2013届高考化学大一轮复习讲义(新人教版)：第六章 第3讲 电解池金属的电化学腐蚀与防护
高考化学一轮复习 第6单元 化学反应与能量 6.3 电解池 金属的电化学腐蚀与防护课件 新人教版
与 成氧气气体,电乙极的反体应积式比为约4O为H1-∶-4e2-,=以=下2H说2O法+O中2↑正,阴确极的生是成(氢气) ,电极反应式
为2H++2e-==H2↑,气体体积比为1∶2,所以判断a电极是阳极,b电极是阴
极,在阳极室得到硫酸,在阴极室得到氢氧化钠,则c为阴离子交换膜,d为阳
离子交换膜。进一步分析可知a电极为阳极,与电源正极相连,A项错误;阳
解析 答案
-23-
考点一
考点二
考点三
基础梳理 考点突破
例4(2018全国Ⅰ)最近我国科学家设计了一种CO2+H2S协同转化 装置,实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如下所示,其 中电极分别为ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯,石墨烯
第3节 电解池 金属的电化学腐蚀与防护
-2-
考纲要求: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、金属腐蚀的危害以及防止金 属腐蚀的措施。
考点一
考点二
考点三
1.电解
电解原理
-3基础梳理 考点突破
2.电解池 (1)定义:电解池是把电能转变为化学能的装置。 (2)电解池的构成条件: ①有外接直流电源; ②有与电源相连的两个电极; ③形成闭合回路; ④电解质溶液或熔融电解质。
-21-
考点一
考点二
考点三
基础梳理 考点突破
电解原理应用的四点注意事项
1.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,这样既能防止H2与Cl2混 合发生爆炸,又能避免Cl2与NaOH溶液作用生成NaClO影响烧碱的 质量。
(2011--2012年高考第一轮复习)第六章第三节 电解池 金属的电化学腐蚀与防护
总反应的化学方程式
电解
2H2O
电解
2H2 ↑ + O2 ↑
2H++ 2e- → H2 2Cl- → Cl2↑ + 2e-
2HCl
H2↑+Cl2 ↑
电解
硫酸铜 溶液
阴极
Cu2++ 2e- → 2Cu
2CuSO4+ 2H2O
阳极 4OH- → 4e-＋2H2O+O2 ↑
2Cu +O2 ↑+ 2H2SO4
（2011--2012年高考第一轮复习）
第二课时
电解原理的应用——电解食盐水
工业电解饱和食盐水的设备
学习目标
1.知识与技能目标： 应用电解原理分析食盐水的电解，了解较复杂体系中 所发生的反应以及电解的实用价值。 2.过程与方法目标： 通过活动探究，提高学生的实验能力和分析能力。 3.情感态度与价值观目标 通过本节课内容的学习，使学生再次从能量的角度理 解化学科学的重要性。
2、在电解饱和食盐水的过程中，如果转移0.02mol的电子， 则阴、阳极产生的气体和烧碱的物质的量分别为多少？ 阳极：2Cl- - 2e- →Cl2
0.02mol 0.01mol
阴极: 2H ++ 2e- → H2
0.02mol 0.01mol
电解反应的化学方程式：
2NaCl+2H2O
电解
2NaOH+H2 ↑ + Cl2 ↑
a
阳极
b
阴极
Na+
ClNa+
阳极：2Cl--2e-
→Cl2
ClNa+
Cl-
第六章第三节电解池金属的腐蚀与防护考点电解原理的应用-课件新高考化学一轮复习
B．电解过程中废水的 pH 不发生变化
C．电解过程中有 Fe(OH)3 沉淀生成 D．电路中每转移 12 mol 电子，最多有 1 mol Cr2O27－被还原
解析：铁作阳极，反应为 Fe－2e－===Fe2＋，Fe2＋还原 Cr2O27－，反应过程 中阴极为 H＋放电同时 Fe2＋还原 Cr2O27－也消耗 H＋，c(H＋)变小，pH 变大， B 项错误。 答案：B
金属 Na、Ca、Mg、Al 等。
总方程式
阳极、阴极反应式
冶炼 钠
2NaCl(熔融)=电==解==2Na＋Cl2↑
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2Na＋＋2e－===2Na
冶炼 镁
MgCl2(熔融)=电==解==Mg＋Cl2↑
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：Mg2＋＋2e－===Mg
6．[双选]实验室以某燃料电池为电源模拟工业上用电解法治理亚硝酸盐对水体的
污染的装置如图所示，电解过程中 Fe 电极附近有 N2 产生。下列说法不正确的
是
()
A．电解过程中，装置甲中 Fe 电极附近溶液颜色变化为无色→黄色→浅绿色 B．b 电极的电极反应式：2NO3－＋10e－＋12H＋===N2↑＋6H2O C．装置乙的中间室中的 Na＋移向右室，Cl－移向左室 D．1 mol 甲醇参加反应时，整个装置能产生 0.6 mol N2
题点(二) 电解原理在治理废水方面的应用
4．用电解法处理酸性含铬废水(主要含有 Cr2O27－)时，以铁板作阴、阳极，处
理过程中发生反应：Cr2O27－＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，最后
Cr3＋以 Cr(OH)3 形式除去。下列说法中错误的是
届高三化学一轮复习课件6.3电解池(人教版)
