2020版高三化学一轮复习 第六章 第三节 电解池 金属腐蚀与防护课件 新人教版

返回导航第三节电解池金属腐蚀与防护[考纲展示]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.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。返回导航考点一电解原理一、电解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。在此过程中，电能转化为化学能。返回导航二、电解池1．电解池的构成条件(1)有与电源相连的两个电极。(2)两个电极插入电解质溶液(或熔融盐)中。(3)形成闭合回路。返回导航2．电极名称及电极反应式以用惰性电极电解CuCl2溶液为例：总反应方程式：CuCl2=====电解Cu＋Cl2↑。返回导航3．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。(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。返回导航三、电解产物的判断及有关反应式的书写1．判断电解池的阴、阳极(1)根据外接电源的正、负极判断电源正极连接阳极；电源负极连接阴极。(2)根据电极产物判断电极溶解、逸出O2(或电极区变酸性)或逸出Cl2的为阳极；析出金属、逸出H2(或电极区变碱性)的为阴极。返回导航2．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．排出阴、阳两极的放电顺序返回导航4．写出两极电极反应式(1)阳极：活性电极失去电子生成相应的金属阳离子；溶液中的阴离子失去电子生成相应的单质或高价态化合物。(2)阴极：溶液中的阳离子得到电子生成相应的单质或低价态化合物。5．写出电解总反应式在两极转移电子数目相同的前提下，两极反应式相加即可得总反应的化学方程式或离子方程式。返回导航四、电解规律1．电解水型电解质(水溶液)电极方程式电解物质总反应式电解质浓度溶液pH溶液复原返回导航含氧酸(如H2SO4)减小加H2O强碱(如NaOH)增大加H2O活泼金属的含氧酸盐(如KNO3、Na2SO4)阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O阴极：4H＋＋4e－===2H2↑水2H2O=====电解O2↑＋2H2↑增大不变加H2O返回导航2.电解电解质型电解质(水溶液)电极方程式电解物质总反应式电解质浓度溶液pH溶液复原返回导航无氧酸(如HCl)，除HF外阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑阴极：2H＋＋2e－===H2↑酸2HCl=====电解Cl2↑＋H2↑减小增大通入HCl气体返回导航不活泼金属的无氧酸盐(如CuCl2)，除氟化物外阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑阴极：Cu2＋＋2e－===Cu盐CuCl2=====电解Cu＋Cl2↑减小加CuCl2固体返回导航3.放H2生碱型电解质(水溶液)电极方程式电解物质总反应式电解质浓度溶液pH溶液复原返回导航活泼金属的无氧酸盐(如NaCl)阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑阴极：2H＋＋2e－===H2↑水和盐2Cl－＋2H2O=====电解Cl2↑＋H2↑＋2OH－生成新电解质增大通入HCl气体返回导航4.放O2生酸型电解质(水溶液)电极方程式电解物质总反应式电解质浓度溶液pH溶液复原返回导航不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4)阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu水和盐2Cu2＋＋2H2O=====电解2Cu＋O2↑＋4H＋生成新电解质减小加CuO或CuCO3返回导航(1)电解质溶液通电电解时，在外电路中有电子通过，而电子不能通过溶液，溶液中是依靠离子定向移动形成电流。(2)电解质溶液导电一定有化学反应发生，因为在电解池的两极有电子转移，发生了氧化还原反应，生成了新物质，所以一定有化学反应发生。返回导航题组一电解原理和电解规律1．以石墨为电极分别电解水和饱和食盐水，关于两个电解池反应的说法正确的是()A．阳极反应式相同B．电解结束后所得液体的pH相同C．阴极反应式相同D．通过相同电量时生成的气体总体积相等(同温同压)返回导航解析：选C。A项，以石墨为电极电解水，阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，以石墨为电极电解饱和食盐水，阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑，二者阳极电极反应式不同，故A错误；B项，电解水溶液的pH不变，电解饱和氯化钠溶液生成氢氧化钠、氯气和氢气，pH变大，所以电解结束后所得液体的pH不相同，故B错误；C项，以石墨为电极分别电解水和饱和食盐水阴极上都是2H＋＋2e－===H2↑，所以阴极电极反应式相同，故C正确；D项，设转移电返回导航子数为4mol，则依据电解方程式：2H2O=====电解2H2↑＋O2↑～4e－，电解水生成3mol气体；依据电解方程式2NaCl＋2H2O=====电解2NaOH＋Cl2↑＋H2↑～2e－，电解食盐水生成4mol气体，故D错误。返回导航2．下列装置的线路接通后，经过一段时间，溶液的pH值明显下降的是()返回导航返回导航解析：选D。A项，该装置是原电池装置，H＋放电生成氢气，溶液的pH增大，错误；B项，该装置是电解池，Cu＋2H2O=====电解Cu(OH)2＋H2↑，氢氧根离子浓度增大，溶液的pH增大，错误；C项，电解食盐水，生成氢氧化钠使溶液的pH增大，错误；D项，电解硫酸铜实质是电解水和硫酸铜，水中的氢氧根离子放电使溶液中的氢离子浓度增大，溶液的pH减小，正确。返回导航3．(2015·四川理综，4)用下图所示装置除去含CN－、Cl－废水中的CN－时，控制溶液pH为9～10，阳极产生的ClO－将CN－氧化为两种无污染的气体。下列说法不正确的是()返回导航A．用石墨作阳极，铁作阴极B．阳极的电极反应式：Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2OC．阴极的电极反应式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－D．