高中化學(xué)一輪復(fù)習(xí)課件：電解池　金屬的腐蝕與防護(hù)

1、電解池金屬的腐蝕與防護(hù)高考評(píng)價(jià)要求1了解電解池的工作原理，認(rèn)識(shí)電解在實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化和儲(chǔ)存能量中的具體應(yīng)用，能設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的電解池。2了解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的本質(zhì)，知道金屬腐蝕的危害，了解防止金屬腐蝕的措施。能利用電化學(xué)原理解釋金屬腐蝕現(xiàn)象，選擇并設(shè)計(jì)防腐措施?？键c(diǎn)電解原理1電解與電解池2電解池的構(gòu)成及工作原理3電極反應(yīng)式、電解方程式的書(shū)寫(xiě)(1)首先判斷陰、陽(yáng)極，分析陽(yáng)極材料是惰性電極還是活潑電極。(2)再分析電解質(zhì)水溶液的組成，找全離子并分陰離子、陽(yáng)離子兩組(不要忘記水溶液中的H和OH)。(3)然后排出陰、陽(yáng)兩極的放電順序。陰極：AgFe3Cu2H(酸)Fe2Zn2H(水)Al3Mg2NaCa2K。

2、陽(yáng)極：活潑電極S2IBrClOH含氧酸根離子。(4)分析電極反應(yīng)，判斷電極產(chǎn)物，寫(xiě)出電極反應(yīng)式，要注意遵循原子守恒和電荷守恒。(5)最后寫(xiě)出電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式或離子方程式，并注明“電解”條件。4用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的四種類(lèi)型類(lèi)型電極反應(yīng)特點(diǎn)電解質(zhì)溶液pH電解質(zhì)溶液復(fù)原電解水型陰極：H2O電離出的H(堿或鹽溶液中)或酸電離出的H放電生成H2陽(yáng)極：H2O電離出的OH(酸或鹽溶液中)或堿電離出的OH放電生成O2強(qiáng)堿(NaOH)增大加水含氧酸(H2SO4)減小加水活潑金屬的含氧酸鹽(Na2SO4)不變加水類(lèi)型電極反應(yīng)特點(diǎn)電解質(zhì)溶液pH電解質(zhì)溶液復(fù)原電解電解質(zhì)型電解質(zhì)電離出的陰、陽(yáng)離子分別在兩極

3、放電無(wú)氧酸(HCl)增大通入HCl氣體不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽(CuCl2)加氯化銅固體類(lèi)型電極反應(yīng)特點(diǎn)電解質(zhì)溶液pH電解質(zhì)溶液復(fù)原放H2生堿型陰極：H2O放H2生成堿陽(yáng)極：電解質(zhì)陰離子放電活潑金屬的無(wú)氧酸鹽(NaCl)增大通入HCl氣體放O2生酸型陰極：電解質(zhì)陽(yáng)離子放電陽(yáng)極：H2O放O2生成酸不活潑金屬的含氧酸鹽(CuSO4)減小加氧化銅2四個(gè)電解裝置都以Pt為電極，它們分別裝有如下電解質(zhì)溶液，電解一段時(shí)間后，測(cè)定其pH變化，所記錄的結(jié)果正確的是()選項(xiàng)ABCD電解質(zhì)溶液HClAgNO3KOHBaCl2pH變化減小增大增大不變D.每反應(yīng)產(chǎn)生1 mol H2，轉(zhuǎn)移2 mol電子，每反應(yīng)產(chǎn)生1 mo

