳极：,；阴极：,。,2Cl,2e,=Cl,2,2Na,2e,=2Na,4.电冶金电极反应：2Cl2e=Cl22Na,(2),冶炼铝,电极反应：,阳极：,；,阴极：,。,6O,2,12e,=3O,2,4Al,3,12e,=4Al,(2)冶炼铝电极反应：6O212e=3O24Al,例,1.,正误判断，正确的打,“”,，错误的打,“”,(1),电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中,c,(Cu,2,),均保持不变,(,),(2),电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料,(,),(3),电解冶炼镁、铝通常电解,MgCl,2,和,Al,2,O,3,，也可以电解,MgO,和,AlCl,3,(,),(4),电解精炼时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料,(,),(5),用,Zn,作阳极，,Fe,作阴极，,ZnCl,2,作电解质溶液，由于放电顺序,H,Zn,2,，不可能在铁上镀锌,(,),例1.正误判断，正确的打“”，错误的打“”,5.,隔膜在电化学中的功能,(1),常见的隔膜,隔膜又叫离子交换膜，由高分子特殊材料制成。离子交换膜分三类：,阳离子交换膜，简称阳膜，只允许阳离子通过，即允许,H,和其他阳离子通过，不允许阴离子通过。,阴离子交换膜，简称阴膜，只允许阴离子通过，不允许阳离子通过。,质子交换膜，只允许,H,通过，不允许其他阳离子和阴离子通过。,(2),隔膜的作用,能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。,能选择性的通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。,5.隔膜在电化学中的功能,例题,.,2014,新课标全国卷,，,27(4),H,3,PO,2,也可用电渗析法制备。,“,四室电渗析法,”,工作原理如图所示,(,阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过,),：,解这类问题可以分三步：第一步，分清隔膜类型。即交换膜属于阳膜、阴膜或质子膜中的哪一种，判断允许哪种离子通过隔膜。第二步，写出电极反应式，判断交换膜两侧离子变化，推断电荷变化，根据电荷平衡判断离子迁移方向。第三步，分析隔膜作用。在产品制备中，隔膜作用主要是提高产品纯度，避免产物之间发生反应，或避免产物因发生反应而造成危险。,例题.2014新课标全国卷，27(4)H3PO2也可,考点三金属的腐蚀与防护,1.,金属腐蚀的本质,金属原子,变为,，金属发生,。,失去电子,金属阳离子,氧化反应,考点三金属的腐蚀与防护失去电子金属阳离子氧化反应,2.,金属腐蚀的类型,(1),化学腐蚀与电化学腐蚀,非金属单质直接,电解质溶液,无,有微弱,氧化,氧化,电化学,2.金属腐蚀的类型非金属单质直接电解质溶液无有微弱氧化氧化电,(2),析氢腐蚀与吸氧腐蚀,以钢铁的腐蚀为例进行分析：,水膜酸性较强,(pH,4.3),水膜酸性很弱或呈中性,Fe,2e,=Fe,2,2H,2e,=H,2,O,2,2H,2,O,4e,=4OH