二、电解原理的应用： 1．氯碱工业： (1)氯碱工业用石墨和铁作电极时，石墨应作阳 极，铁作阴极； 若食盐水中滴有酚酞，通电后 阴 极附近溶液变红色。 (2)电极反应：阳极：2Cl －2e ===Cl2↑； 阴极：2H ＋2e ===H2↑； (3)总反应方程式： 电解 2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
－
2．电解化学方程式的书写 (1)必须在长等号上标明通电或电解。 (2) 只是电解质被电解，电解化学方程式中只写电解质及电解产 电解 物。如电解 CuCl2 溶液：CuCl2=====Cu＋Cl2↑。 (3)只有水被电解，只写水及电解产物即可。如： 电解稀硫酸、电解 NaOH 溶液、电解 Na2SO4 溶液时，化学方程 电解 式可以写为：2H2O=====2H2↑＋O2↑。 (4)电解质、水同时被电解，则都要写进方程式。如电解饱和食盐 电解 水：2NaCl＋2H2O=====H2↑＋Cl2↑＋2NaOH。
HCl
电解质
减小
增大 略增 长
通氯
化氢 加氯 化铜
质型
CuCl2
电解质
减小
放H2 生碱 型
H2生碱
阳极：电解质 阴离子放电
NaCl
电解质
和水
生成 新电 解质 增大
通氯
化氢
放O2 生酸 型
阴极：电解质 阳离子放电 CuSO4 电解质
生成 新电 解质
减小
加氧
阳极：H2O生
酸
和水
化铜
【特别提醒】
－
(1)若阴极为 H 放电，则阴极区 c(OH )增大；若
－ ＋
阴极：Cu2 ＋2e ===Cu。
＋ －
3．粗铜的电解精炼： 粗铜应作 阳 极， 精铜 作阴极，若电路中通过 2NA 个电子时， 阳极质量减轻 不等于 (填“等于”、“不等于”)64 g(Cu 的摩尔质 量按 64 g· mol
高考化学一轮复习第6章化学反应与能量第23讲电解池金属的腐蚀与防护课件新人教版
题目 1 2 3 4 5 6 7 8
(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：
4
4e－～2Cl2(Br2、I2)～O2～2H2～2Cu～4Ag～nM
返回
题目 1 2 3 4 5 6 7 8
解析： 根据 2CuSO4＋2H2O
2Cu＋2H2SO4＋O2↑，
得：n(H＋)＝2n(H2SO4)＝2n(Cu)＝2×640g.0·6m4ogl－1＝0.002 mol，
c(H＋)＝0.000.52 Lmol＝4×10－3 mol·L－1。 答案： A
返回
题目 1 2 3 4 5 6 7 8
8．500 mL KNO3 和 Cu(NO3)2 的混合溶液中 c(NO3－)＝0.6 mol·L－1，用 石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到 2.24 L 气 体(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为 500 mL，下列说法正确的
是( A )
返回
题目 1 2 3 4 5 6 7 8
6．锰、硫、氮的化合物在人类生产、生活中有重要作用。 (1)MnO2 可作超级电容器材料。用惰性电极电解 MnSO4 溶液可制得 MnO2，其阳极的电极反应式是___________________。 MnO2 是碱性锌锰电池的正极材料，已知碱性锌锰电池的总反应为 Zn ＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2，碱性锌锰电池放电时，正 极的电极反应式是________________。
2Al＋2H2O＋2OH－ 2AlO－ 2 ＋3H2↑
题目 1 2 3 4 5 6 7 8
4．某水溶液中含有等物质的量浓度的 Cu(NO3)2 和 NaCl，以惰性电极 对该溶液进行电解，分阶段写出电解反应的化学方程式。 解析： 第一阶段 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu 第二阶段 阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu 阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O 第三阶段 阴极：4H＋＋4e－===2H2↑ 阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O 将电极反应式合并可得电解反应的化学方程式。
高考化学一轮复习 电解池 新人教版
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基础基础知自识主梳梳理理
典例解析方法
考点能力突破
一、电解原理
1.电解原理 使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质),而在阴、阳两极引起氧化还 原反应的过程。该过程把电能转化为化学能。 2.电解池的组成和工作原理(电解 CuCl2 溶液)
电解池的形成条件是什么? 提示:①直流电源;②与直流电源相连的两个电极;③电解质溶液(或熔 融的电解质);④形成闭合回路。
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基础知识梳理
典考例点解研析析突方破法
考点能力突破
答案:(1)①2H++2e- H2↑ 放出气体,溶液变红 ②2Cl--2e- Cl2↑ 把 湿润的碘化钾淀粉试纸放在 Y 电极附近观察试纸是否变蓝色 (2)①纯铜 Cu2++2e- Cu ②粗铜 Cu-2e- Cu2+ 感悟提升:在分析解答电解类题目时,要特别注重把握以下几点:①分析电极 活泼性;②分析放电离子;③分析电极得失电子;④分析电极反应。
