新（浙江专用） 高考化学二轮复习专题15 电解池 金属的腐蚀与防护（加试）课件.ppt

专题15 电解池 金属的腐蚀与 防护（加试）2021/8/8 星期日1内 容 索引考点一电解池的工作原理考点二 电解原理的应用考点三 金属的腐蚀与防护考点四 有关电化学的计算2021/8/8 星期日2考点一 电解池的工作原理2021/8/8 星期日3 知识梳理11.电解池电解池(1)概念：把电能转化为化学能的装置。(2)构成条件有与 相连的两个电极。(或)。形成。答案电源电解质溶液熔融盐闭合回路2021/8/8 星期日4(3)电极名称及电极反应式(如图)阳极氧化2Cl2e=Cl2阴极还原Cu2+2e=Cu答案2021/8/8 星期日5(4)电子和离子的移动方向特别提醒特别提醒电解时，在外电路中有电子通过，而在溶液中是依靠离子定向移动形成电流，即电子本身不会通过电解质溶液。2021/8/8 星期日62.分析电解过程的思维程序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：AgFe3Cu2H(酸)Fe2Zn2H(水)Al3Mg2NaCa2K。阳极：活泼电极S2IBrClOH含氧酸根离子。2021/8/8 星期日7注注意意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。最常用、最重要的放电顺序：阳极：ClOH；阴极：AgCu2H。电解水溶液时，KAl3不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。(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)最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。2021/8/8 星期日8正误辨析正误辨析正误判断，正确的打“”，错误的打“”(1)任何化学反应都可以设计成电解池反应()(2)电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程()(3)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现()(4)电解时，电解液中阳离子移向阳极，发生还原反应()答案2021/8/8 星期日9题组一分类突破电解的规律题组一分类突破电解的规律123 题组集训21.用分析电解过程的思维程序分析电解下列物质的过程，并总结电解规律(用惰性电极电解)。填写表中空白：4562021/8/8 星期日10(1)电解水型电解质(水溶液)电极方程式电解物质总化学方程式电解质浓度溶液pH含氧酸(如H2SO4)阳极：阴极：加强碱(如NaOH)加活泼金属的含氧酸盐(如KNO3、Na2SO4)加溶液复原H2O4OH4e=O22H2O4H4e=2H2增大减小增大不变H2OH2OH2O2H2OO22H2123456答案2021/8/8 星期日11(2)电解电解质型电解质(水溶液)电极方程式电解物质总化学方程式电解质浓度溶液pH溶液复原无氧酸(如HCl)，HF除外阳极：阴极：通入HCl气体减小增大酸2Cl2e=Cl22H2e=H22HClH2Cl2123456答案2021/8/8 星期日12不活泼金属的无氧酸盐(如CuCl2)，氟化物除外阳极：阴极：加固体减小盐2Cl2e=Cl2Cu22e=CuCuCl2CuCl2CuCl2123456答案2021/8/8 星期日13(3)放H2生碱型电解质(水溶液)电极方程式电解物质总化学方程式电解质浓度溶液pH溶液复原活泼金属的无氧酸盐(如NaCl)阳极：阴极：2Cl2e=Cl22H2e=H2水和盐生成新电解质增大通入HCl气体2Cl2H2OCl2H22OH123456答案2021/8/8 星期日14(4)放O2生酸型电解质(水溶液)电极方程式电解物质总化学方程式电解质浓度溶液pH 溶液复原不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4)阳极：阴极：水和盐生成新电解质加或减小CuOCuCO32Cu22H2O2CuO24H4OH4e=2H2OO22Cu24e=2Cu123456答案题后反思2021/8/8 星期日15题组二突破电极反应式、电解方程式的书写题组二突破电极反应式、电解方程式的书写1234562.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_。4OH4e=O22H2O(或2H2O4e=O24H)4Ag4e=4Ag答案2021/8/8 星期日18(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_。2Cl2e=Cl22H2e=H2(或2H2O2e=H22OH)123456答案2021/8/8 星期日19(3)用铁作电极电解NaCl溶液阳极反应式_；阴极反应式_；总反应离子方程式_。Fe2e=Fe22H2e=H2(或2H2O2e=H22OH)123456答案2021/8/8 星期日20(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_。