4、l N2，轉(zhuǎn)移6 mol電子，故陰極產(chǎn)生的H2與陽(yáng)極產(chǎn)生的N2的物質(zhì)的量之比是31，D錯(cuò)誤。題組二電解的相關(guān)計(jì)算4(2022三門(mén)峽高三月考)以鐵為陽(yáng)極、銅為陰極，對(duì)足量的NaOH溶液進(jìn)行電解，一段時(shí)間后得到4 mol Fe(OH)3沉淀，此時(shí)消耗水的物質(zhì)的量共為()A8 molB9 molC6 molD10 mol5以石墨電極電解200 mL CuSO4溶液，電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量n(e)與產(chǎn)生氣體總體積V(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的關(guān)系如圖所示，下列說(shuō)法中正確的是()A電解前CuSO4溶液的物質(zhì)的量濃度為2 molL1B忽略溶液體積變化，電解后所得溶液中c(H)2 molL1C當(dāng)n(e)0.6 mo

5、l時(shí)，V(H2)V(O2)32D向電解后的溶液中加入16 g CuO，則溶液可恢復(fù)到電解前的濃度6(雙選)(2022衡水高三開(kāi)學(xué)考試)銀鋅電池工作時(shí)的總反應(yīng)式為ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag。以該電池為電源，使用惰性電極電解100 mL 1 molL1 NaOH溶液，下列說(shuō)法正確的是()A電池的正極反應(yīng)式為Ag2OH2O2e=2Ag2OHB電池正極生成1.08 g Ag時(shí)，負(fù)極消耗0.65 g ZnC電解池中陽(yáng)極生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下224 mL O2時(shí)，陰極生成0.92 g NaD電解池中陰、陽(yáng)兩極均生成氣體，理論上同溫、同壓下二者的體積比為21電化學(xué)計(jì)算中常用的三種方法(1)根據(jù)總反應(yīng)計(jì)

6、算先寫(xiě)出電極反應(yīng)，再寫(xiě)出總反應(yīng)，最后根據(jù)總反應(yīng)列出比例式計(jì)算。 (2)根據(jù)電子守恒計(jì)算用于串聯(lián)電路中陰陽(yáng)兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類(lèi)型的計(jì)算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等；用于混合溶液中電解的分階段計(jì)算。(3)根據(jù)關(guān)系式計(jì)算根據(jù)得失電子守恒建立起已知量與未知量之間的橋梁，構(gòu)建計(jì)算所需的關(guān)系式。如以電路中通過(guò)4 mol e為橋梁可構(gòu)建以下關(guān)系式：(式中M為金屬，n為其離子的化合價(jià)數(shù)值)該關(guān)系式具有總攬電化學(xué)計(jì)算的作用和價(jià)值，熟記電極反應(yīng)，靈活運(yùn)用關(guān)系式便能快速解答常見(jiàn)的電化學(xué)計(jì)算問(wèn)題?？键c(diǎn)電解原理的應(yīng)用2Cl2e=Cl2氧化2H2O2e=H22OH還原(3)設(shè)備裝置裝置 離子交換膜電解

7、槽 陽(yáng)極 鈦網(wǎng)(涂有鈦、釕等氧化物涂層) 陰極 碳鋼網(wǎng) 陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子通過(guò)，能阻止陰離子和氣體通過(guò)將電解槽隔成陽(yáng)極室和陰極室2.電鍍和電解精煉銅電鍍銅電解精煉銅示意圖電鍍銅電解精煉銅電極材料陽(yáng)極：鍍層金屬銅片陰極：待鍍金屬鐵件陽(yáng)極：_銅(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等雜質(zhì))陰極：純銅電極反應(yīng)陽(yáng)極_Zn2e=Zn2、Fe2e=Fe2、Ni2e=Ni2、_陰極_粗Cu2e=Cu2Cu2e=Cu2Cu22e=Cu電鍍銅電解精煉銅電解質(zhì)溶液的濃度變化CuSO4溶液的濃度_CuSO4溶液的濃度_注：電解精煉銅時(shí)，粗銅中的Ag、Au等不反應(yīng)，沉積在電解池底部形成_不變變小陽(yáng)極泥2Cl2e=Cl

