高考化学一轮复习专题四基本理论第19讲电解池金属的腐蚀与防护讲解
高三化学高考备考一轮复习专题电解池金属的腐蚀与防护课件(1)
阳极反应式：
2Cl－－2e－===Cl2↑
阴极反应式：
2Na＋＋2e－===2Na
； 。
(2)冶炼镁
MgCl2(熔融)=电==解==Mg＋Cl2↑
阳极反应式： 2Cl－－2e－===Cl2↑ ；
阴极反应式： Mg2＋＋2e－===Mg
。
(3)冶炼铝
2Al2O3(熔融)N=电a=3=A解=l=F64Al＋3O2↑ 阳极反应式： 6O2－－12e－===3O2↑ ；
题组一 电解原理的理解 1.如图所示，x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板
处有无色无味的气体放出，符合这一情况的是( A )
选项 A B C D
a极板 锌 石墨 银 铜
b极板 石墨 石墨 铁 石墨
x电极 负极 负极 正极 负极
z溶液 CuSO4 NaOH AgNO3 CuCl2
(1)阳极产物的判断 ①活性电极(除Au、Pt以外的金属材料作电极)，电极材料失电子，生成金属阳 离子。 ②惰性电极(Pt、Au、石墨)，要依据阴离子的放电顺序加以判断。 阴离子的放电顺序：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子。 S2－、I－、Br－、Cl－放电，产物分别是S、I2、Br2、Cl2；若OH－放电，则得 到H2O和O2。
5.如图中X为电源，Y为浸透饱和食盐水和酚酞溶液的滤纸，滤纸中央滴有一滴
KMnO4溶液，通电后Y中央的紫红色斑向d端扩散。下列判断正确的是( A )
A.滤纸上 c 点附近会变红色 B.Cu 电极质量减小，Pt 电极质量增大 C.Z 中溶液的 pH 先减小，后增大 D.溶液中的 SO42－向 Cu 电极定向移动
反应 类型
离子 移动
相同点
高考化学一轮总复习课件电解池金属的电化学腐蚀与防护
通过保持环境干燥、避免接触卤素离子等方法，可以有效 减缓铜在干燥环境中的腐蚀。
铝制品表面氧化膜保护作用
01
氧化膜形成原理
铝制品在空气中容易被氧化，表面形成一层致密的氧化铝薄膜。这层薄
膜具有保护作用，能够阻止铝进一步被氧化。
02 03
影响因素
氧化铝薄膜的稳定性和保护性能受环境温度、湿度、酸碱度等因素影响 。过高的温度和湿度会破坏氧化膜的稳定性，酸碱度过高也会溶解氧化 膜。
报告撰写
在实验结束后，应及时撰写实验报告。报告应包括实验目的、原理、步骤、数据记录、结果分析和结论 等部分。在撰写报告时，应注意条理清晰、数据准确、分析深入、结论明确。同时，还可以提出改进实 验的建议或展望后续研究方向。
05
知识拓展：其他类型材料腐蚀问题简
介
非金属材料腐蚀现象举例
高分子材料腐蚀
玻璃材料腐蚀
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述
电解池定义及工作原理
电解池定义
电解池是将电能转化为化学能的装置，通过外加电源使电解 质溶液或熔融电解质中的离子发生定向移动，从而在两极上 发生氧化还原反应。
工作原理
电解池的工作原理基于电解质的电离和离子的定向移动。在 外加电源的作用下，电解质中的阳离子向阴极移动，阴离子 向阳极移动，分别在两极上发生得失电子的氧化还原反应。
快。
防护措施
通过电镀、喷涂油漆、保持环境 干燥等方法，可以有效减缓钢铁
在潮湿环境中的腐蚀。
铜在干燥环境中腐蚀现象
电化学腐蚀原理
铜在干燥环境中不易形成原电池，因此电化学腐蚀不明显 。但在含有氯离子等卤素离子的干燥环境中，铜表面会形 成一层氯化亚铜，导致铜的腐蚀。
影响因素
2024届高考一轮复习化学教案(通用版)：电解池 金属的腐蚀与防护
第20讲电解池金属的腐蚀与防护复习目标1.认识电能与化学能相互转化的实际意义及其重要应用。
2.了解电解池的工作原理，认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。
3.了解金属发生电化学腐蚀的本质，知道金属腐蚀的危害，了解防止金属腐蚀的措施。
4.能分析、解释电解池的工作原理，能设计简单的电解池。
