人教版高中化学全册必背章节知识清单及练习第四章化学反应与电能(带详解).pdf

第四章化学反应与电能第一节原电池一、原电池的工作原理1、原电池的构成条件(1)定义：能把 转化为 的装置。(2)实质：利用能自发进行的 反应将化学能转化为电能。(3)构成条件：两个 的电极；溶液；形成 回路；自发进行的 反应。2、实验4-1：锌铜原电池的工作原理注：盐桥中装有含K C 1饱和溶液的琼胶现象锌片_ _，铜片上_电流表指针发生 _能量转换化_ 转化为_ _ _ _ _ _ _在硫酸锌溶液中，负极一端的 失去电子形成进入溶液微观探析在硫酸铜溶液中，正极-端的_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 获得电子变成 沉积在铜片上电子或离子电子：一 极流向 极移动方向盐桥：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 移向Zn S 0 4溶液，_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 移向C uS C U溶液负极：Zn 2 e =Z n1 2*(反应)工作原理，正极：C u2 4+2 e-=C u(反应)电极反应式总反应：Zn+C u =Zn2+C u(1)Zn-Zn S O 4半电池：在Zn S C U溶液中，锌片逐渐溶解，即Zn被,锌原子失去电子，形成Z d+进入溶液，即Zn 2 e =Zn 2+；从锌片上释放出的，经过导线流向铜片。(2)C u-C uS 0 4半电池：C uS O 4溶液中的C/+从铜片上得到,为铜单质并沉积在铜片上，即C u2+2 1=Cu。(3)盐桥的作用：电池工作时，盐桥中的 会移向Zn S C U溶液，移向C uS 0 4溶液，使两溶液均保持电中性。当取出盐桥后，形成断路，反应停止。3、原电池工作原理(1)原理图解电子沿导线传递产生电流/发生氧化反应）（发生还原反应k为活泼金属且不断溶解为不活泼金属或导电非金属（电解质溶液极而离子移向正_极正类应反与称名极电V反应；负极.反应。（3）电子流向：负极一正极。（4）电流方向：正极一负极。（5）离子流向：阳离子T 极；阴离子T 极。4、原电池的应用（1）加快氧化还原反应的速率：构成原电池的反应速率比直接接触的反应速率快。例如：在锌与稀H2so4反应时加入少量CuS04溶液，CUS04与 锌 发 生 置 换 反 应 生 成，从而形成 C u-Z n微小原电池，加快产生 的速率。（2）比较金属活动性强弱例如：有两种金属a 和 b,用导线连接后插入稀硫酸中，观察到a 极溶解，b 极上有气泡产生。由此可判断出 a 是、b 是,且金属活动性：（3）设计原电池例如：2FeCb+Cu=2FeC12+CuCl2化合价升高的物质负极：Cu活泼性较弱的物质正极：C化合价降低的物质电解质溶液：FeCb示意图Cu门FeCl：,溶C液一、化 学 电 源 概 述 一次电池1、化学电源的分类（1）一次电池：也叫做,放电后不可再充电。（2）二次电池：又 称 _ 电池或蓄电池，放电后可以_ 使活性物质获得再生。（3）燃料电池：连续地将 和 的化学能直接转化为电能的化学电源。2,判断电池优劣的主要标准（1）比能量：或 所能输出电能的多少，单位是（W.hkgr或（由 厂|。（2）比功率：单位质量或 所能输出功率的大小，单 位 是W.kgF或W I/i。（3）电池可储存时间的长短。3、化学电池的回收利用使 用 后 的 废 弃 电 池 中 含 有 大 量 的、酸和碱等有害物质，随处丢弃会给土壤、等造成严重的污染。要进行回收利用。4、化学电源的发展方向小型化、供电方便、工作寿命长、不需要维护的电池受到人们的青睐。如 电池、电池 等。5、一次电池：锌铺干电池普通锌镭干电池碱性锌镒干电池示意MnO2金属夕流锌粉和KOH的混合物图负极:负极反应物:构造正极:正极反应物:电解质溶液:电解质溶液:工作负极：Z n-2e-+2NH4=Zn(NH3)r+2 H+负极：Zn+20H _ 2 e=Z n(O H)2原理正 极：2MnO2+2H+2e-=2M nO(OH)正极：2MnO2+2H2O+2e-=2M nO(OH)+2OH-总反应:总反应:6、二次电池：铅蓄电池放心,Pb+PbO2+2H2SO4 宝 式 2PbsC M+2H2O（1）负极是，正极是，电解质溶液是 溶液。（2）放电反应原理 负 极 反 应 式 是P b+S O f2e-PbSC 4;正极反应式是 PbO2+4H+SOa+2e=PbSO4+2H2O；放电过程中，负 极 质 量 的 变 化 是 增 大,H2s04溶液的浓度减小。（3）充电反应原理阴极（还原反应）反应式是：PbSO4+2e-P b+S O F ;阳极（氧化反应）反应式是：PbSO4+2H2O-2 e-=P b O2+4H+S O r;充 电 时，铅蓄电池正极与直流电源 相连，负极与直流电源 极相连。口诀:“负极接负极，正极接正极”。7、二次电池：锂离子电池r LLitCv 、，LiCoO2 4 含LiPB,的碳酸酯溶液（无水）电极电极反应负极嵌锂石墨(L i x G，)：_正极钻酸锂(L i C o C h)：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _总反应放 电 一L i v Cv+L i i .vC o O2 充电 L i C o O2+C v8、氢氧燃料电池是一种清洁高效的燃料电池(1)基本构造正极室负极室质子交换膜电解质(2)工作原理酸性电解质(H 2 s o 4)碱性电解质(K O H)负极反应2 H2-4 e+4 O H =4 H2O正极反应O2+4 e +4 H+=2H2O总反应2 H2+O2=2H2O(3)燃料电池电极的书写如：C H 4碱性(K O H溶液)燃料电池负极反应式书写方法:第 一 步 确 定 生 成 物3 。2产。