考点能力突破
①写出阳极的电极反应式：____________________________。
②分析产品室可得到H3PO2的原因：_________________________________。 ③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2：将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代 替，并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有
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基基础础知自识主梳梳理理
典例解析方法
考点能力突破
3.电解冶炼钠 (1)电极反应:阳极:2Cl--2e- Cl2↑ 阴极:2Na++2e- 2Na。 (2)总反应方程式:2NaCl(熔融) 2Na+Cl2↑。 (3)应用:冶炼钠、钙、镁、铝等活泼金属。
高三化学人教版复习讲义第6章 第3节 电解池 金属的腐蚀与防护
第三节电解池金属的腐蚀与防护1．电解在电流作用下，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。
提醒：电解与电离的区别(1)电解需通电才能进行而电离不需通电就能进行；(2)电解是化学过程；而电离是在水中或熔融状态下断键离解为离子，属于物理过程。
2．电解池及其工作原理(1)概念：电解池是把电能转化为化学能的装置。
(2)构成条件①有与外接直流电源相连的两个电极。
②电解质溶液(或熔融电解质)。
③形成闭合回路。
(3)电解池工作原理(以电解CuCl2溶液为例)(4)电解池中电子和离子的移动①电子：从电源负极流出后，流向电解池阴极；从电解池的阳极流向电源的正极。
电子不能通过电解质溶液。
②离子：阳离子移向电解池的阴极，阴离子移向电解池的阳极。
③电流：从电源的正极流出，流入阳极，再通过电解质溶液流入阴极，最后流向负极。
(5)两极放电(氧化或还原)顺序①阴极：阳离子放电顺序：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋。
②阳极：金属(Au、Pt除外)电极>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子。
提醒：(1)阳极材料若为金属电极(Au、Pt除外)，电极金属失电子发生氧化反应，而介质中的阴离子不反应；(2)阴极材料若为金属电极，只是增强导电性但不参与反应。
[深度归纳]阴、阳极的判断方法(1)根据外接电源：正极连阳极，负极连阴极。
(2)根据电流方向：从阴极流出，从阳极流入。
(3)根据电子流向：从阳极流出，从阴极流入。
(4)根据离子流向：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。
(5)根据电极产物：a.阳极：电极溶解、逸出O2(或极区变酸性)或Cl2；b.阴极：析出金属、逸出H2(或极区变碱性)。
(6)根据反应类型：阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。
高考化学第6章(化学反应与能量)第3节电解池金属的电化学腐蚀与防护考点(2)电解原理的应用多池组合装置
第六章 化学反应与能量李仕才第三节电解池 金属的电化学腐蚀与防护考点二 电解原理的应用 多池组合装置1．电解饱和食盐水 (1)电极反应阳极：2Cl －－2e －===Cl 2↑(反应类型：氧化反应)， 阴极：2H ＋＋2e －===H 2↑(反应类型：还原反应)。
(2)总反应方程式：2NaCl ＋2H 2O=====电解2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑。
离子方程式：2Cl －＋2H 2O=====电解2OH －＋H 2↑＋Cl 2↑。
(3)应用：氯碱工业制烧碱、氢气和氯气阳极：钛网(涂有钛、钌等氧化物涂层)。
阴极：碳钢网。
阳离子交换膜：①只允许阳离子通过，能阻止阴离子和气体通过。
②将电解槽隔成阳极室和阴极室。
2．电解精炼铜3．电镀铜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。
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)1．用铜作阳极、石墨作阴极电解CuCl 2溶液时，阳极电极反应式为2Cl －－2e －===Cl 2↑。
( × )2．电解MgCl 2溶液所发生反应的离子方程式为：2Cl －＋2H 2O=====电解Cl 2↑＋H 2↑＋2OH －。
( × )3．氯碱工业用阳离子交换膜把阴极室和阳极室分开。
( √ )4．Cu ＋H 2SO 4===CuSO 4＋H 2↑可以设计成电解池，但不能设计成原电池。
( √ ) 5．粗铜电解精炼时，若电路中通过2 mol e －，阳极减少64 g 。
( × ) 6．电解冶炼镁、铝可电解熔融的MgO 和AlCl 3。
( × )1．粗铜中含有的相对活泼的物质也会失去电子，不活泼的金、铂形成阳极泥，而溶液中只有Cu 2＋得到电子生成Cu ，故c(Cu 2＋)将减小，并且阴极增重质量，不等于阳极减小的质量。
2．电镀时，阳极(镀层金属)失去电子的数目跟阴极镀层金属离子得到电子的数目相等，因此电镀液的浓度保持不变。