8、22Na2e=2Na2Cl2e=Cl2Mg22e=Mg6O212e=3O24Al312e= 4Al 由于AlCl3為共價(jià)化合物，熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電，所以電解冶煉鋁時(shí)，電解的是熔點(diǎn)很高的氧化鋁，為了降低其熔點(diǎn)，加入了助熔劑冰晶石(Na3AlF6)；而且電解過(guò)程中，陽(yáng)極生成的氧氣與石墨電極反應(yīng)，所以石墨電極需不斷補(bǔ)充。題組一電解原理在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用1. 利用如圖所示裝置，當(dāng)X、Y選用不同材料時(shí)，可將電解原理廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。下列說(shuō)法中正確的是()A氯堿工業(yè)中，X、Y均為石墨，X附近能得到氫氧化鈉B銅的電解精煉中，X是純銅，Y是粗銅，Z是CuSO4C電鍍工業(yè)中，X是待鍍金屬，Y是鍍層金屬D外加電流

9、法中，Y是待保護(hù)金屬考點(diǎn)金屬的腐蝕與防護(hù)1化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的比較類(lèi)型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕概念金屬與其表面接觸的一些物質(zhì)(如O2、Cl2、SO2等)直接反應(yīng)而引起的腐蝕當(dāng)不純的金屬與_接觸時(shí)會(huì)發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕現(xiàn)象_電流產(chǎn)生_電流產(chǎn)生本質(zhì)金屬被_較活潑的金屬被_聯(lián)系二者往往同時(shí)發(fā)生，但_腐蝕更普遍電解質(zhì)溶液無(wú)有微弱氧化氧化電化學(xué)2.析氫腐蝕與吸氧腐蝕的比較以鋼鐵制品在潮濕空氣中的銹蝕為例進(jìn)行分析：類(lèi)型析氫腐蝕吸氧腐蝕條件_環(huán)境鋼鐵表面吸附的水膜酸性很_或呈_，但溶有一定量的氧氣酸性弱中性吸氧腐蝕中鐵銹的形成：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，2Fe

10、(OH)3=Fe2O3xH2O(鐵銹)(3x)H2O。類(lèi)型析氫腐蝕吸氧腐蝕電極反應(yīng)負(fù)極_正極_總反應(yīng)Fe2H=Fe2H22FeO22H2O=2Fe(OH)2聯(lián)系_更普遍Fe2e=Fe22H2e=H2O22H2O4e=4OH吸氧腐蝕3金屬的防護(hù)(1)改變金屬材料的組成，如制成合金等。(2)在金屬表面覆蓋保護(hù)層，如在金屬表面噴涂油漆、礦物性油脂或覆蓋搪瓷、塑料、電鍍、發(fā)藍(lán)或表面鈍化等。(3)電化學(xué)保護(hù)法犧牲陽(yáng)極法_原理a_：比被保護(hù)金屬活潑的金屬；b_：被保護(hù)的金屬設(shè)備。外加電流法_原理a_：被保護(hù)的金屬設(shè)備；b_：惰性電極。原電池負(fù)極正極電解陰極陽(yáng)極題組一電化學(xué)腐蝕的實(shí)驗(yàn)探究1. 將鐵粉和活性炭

11、的混合物用NaCl溶液濕潤(rùn)后，置于如圖所示裝置中，進(jìn)行鐵的電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)。下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法正確的是()A鐵被氧化的電極反應(yīng)式為Fe3e=Fe3B鐵腐蝕過(guò)程中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能C活性炭的存在會(huì)加速鐵的腐蝕D以水代替NaCl溶液，鐵不能發(fā)生吸氧腐蝕2一定條件下，碳鋼腐蝕與溶液pH的關(guān)系如下表：下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A當(dāng)pH4時(shí)，碳鋼主要發(fā)生析氫腐蝕B當(dāng)pH6時(shí)，碳鋼主要發(fā)生吸氧腐蝕C當(dāng)pH14時(shí)，正極反應(yīng)式為O2 4H 4e=2H2OD在煮沸除氧氣后的堿性溶液中，碳鋼腐蝕速率會(huì)減緩題組二金屬的腐蝕與防護(hù)3.炒過(guò)菜的鐵鍋未及時(shí)洗凈(殘液中含NaCl)，不久便會(huì)因被腐蝕而出現(xiàn)紅褐色銹斑。腐蝕原理如