除去CN－的反应：2CN－＋5ClO－＋2H＋===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋H2O返回导航解析：Cl－在阳极发生氧化反应生成ClO－，水电离出的H＋在阴极发生还原反应生成H2，又由于电解质溶液呈碱性，故A、B、C项正确；D项，溶液呈碱性，离子方程式中不能出现H＋，正确的离子方程式为2CN－＋5ClO－＋H2O===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋2OH－，错误。答案：D返回导航4．用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫，将所得的混合液进行电解循环再生，这种新工艺叫再生循环脱硫法。其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示，则下列有关说法中正确的是()返回导航A．X为直流电源的正极，Y为直流电源的负极B．阳极区pH减小C．图中的baD．阴极的电极反应为HSO－3－2e－＋H2O===SO2－4＋3H＋和SO2－3－2e－＋H2O===SO2－4＋2H＋返回导航解析：选B。A项，根据阴阳离子的移动方向知，阳离子向Pt(Ⅰ)电极移动，阴离子向Pt(Ⅱ)电极移动，因此Pt(Ⅰ)为阴极，Pt(Ⅱ)为阳极，所以X为直流电源的负极，Y为直流电源的正极，故A错误；B项，阳极上，亚硫酸根离子被氧化生成硫酸根离子，亚硫酸是弱电解质，硫酸是强电解质，所以阳极附近氢离子浓度增大，溶液的pH减小，故B正确；C项，阳极室中，出来的硫酸中不仅有加入的稀硫酸还有亚硫酸根离子被氧化生成的硫酸，所以ba，故C错误；D项，该电解池中阴极上生成氢气，应该是氢离子得电子发生还原反应，故D错误。答案：B返回导航题组二电解方程式的书写5．按要求书写电极反应式和总方程式：(1)用惰性电极电解AgNO3溶液阳极反应式_________________________________________；阴极反应式_________________________________________；总反应离子方程式___________________________________。返回导航(2)用惰性电极电解MgCl2溶液阳极反应式________________________________________；阴极反应式__________________________________________；总反应离子方程式____________________________________。(3)用铁作电极电解NaCl溶液阳极反应式__________________________________________；阴极反应式_______________________________________；总反应化学方程式____________________________________。返回导航(4)用铁作电极电解NaOH溶液阳极反应式__________________________________________；阴极反应式___________________________________________；总反应离子方程式_____________________________________。(5)用Al作电极电解NaOH溶液阳极反应式__________________________________________；阴极反应式__________________________________________；总反应离子方程式_____________________________________。返回导航(6)用Al作阳极，电解H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜阳极反应式___________________________________________；阴极反应式__________________________________________；总反应离子方程式_____________________________________。(7)用Al作阳极，石墨作阴极，电解NaHCO3溶液阳极反应式________________________________________；阴极反应式___________________________________________；返回导航(8)用惰性电极电解熔融MgCl2阳极反应式___________________________________________；阴极反应式___________________________________________；总反应离子方程式_____________________________________。返回导航答案：(1)4OH－－4e－===O2↑＋2H2O(或2H2O－4e－===O2↑＋4H＋)4Ag＋＋4e－===4Ag4Ag＋＋2H2O=====电解4Ag＋O2↑＋4H＋(2)2Cl－－2e－===Cl2↑2H＋＋2e－===H2↑(或2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－)Mg2＋＋2Cl－＋2H2O=====电解Mg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑返回导航(3)Fe－2e－===Fe2＋2H＋＋2e－===H2↑(或2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－)Fe＋2H2O=====电解Fe(OH)2↓＋H2↑(4)Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)22H＋＋2e－===H2↑(或2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－)Fe＋2H2O=====电解Fe(OH)2＋H2↑返回导航(5)2Al－6e－＋8OH－===2AlO－2＋4H2O6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－(或6H＋＋6e－===3H2↑)2Al＋2H2O＋2OH－=====电解2AlO－2＋3H2↑(6)2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋6H＋＋6e－===3H2↑2Al＋3H2O=====电解Al2O3＋3H2↑返回导航(7)2Al＋6HCO－3－6e－===2Al(OH)3↓＋6CO2↑6H＋＋6e－===3H2↑(或6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－)(8)2Cl－－2e－===Cl2↑Mg2＋＋2e－===MgMg2＋＋2Cl－=====电解Mg＋Cl2↑返回导航6．一定条件下，下图装置可实验有机物的电化学储氢(忽略其他有机物)