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第3讲电解池金属的电化学腐蚀与防护[考纲解读] 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。
考点一电解的原理1．电解定义在________作用下，电解质在两个电极上分别发生______和__________的过程。
2．能量转化形式________转化为________。
3．电解池(1)构成条件①有与________相连的两个电极。
②__________(或__________)。
③形成____________。
(2)电极名称及电极反应(如图)(3)电子和离子移动方向①电子：从电源________流向电解池的________；从电解池的________流向电源的________。
②离子：阳离子移向电解池的________；阴离子移向电解池的________。
4．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，找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶液中的H＋和OH－)。
(3)然后排出阴、阳两极的放电顺序阴极：阳离子放电顺序：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>Al3＋>Mg2＋>Na ＋>Ca2＋>K＋。
阳极：活泼电极>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>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)最后合并两个电极反应式得出电解反应的总化学方程式或离子方程式。
1．分别写出用惰性电极电解上述5中各物质的化学方程式或离子方程式：(1)_______________________________________________________________________； (2)_______________________________________________________________________； (3)_______________________________________________________________________； (4)_______________________________________________________________________； (5)_______________________________________________________________________。
2．电解过程中放H 2生碱型和放O 2生酸型的实质是什么？ 3．用惰性电极电解，若要使电解后的溶液复原，应怎样操作？4．Ⅰ.以铝材为阳极，在H 2SO 4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为________________________________________________________________________。
Ⅱ.用Al 单质作阳极，石墨作阴极，NaHCO 3溶液作电解液进行电解，生成难溶物R ，R 受热分解生成化合物Q 。
写出阳极生成R 的电极反应式：_________________________。
5．CuI 是一种不溶于水的白色固体，可以由反应：2Cu 2＋＋4I －===2CuI ↓＋I 2得到。
现以石墨为阴极，以Cu 为阳极电解KI 溶液，通电前向电解液中加入少量酚酞和淀粉溶液。
回答下列问题：(1)阳极区的现象__________________________________________________________。
(2)阳极电极反应式_________________________________________________________。
(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，弱电解质要写成分子式。
(2)要确保两极电子转移数目相同，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。
考点二 电解原理的应用 1．电解饱和食盐水 (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：2NaCl ＋2H 2O=====电解2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑ 离子反应方程式：2Cl －＋2H 2O=====电解2OH －＋H 2↑＋Cl 2↑ (3)应用：氯碱工业制________、________和________。
2．电镀右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___________________________________。
(3)电极反应：阳极：__________________________________________________________________； 阴极：__________________________________________________________________。
(4)特点：____极溶解，____极沉积，电镀液的浓度________。