12、圖所示，下列說(shuō)法正確的是()A腐蝕過(guò)程中，負(fù)極是CBFe失去電子經(jīng)電解質(zhì)溶液轉(zhuǎn)移給CC正極的電極反應(yīng)式為4OH4e=2H2OO2DC是正極，O2在C表面上發(fā)生還原反應(yīng)4鋼鐵的防護(hù)有多種方法，下列對(duì)于圖中的方法描述錯(cuò)誤的是()Aa、b以導(dǎo)線連接，輔助電極發(fā)生氧化反應(yīng)Ba、b以導(dǎo)線連接或以電源連接，輔助電極的材料可能都含有ZnCa、b分別連接直流電源，通電后外電路電子被強(qiáng)制從輔助電極流向鋼鐵閘門(mén)Da、b分別連接直流電源的負(fù)極、正極，該方法是犧牲陽(yáng)極法5如圖所示，各燒杯中均盛有海水，鐵在其中被腐蝕的速率由快到慢的順序?yàn)?)A BC D判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律(1)對(duì)同一電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō)，金屬腐蝕速率的快

13、慢：電解原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕化學(xué)腐蝕有防腐措施的腐蝕。(2)對(duì)同一金屬來(lái)說(shuō)，在不同溶液中腐蝕速率的快慢：強(qiáng)電解質(zhì)溶液中弱電解質(zhì)溶液中非電解質(zhì)溶液中。(3)活動(dòng)性不同的兩種金屬，活動(dòng)性差別越大，腐蝕速率越快。(4)對(duì)同一電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō)，一般電解質(zhì)溶液濃度越大，金屬腐蝕速率越快。構(gòu)建 核心價(jià)值1(2021高考全國(guó)乙卷)沿海電廠采用海水為冷卻水，但在排水管中生物的附著和滋生會(huì)阻礙冷卻水排放并降低冷卻效率。為解決這一問(wèn)題，通常在管道口設(shè)置一對(duì)惰性電極(如圖所示)，通入一定的電流。下列敘述錯(cuò)誤的是()A陽(yáng)極發(fā)生將海水中的 Cl氧化生成 Cl2的反應(yīng)B管道中可以生成氧化滅殺附著生物的NaCl

14、OC陰極生成的H2應(yīng)及時(shí)通風(fēng)稀釋安全地排入大氣D陽(yáng)極表面形成的Mg(OH)2等積垢需要定期清理4(2021高考全國(guó)甲卷)乙醛酸是一種重要的化工中間體，可采用如下圖所示的電化學(xué)裝置合成。圖中的雙極膜中間層中的H2O解離為H和 OH，并在直流電場(chǎng)作用下分別向兩極遷移。下列說(shuō)法正確的是()5(2020高考全國(guó)卷)電致變色器件可智能調(diào)控太陽(yáng)光透過(guò)率，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能。下圖是某電致變色器件的示意圖。當(dāng)通電時(shí)，Ag注入無(wú)色WO3薄膜中，生成AgxWO3，器件呈現(xiàn)藍(lán)色，對(duì)于該變化過(guò)程，下列敘述錯(cuò)誤的是()AAg為陽(yáng)極BAg由銀電極向變色層遷移CW元素的化合價(jià)升高D總反應(yīng)為WO3xAg=AgxWO37將金屬M(fèi)連接在鋼鐵設(shè)施表面，可減緩水體中鋼鐵設(shè)施的腐蝕。在如圖所示的情境中