考点一电解原理必备知识整理1.电解与电解池(1)电解：使________通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阳极、阴极引起____________的过程。
(2)电解池：将______直接转化为______的装置。
(3)电解池的构成①有与________相连的两个电极；②________溶液(或________)；③形成________。
2．电解池的工作原理(1)工作原理(2)以惰性电极电解CuCl2溶液为例分析电子和离子的移动方向(惰性电极))3．阴、阳两极上的放电顺序 (1)阴极(与电极材料无关)氧化性强的先放电，放电顺序如下：阳离子放电顺序：Ag ＋＞Fe 3＋＞Cu 2＋＞H ＋(酸)＞Fe 2＋＞Zn 2＋＞H ＋(水)＞Al 3＋＞Mg 2＋。
①若金属阳离子(Fe 3＋除外)放电，则得到相应金属单质；若H ＋放电，则得到H 2。
②放电顺序本质遵循氧化还原反应的优先规律，即得(失)电子能力强的离子先放电。
(2)阳极(与电极材料有关) ①活性电极作阳极(除Au 、Pt 以外的金属)，则活性电极本身失去电子，发生氧化反应。
Cu －2e －===Cu 2＋，Fe －2e －===Fe 2＋。
②惰性电极作阳极(Pt 、Au 、石墨碳棒) 离子的放电顺序如下：4．惰性电极电解电解质溶液的产物判断(图示)示例：用惰性电极电解CuSO 4溶液(放O 2生酸型)阳极反应式：2H 2O －4e －===O 2↑＋4H ＋(或4OH －－4e －===2H 2O ＋O 2↑)阴极反应式：2Cu 2＋＋4e －===2Cu电解总反应式：2CuSO 4＋2H 2O=====电解2Cu ＋O 2↑＋2H 2SO 4 微点拨（1）阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液（或熔融电解质）中的阳离子放电。
高三化学一轮复习课件：电解池 金属的腐蚀与防护课件
=4Al
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)在镀件上电镀铜时,也可以用惰性材料作阳极,用硫酸铜溶液作电解液 (
(2)电解冶炼镁、铝通常电解MgCl2和Al2O3,也可电解MgO和AlCl3(
×
√
)
)
[解析] MgO熔点很高,一般不用来冶炼Mg;而AlCl3为共价化合物,不存在离子,无法
A极为阴极,因此,a为电源的负极、b为电源的正极,阳极的电极反应式为
SO2+2H2
O-2e-
2−
2−
+
=4H +SO ,阴极的电极反应式为2SO +2e-+4H+
4
3
2−
=S2O4 +2H2O,
+
+
+
+
阳极区生成H ,阴极区消耗H ,阴极的pH增大,故H 向阴极迁移,且迁移来的H 不
足以抵消阴极区消耗的H+,离子交换膜为阳离子交换膜。
+
+
+
石蕊溶液变红,Na 、H 移向A电极,在A电极H 放电产生H2,A电极附近c(OH )
>c(H+),石蕊溶液变蓝,C错误、D正确;
A电极产生的气体体积大于B电极,A错误;
两种气体均为无色无味的气体,B错误。
[方法技能] 判断电解池的阴极和阳极的方法
题组二 电解池电极反应式的书写
1. SO2是主要大气污染物之一,工业上可用如图所示装置吸取转化SO2(A、B 为
子(Cl-、OH-)和分子(Cl2)通过 (
(6)用Zn作阳极,Fe作阴极,ZnCl2
在铁上镀锌(
高考化学总复习课件电解池金属的腐蚀与防护
06
知识拓展与前沿动态
新型耐腐蚀材料研究进展
耐蚀合金
通过合金化技术，提高金属的耐 腐蚀性，如不锈钢、耐蚀铝合金
等。
陶瓷材料
具有高硬度、高耐腐蚀性等特点， 如氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷等。
高分子材料
具有优良的耐化学腐蚀性和加工性 能，如聚四氟乙烯、聚氯乙烯等。
绿色环保型防腐蚀技术发展趋势
无铬钝化技术
02
金属腐蚀现象与类型
金属腐蚀定义及危害
金属腐蚀定义
金属腐蚀是指金属与周围环境（介质）之间发生化学或电化学作用而引起的破坏 或变质。
金属腐蚀危害