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：____________________________________________________________________。
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2NaCl(熔融)=====电解2Na ＋Cl 2↑ 电极反应：阳极：____________________________________________________________________， 阴极：____________________________________________________________________。
(2)冶炼铝2Al 2O 3(熔融)=====电解4Al ＋3O 2↑ 电极反应：阳极：____________________________________________________________________， 阴极：____________________________________________________________________。
6．(1)如何检验电解饱和食盐水时的阳极产物？(2)氯碱工业在生产过程中必须把阳极室和阴极室用离子交换膜隔开，原因是什么？ 7．工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。
电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过)，其工作原理如图所示：(1)该电解槽的阳极反应式是_________________________________________________。
(2)通电开始后，阴极附近溶液pH 会增大，请简述原因___________________________。
(3)除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口 (填“A ”或“B ”)导出。
8．利用电解法可将含有Fe 、Zn 、Ag 、Pt 等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是 ( ) A ．电解时以精铜作阳极 B ．电解时阴极发生氧化反应C ．粗铜连接电源负极，其电极反应是Cu －2e －===Cu 2＋D ．电解后，电解槽底部会形成含少量Ag 、Pt 等金属的阳极泥 考点三 金属的腐蚀和防护 1．金属腐蚀的本质金属原子__________变为__________，金属发生________________________________。
2．金属腐蚀的类型(1)(2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀铁锈的形成：4Fe(OH)2＋O 2＋2H 2O===4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe 2O 3·x H 2O(铁锈)＋(3－x )H 2O 。
3．金属的防护 (1)电化学防护①牺牲阳极的阴极保护法—______原理 a ．________：比被保护金属活泼的金属； b ．________：被保护的金属设备。
②外加电流的阴极保护法—________原理 a ．________：被保护的金属设备； b ．________：惰性金属。
(2)改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。
(3)加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。
9． )10.炒菜后未洗的铁锅，很快就会产生红褐色的锈斑。
关于该生锈过程的说法正确的是()A．铁与NaCl反应生成FeCl3B．发生电化学腐蚀时直接生成了Fe(OH)3C．发生电化学腐蚀时吸收了O2D．发生电化学腐蚀时生成了氢气11．下面各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是()A．④>②>①>③B．②>①>③>④C．④>②>③>①D．③>②>④>①判断金属腐蚀快慢的规律电解池原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。
应对电化学定量计算的三种方法1．根据电子守恒法计算用于串联电路、阴阳两极产物、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。
2．根据总反应式计算凡是总反应式中反映出的物质的量关系都可以列比例式计算。
3．根据关系计算由得失电子守恒定律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，如物质：H2～O2～Cl2～Cu～Ag～H＋～OH－～e－n(mol) 2 1 2 2 4 4 4 4【例1】在如图中，甲烧杯中盛有100 mL 0.50 mol·L－1 AgNO3溶液，乙烧杯中盛有100 mL0.25 mol·L－1 CuCl2溶液，A、B、C、D均为质量相同的石墨电极，如果电解一段时间后，发现A极比C极重1.9 g，则(1)电源E 为________极，F 为________极。
(2)A 极的电极反应式为_____________________________________________________， 析出物质______ mol 。