Fe2e2OH=Fe(OH)22H2e=H2(或2H2O2e=H22OH)123456答案2021/8/8 星期日21(5)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_。2Al6e3H2O=Al2O36H6H6e=3H2123456答案2021/8/8 星期日22(6)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_。2Cl2e=Cl2Mg22e=Mg123456答案题后反思2021/8/8 星期日23题组三电解原理和电解规律的考查题组三电解原理和电解规律的考查3.如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加几滴石蕊溶液。下列实验现象描述正确的是()A.逸出气体的体积，a电极的小于b电极的B.一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气体C.a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色D.a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色123456解析2021/8/8 星期日264.(2016宁波效实中学高一下学期期中)如图所示，将纯Fe棒和石墨棒插入1L饱和NaCl溶液中。下列说法正确的是()A.M连接电源负极，N连接电源正极，当两极产生气体总量为22.4mL(标准状况)时，则生成0.002molNaOHB.去掉电源，将M、N用导线直接相连，在溶液中滴入酚酞溶液，C电极周围溶液变红C.M连接电源负极，N连接电源正极，如果把烧杯中的溶液换成1LCuSO4溶液，反应一段时间后，烧杯中产生蓝色沉淀D.M连接电源正极，N连接电源负极，将C电极换成Cu电极，电解质溶液换成硫酸铜溶液，则可实现在铁上镀铜123456解析2021/8/8 星期日28题组四原电池、电解池的判断题组四原电池、电解池的判断1234565.如图所示装置中，装置A中盛放0.1molL1的H2SO4溶液，装置B中盛放0.1molL1的CuCl2溶液(两种溶液均足量，且不考虑电极产物在溶液中的溶解)。下列说法中不正确的是()A.装置A为原电池，装置B为电解池B.装置A为电解池，装置B为原电池C.两烧杯中产生的气体的物质的量相等D.一段时间后，装置B中溶液的pH升高解析2021/8/8 星期日316.(2016瑞安第一次联考)某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述不正确的是()A.a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出B.a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为Cu22e=CuC.无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色D.a和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2向铜电极移动解析123456返回2021/8/8 星期日33考点二 电解原理的应用2021/8/8 星期日35 知识梳理11.电解饱和食盐水电解饱和食盐水(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2Cl2e=Cl22H2e=H2氧化还原(3)应用：氯碱工业制、和。烧碱氯气氢气答案2021/8/8 星期日362.电镀电镀如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。阳AgNO3溶液等含镀层金属阳离子的盐溶液Age=AgAge=Ag阳阴不变答案阴2021/8/8 星期日373.电解精炼铜电解精炼铜(1)电极材料：阳极为；阴极为。(2)电解质溶液：含Cu2的盐溶液。(3)电极反应：阳极：、；阴极：。粗铜纯铜Zn2e=Zn2Fe2e=Fe2Ni2e=Ni2Cu2e=Cu2Cu22e=Cu答案2021/8/8 星期日384.电冶金电冶金利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、K、Ca、Mg、Al等。(1)冶炼钠电极反应：阳极：；阴极：。2Cl2e=Cl22Na2e=2Na答案2021/8/8 星期日39(2)冶炼铝电极反应：阳极：；阴极：。6O212e=3O24Al312e=4Al答案2021/8/8 星期日40答案正误辨析正误辨析正误判断，正确的打“”，错误的打“”(1)电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中的c(Cu2)均保持不变()(2)电解冶炼镁、铝通常电解MgCl2和Al2O3，也可电解MgO和AlCl3()(3)若把CuH2SO4=CuSO4H2设计成电解池，应用Cu作阳极()(4)电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料()(5)在镀件上电镀铜时，镀件应连接电源的正极()(6)电解精炼铜时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料()2021/8/8 星期日41题组一电解原理的题组一电解原理的“常规常规”应用应用123 题组集训21.