金属腐蚀会导致金属材料的性能下降，缩短使用寿命，甚至引发安全事故。同时 ，金属腐蚀还会造成资源浪费和环境污染。
化学腐蚀和电化学腐蚀区别
化学腐蚀
金属与接触到的物质直接发生氧化还原反应，生成氧 化物或其他化合物，而被氧化腐蚀。此类腐蚀过程中 电子的传递是在金属与氧化剂之间直接进行的，没有 电流产生。
防护技术的创新发展。
国际合作与交流
03
加强与国际同行在金属腐蚀与防护领域的合作与交流，共同应
对全球性挑战。
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2. 不同金属在相同条件下的腐蚀速率存在显著差异。一些金属具有较高的耐腐蚀性，而另一 些金属则更容易受到腐蚀的影响。
3. 电解质溶液的成分对金属的腐蚀也有重要影响。某些离子或化合物可能会加速金属的腐蚀 过程。
结论总结：通过本次实验探究了电解池金属的腐蚀与防护问题。实验结果表明金属腐蚀是一 个复杂的电化学过程受多种因素影响。为了有效防止和控制金属腐蚀需要综合考虑材料选择 、环境控制以及电化学保护等措施。
电化学腐蚀
金属与电解质溶液接触，形成原电池而发生的腐蚀。 电化学腐蚀是最普遍、最常见的腐蚀，如钢铁生锈就 是典型的电化学腐蚀。在潮湿的空气中，钢铁表面吸 附一层薄薄的水膜，纯水是弱电解质，它能电离出少 量的H+和OH-，同时由于空气中CO2的溶解，使水 膜呈中性或酸性。若水膜呈酸性，则钢铁发生析氢腐 蚀；若水膜呈中性或弱酸性，则钢铁发生吸氧腐蚀。
高考一轮复习化学课件电解池金属的腐蚀与防护
电解池组成
电解池由电解质溶液、阳极、阴 极和外加电源等部分组成。其中 ，阳极和阴极分别发生氧化反应 和还原反应。
电解原理及电极反应
电解原理
电解过程中，电解质溶液中的阴阳离 子分别在阳极和阴极上接受或失去电 子，发生氧化还原反应。
04
电解池在金属防护中应用
电解池在防止金属腐蚀中作用
阴极保护法
01
通过电解池将金属作为阴极，减少或防止金属失去电子而被氧
化，从而达到防腐目的。
外加电流阴极保护法
02
通过外加电流，使金属材料处于阴极状态，从而抑制金属腐蚀
反应的进行。
牺牲阳极保护法
03
利用原电池原理，通过牺牲阳极材料来保护阴极金属材料不被
；与同学交流讨论，共同提高解题能力。
下一阶段复习计划安排
复习时间安排
合理安排时间，保证每天 有一定的复习时间；注意 劳逸结合，提高复习效率 。
复习内容安排
按照教材顺序和考试大纲 要求，有计划地复习各个 知识点；重点突破易错点 和难点。
模拟考试与评估
定期进行模拟考试，检验 复习效果；根据模拟考试 情况调整复习计划和策略 。
金属与电解质溶液接触，形成原电池 而引起的腐蚀。反应过程中有电流产 生。
常见金属腐蚀类型及特点
全面腐蚀
金属表面均匀地发生腐蚀，使金属逐 渐变薄或形成蚀坑。
应力腐蚀
金属在拉应力和腐蚀介质共同作用下 发生的腐蚀。应力腐蚀会导致金属材 料的突然断裂，具有极大的危险性。
局部腐蚀
金属表面局部区域发生腐蚀，如点蚀 、缝隙腐蚀、晶间腐蚀等。局部腐蚀 具有隐蔽性和突发性，危害较大。
高考化学一轮总复习课件电解池金属的腐蚀和防护
组装电解池
将金属试样放入电解池中，加入适量的电解质溶液，连接 电源和导线。
控制实验条件
调整电解池的电压、电流和温度等参数，记录实验数据。
操作注意事项
确保电源稳定，避免电压和电流过大；保持电解池清洁， 避免杂质干扰实验结果；注意安全，防止触电和烫伤等事 故。
实验结果分析和讨论
观察金属试样的变化
记录金属试样在电解过程中的 颜色、光泽、形状等变化，分
金属的防护
为防止金属腐蚀，可以采取多种防护措施，如覆盖保护层、改变金属内部结构、电化学 保护等。
解题思路与技巧分享
分析电解池工作原
理
在解题时，首先要明确电解池的 工作原理，判断阴阳极及电极反 应类型，然后根据电子守恒和电 荷守恒进行计算。
理解金属腐蚀的实
质
金属腐蚀的实质是金属原子失去 电子被氧化的过程，因此解题时 要关注金属在电解质溶液中的氧 化还原反应。
通过控制金属所处环境的温度、湿度、氧 气含量等因素，降低金属的腐蚀速率。
防护措施选择原则
适应性原则
根据金属的种类、使用环境和腐蚀机理选择合适 的防护措施。