利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产上的应用。下列说法正确的是()A.氯碱工业中，X电极上反应式是4OH4e=2H2OO2B.电解精炼铜时，Z溶液中的Cu2浓度不变C.在铁片上镀铜时，Y是纯铜D.制取金属镁时，Z是熔融的氯化镁456解析2021/8/8 星期日421234562.(2016浙江嘉善一中高二上期末)下列实验装置中，按要求设计正确的是()2021/8/8 星期日443.(2016杭州西湖高级中学高二5月月考)下列装置可达到铁片上镀锌目的的是()1234562021/8/8 星期日45123456题组二电解原理的不寻常应用题组二电解原理的不寻常应用4.用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如下图所示(电极材料为石墨)。2021/8/8 星期日46123456(1)图中a极要连接电源的_(填“正”或“负”)极，C口流出的物质是_。(3)电解过程中阴极区碱性明显增强，用平衡移动原理解释原因：_。负硫酸HOH，在阴极H放电生成H2，c(H)减小，水的电离平衡正向移动，碱性增强H2O解析答案2021/8/8 星期日475.电解尿素CO(NH2)2的碱性溶液制氢气的装置示意图如下：123456电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴阳两极均为惰性电极。(1)A极为_，电极反应式为_。(2)B极为_，电极反应式为_。答案解析阳极阴极3H22021/8/8 星期日496.2016浙江选考试题汇编(1)(2015浙江普通高校10月招生选考模拟)单质Mg还可以通过电解熔融MgCl2得到，不能用电解MgCl2溶液的方法制备Mg的理由是_。123456电解MgCl2溶液时，阴极上H比Mg2容易得电子，电极反应式2H2O2e=H22OH，所以不能得到Mg单质答案2021/8/8 星期日51(2)(2016嘉兴第一中学高二下学期期末)某人设想以下图所示装置用电化学原理生产硫酸，写出通入SO2的电极的电极反应式：_。123456SO2 2H2O 2e=SO4H答案2021/8/8 星期日52(3)(2016宁波北仑区普通高中选考)电解NO制备NH4NO3，其工作原理如下图所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是_，说明理由：_。123456NH3根据电子守恒，阳极得到的NO的量大于阴极得到的NH的量，所以需充入NH3(或从阴、阳极电极反应式说明也可)返回答案2021/8/8 星期日53考点三 金属的腐蚀与防护2021/8/8 星期日54 知识梳理1答案失去电子金属阳离子氧化反应1.金属腐蚀的本质金属腐蚀的本质金属原子变为，金属发生。2021/8/8 星期日552.金属腐蚀的类型金属腐蚀的类型(1)化学腐蚀与电化学腐蚀类型化学腐蚀电化学腐蚀条件金属跟接触 不纯金属或合金跟接触现象电流产生电流产生本质金属被较活泼金属被联系两者往往同时发生，腐蚀更普遍其他物质直接电解质溶液无有微弱氧化氧化电化学答案2021/8/8 星期日56(2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀以钢铁的腐蚀为例进行分析：类型析氢腐蚀吸氧腐蚀条件电极反应负极正极总反应式更普遍水膜酸性较强(pH4.3)水膜酸性很弱或呈中性Fe2e=Fe22H2e=H2O22H2O4e=4OHFe2H=Fe2H22FeO22H2O=2Fe(OH)2吸氧腐蚀答案2021/8/8 星期日573.金属的防护(1)电化学防护牺牲阳极的阴极保护法原理a.极：比被保护金属活泼的金属；b.极：被保护的金属设备。外加电流的阴极保护法原理a.极：被保护的金属设备；b.极：惰性金属或石墨。原电池负正电解阴阳答案2021/8/8 星期日58(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。2021/8/8 星期日59答案正误辨析正误辨析正误判断，正确的打“”，错误的打“”(1)所有金属纯度越大，越不易被腐蚀()(2)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样()(3)干燥环境下金属不被腐蚀()(4)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物()(5)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成Fe3()(6)在金属表面覆盖保护层，若保护层破损后，就完全失去了对金属的保护作用()2021/8/8 星期日60题组一正确判断概念题组一正确判断概念123 题组集训241.(2016温州高二上学期期末)下列关于金属腐蚀的叙述正确的是()A.金属(M表示金属)被腐蚀的本质是Mnne=MB.金属不可能在碱性环境中发生电化学腐蚀C.镀锌铁的镀层破损后，镀层仍能对铁起保护作用D.铜管与外加直流电源的正极相连，以保护它不受腐蚀解析2021/8/8 星期日611234题组二腐蚀种类与快慢判断题组二腐蚀种类与快慢判断2.利用下图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是()A.a管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀B.一段时间后，a管液面高于b管液面C.a处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小D.a、b两处具有相同的电极反应式：Fe2e=Fe2解析2021/8/8 星期日633.(2016浙江江山实验中学高二10月教学质量检测)如图，向还原铁粉中加入少量的炭粉，混合均匀后，撒入内壁用NaCl溶液润湿过的具支试管中，塞紧橡皮塞。几分钟后，打开止水夹，观察到导管中水柱上升。对此过程所作的分析正确的是()A.铁粉在电化学腐蚀过程中作正极B.炭粉被氧化C.发生了吸氧腐蚀D.发生了析氢腐蚀12342021/8/8 星期日654.(2016温州平阳第二中学高二上学期第一次质检)下图容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是()A.B.C.D.1234解析返回2021/8/8 星期日66考点四 有关电化学的计算2021/8/8 星期日68 知识梳理1方法指导方法指导1.计算类型计算类型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。2021/8/8 星期日692.三种方法(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。2021/8/8 星期日70(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4mole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。提示提示在电化学计算中，还常利用QIt和Qn(e)NA1.601019C来计算电路中通过的电量。2021/8/8 星期日71题组一根据总反应式，建立等量关系进行计算题组一根据总反应式，建立等量关系进行计算123 题组集训241.(2016温州平阳二中高二第一次质检)用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，电解过程中的实验数据如图所示。横坐标表示转移电子的物质的量，纵坐标表示电解过程中产生气体的总体积(标准状况)。下列判断正确的是()A.电解过程中，溶液的pH不断增大B.Q点对应的气体中，H2与O2的体积比为21C.阳极电极反应式为2H2O4e=4HO2D.当转移0.4mole时，电解生成的铜为6.4g解析2021/8/8 星期日722.(2016宁波效实中学高一下学期期中)用惰性电极电解一定浓度的CuSO4溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1molCu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH。则下列说法正确的是()A.电解过程中阴极没有气体产生B.电解过程中转移的电子的物质的量为0.4molC.原CuSO4溶液的浓度为0.1molL1D.电解过程中阳极收集到的气体体积为1.12L(标况下)解析12342021/8/8 星期日753.甲醇是一种重要的化工原料和新型燃料。下图是甲醇燃料电池工作的示意图，其中A、B、D均为石墨电极，C为铜电极。工作一段时间后，断开K，此时A、B两极上产生的气体体积相等。题组二根据电子守恒，突破电解池的题组二根据电子守恒，突破电解池的“串联串联”计算计算12342021/8/8 星期日78(1)甲中负极的电极反应式为_。解析答案12342021/8/8 星期日79(2)乙中A极析出的气体在标准状况下的体积为_。2.24L解析答案12342021/8/8 星期日80(3)丙装置溶液中金属阳离子的物质的量与转移电子的物质的量变化关系如图，则图中线表示的是_的变化。解解析析根据转移电子的物质的量和金属阳离子的物质的量的变化可知，铜离子从无到有逐渐增多，铁离子物质的量逐渐减小，亚铁离子物质的量逐渐增大，为Fe3，为Fe2，为Cu2。Fe2解析答案12342021/8/8 星期日834.(2016宁波效实中学高一下学期期中)如图所示的A、B两个电解池中的电极均为铂，在A池中加入足量0.05molL1的CuCl2溶液，B池中加入足量0.1molL1的AgNO3溶液，进行电解。a、b、c、d四个电极上所析出的物质的量之比是()A.2241B.1121C.2111D.2121解析返回练后反思12342021/8/8 星期日842021/8/8 星期日87