可持续性原则
优先选择对环境友好、可回收利用的防护措施， 降低对环境的影响。
ABCD
经济性原则
在满足防护要求的前提下，尽量选择成本低、维 护方便的防护措施。
掌握金属防护的方
法
在解题时，需要根据实际情况选 择合适的金属防护方法，并分析 其防护效果及可能存在的局限性 。
相关领域拓展延伸
新能源电池
随着新能源技术的发展，新型电池如锂离子电池、燃料电池等逐渐进入人们的视野。这些 电池的工作原理与电解池有相似之处，了解电解池原理有助于理解新能源电池的工作原理 。
高中化学一轮复习讲义(解析版)：电解池、金属的腐蚀与防护
电解池、金属的腐蚀与防护【学习目标】 1. 电解池的工作原理 2. 电解原理的应用及计算 3. 金属的的电化学腐蚀与防护 ◆感知高考1. [2020·新课标Ⅰ]科学家近年发明了一种新型Zn −CO 2水介质电池。
电池示意图如图，电极为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体CO 2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。
下列说法错误的是A. 放电时，负极反应为24Zn 2e 4OH Zn(OH)----+= B. 放电时，1 mol CO 2转化为HCOOH ，转移的电子数为2 molC. 充电时，电池总反应为24222Zn OH) 2Zn O 4OH O (2H --=+↑++D. 充电时，正极溶液中OH −浓度升高 【答案】D 【解析】A ．放电时，负极上Zn 发生氧化反应，电极反应式为：--2-4Zn-2e +4OH =Zn(OH)，故A 正确，不选；B ．放电时，CO 2转化为HCOOH ，C 元素化合价降低2，则1molCO 2转化为HCOOH 时，转移电子数为2mol ，故B 正确，不选；C ．充电时，阳极上H 2O 转化为O 2，负极上2-4Zn(OH)转化为Zn ，电池总反应为：2--4222Zn(OH)=2Zn+O +4OH +2H O ↑，故C 正确，不选；D ．充电时，正极即为阳极，电极反应式为：-+222H O-4e =4H +O ↑，溶液中H +浓度增大，溶液中c (H +)•c (OH -)=K W ，温度不变时，K W 不变，因此溶液中OH -浓度降低，故D 错误，符合题意；答案选D 。
2. [2020·山东（新高考）13]采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如下图所示。
忽略温度变化的影响，下列说法错误的是A. 阳极反应222H O 4e 4H O -+-=+↑B. 电解一段时间后，阳极室的pH 未变C. 电解过程中，H +由a 极区向b 极区迁移D. 电解一段时间后，a 极生成的O 2与b 极反应的O 2等量 【答案】D 【解析】A.依据分析a 极是阳极，属于放氧生酸性型的电解，所以阳极的反应式是2H 2O-4e -=4H ++O 2↑，故A 正确，但不符合题意；B.电解时阳极产生氢离子，氢离子是阳离子，通过质子交换膜移向阴极，所以电解一段时间后，阳极室的pH 值不变，故B 正确，但不符合题意；C.有B 的分析可知，C 正确，但不符合题意；D.电解时，阳极的反应为：2H 2O-4e -=4H ++O 2↑，阴极的反应为：O 2+2e -+2H +=H 2O 2，总反应为：O 2+2H 2O=2H 2O 2，要消耗氧气，即是a极生成的氧气小于b极消耗的氧气，故D错误，符合题意；故选：D。
高三化学一轮复习精品课件1：电解池 金属的电化学腐蚀与防护
四、金属的防护 1．改变金属内部组织结构 如制成 合金 等。 2．金属表面加保护层 如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀或表面钝化等方法。
3．电化学保护 (1)牺牲阳极的阴极保护法—— 原电池 原理 被保护的金属上连接一种更 活泼 的金属，被保护的金属 作原电池的 正 极。 (2)外加电流的阴极保护法—— 电解池 原理 被保护的金属与电源的负 极相连，作电解池的 阴 极。
是( )
A．H2O的还原 C．H2的氧化
B．NiO(OH)的还原 D．Ni(OH)2的氧化
解析：放电时为原电池反应，负极上失去电子，正极上得 到电子；充电时为电解反应，与外电源正极连接的电极为阳 极，由放电时的电极反应式知，阳极上发生的是Ni(OH)2的氧化 反应，D正确。
答案：D
3．(2014·威海一模)以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制 品上镀锌，下列说法正确的是( )
(3)电子和离子移动方向 ①电子：从电源 负极 流向电解池的 阴极 ；从电解池 的 阳极 流向电源的 正极 。 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。
1．为什么说电解质溶液导电过程就是电解过程？ 提示：电解质溶液导电时，溶液中的阴、阳离子在电场作 用下分别移向两个电极，从而在两个电极上失、得电子发生氧 化反应和还原反应，所以说电解质溶液导电过程就是电解过程。
A．未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该 原电池的充电过程
B．因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析 出量无确定关系
C．电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率 D．镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用
解析：电镀过程中Zn与电源正极相连，若给原电池充电， 则Zn应接电源负极，A错误；导线中通过的电子，在阴极均被 Zn2＋得到，所以通过的电子与锌析出的物质的量之比一定为 2：1的关系，B错误；只要电流恒定，阴阳极得失电子的速率 不变，所以电解反应速率不变，C正确；Zn比铁活泼，Zn作负 极、Fe作正极，Fe被保护，D错误。
高考化学一轮总复习课件-电解池金属的电化学腐蚀与防护
(2)写出A管中发生的反应： 2H＋＋2e－===H2↑、Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓ _(或_2H_2_O＋_2_e－_＋_M_g_2＋_==_=H_2↑_＋_M_g_(O_H_)2_↓_) _______________ _____ 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑(或2H2O－4e－===O2↑＋4H＋) ____________________________________ ____。 用拇指堵住管口，取出试管，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内，木条复燃
3．如图是一个用铂丝作电极，电解稀的 MgSO4溶液的装置，电解液中加有中性红指示 剂，此时溶液呈红色。(指示剂的pH变色范围： 6.8～8.0，酸色—红色，碱色—黄色，Mg(OH)2 沉淀的pH＝9)，接通电源一段时间后A管产生 白色沉淀，回答下列问题：
①④
(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变
电化学计算的三种常见方法
1．计算类型 有关原电池和电解池的计算包括两极产物的 定量计算、溶液pH的计算、相对原子质量和阿 伏加德罗常数的计算、产物的量与电量关系的 计算等。 2．三种方法 (1)根据总反应式计算
(2)根据电子守恒计算
①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。
无氧酸 CuCl2 C_u__2＋_＋__2_e_－_=_=_=_C__u__
_H__C_l__ _C__u_C_l_2
盐
总反应：
C_u_C__l2_=_=电_=_解=_=_C__u_＋__C_l_2_↑
溶液 pH 变化 ___增__大____
溶液复原 _H__C_l____
__C_u_C__l2__
阳极反应式 __________________________。