t c o 2 a+H2O故CE的 为C O T和H 2 O;第二步 确定价态变化及电子转移：C H4-8 e C O +H20；第三步 依据电解质性质，用O F T使电荷守恒：C H4-8 e +1 0 O H O f +H j O；第四步 最后据氢原子守恒配平H 2 O的化学计量数：C H4-8 e +1 0 O H =C O r+7 H 2 O 第二节电解质一、电解原理1、实验探究：电解C u C b 溶液电解装置r 1 1 *1 11 ，石墨，1初 树/用 湿 润 的 淀举 粉碘化钾试纸C m 委 Hj-ci2电解过程分析通电前存在微粒cu2+,cr,H+、OH微粒运动自由移动通电后微粒运动_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 移向阴极，_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _移向阳极电极反应阴极：C u2+2 e-=C u阳极：2 C 1 -2 e-=C 1 2 t电解反应申解CuCh-Cu+C h T实验现象阴极：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _阳极：有气泡放出；_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _;湿润的淀粉碘化钾试纸变为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _2、电解和电解池（1）电解：使电流通过（或熔融电解质）而在阳极、阴极引起 反应的过程。（2）电解池：将 转化为 的装置（也称电解槽）。（3）电解池的构成条件：直流电源；两个电极；电解质溶液或熔融电解质；形成3、电解原理（1）电极反应类型：阳极（2）电子流向：电源_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _（3）电流方向：电源_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _（4）离子流向：阳离子一_ _ _ _ _ _ _ _二、电解原理的应用1、电解饱和食盐水的原理Na C l 溶 液 （1）通电前:（2）通电后：移向阳极的离子是_ _ _ _ _ _ _ _ 反应；阴 极-_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _反应。_ 极 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 极；_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _极一电源_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 极。极 极:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _极_ 电源_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _极。一极；阴离子 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 极。溶液中的离子是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。,C 比 O H容易失去电子，被氧化成（3）阳极：2 C r 2 e-=C 1 2 f（反应）。（4）移向阴极的离子是,比 容易得到电子，被还原成o其中H，是由水电离产生的。（5）阴极：2 H 2 O+2 e =H 2 f+2 0 H （反应）。（6）总反应：化学方程式为 2 Na C l+2 H2O=H2T+C l 2 T+2 Na 0 H；离子方程式为2 c+2比0-雪H 2 T+Q 2 T+2 OH。2、氯碱工业生产流程（1）阳离子交换膜电解槽淡盐水TNaOH溶液精 制 饱/厂 豆 一含少鼠NaOH）NaCl溶 液 父 换 膜（2）阳离子交换膜的作用：只允许.等阳离子通过，不允许 等阴离子及气体分子通过，可以防止阴极产生的 与阳极产生的混合发生爆炸，也能避免氯气与阴极产生的氢氧化钠反应而影响氢氧化钠的产量。3、氯碱工业产品及其应用（1）氯碱工业产品主要有_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _盐酸、含氯漂白剂。（2）电解饱和食盐水为原理的氯碱工业产品在有机合成、金属冶炼等领域中广泛应用。5、电冶金（1）金属冶炼的本质：使矿石中的 获得电子变成 的过程。如 M,+/?e-=M o（2）电解法用于冶炼较活泼的金属（如 等），但不能电解其盐溶液，应电解其熔融态。如：电解熔融的氯化钠可制取金属钠的反应式：阳极：2c一2e-=Cb T；阴极：2Naq+2e-=2 N a；总反应：2NaC l（熔融）=42N a+Cl2T。电解熔融氯化钠装置示意图第三节金属的腐蚀与防护一、金属的腐蚀1、金属的腐蚀（1）概念：金属或合金与周围的 发生 反应而引起损耗的现象。其实质是金属原子 电子变为阳离子，金属发生_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 反应。（2）根据与金属接触的 不同，金属腐蚀可分为两类：化学腐蚀：金属与其表面接触的一些物质（如 等）直接反应而引起的腐蚀。腐蚀的速率随温度升高而。电化学腐蚀：当_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _的金属与 溶液接触时会发生 反应,比较 的金属发生氧化反应而被腐蚀。2、钢铁的电化学腐蚀类别项 广、析氢腐蚀吸氧腐蚀图形描述Fe?电 解 质 溶 液 二 二 二 二 二:二 嘻。：，八-：用 乃钢铁的析氢腐蚀示意图Fe式 丽 庙 落 施 京 二 二6H-钢铁的吸氧腐蚀示意图条件水膜酸性较强水膜酸性很弱或呈中性负极Fe-2e=F e2正极2H+2e=H 2TO2+4e+2H2O=4O H总反应后续反应最终生成铁锈(主要成分为FezC hxHzO),反应如下：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,2Fe(OH)3=F e2O3xH2O+(3-%)H20联系通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍3、实验探究：电化学腐蚀实验操作实验现象实验解释.J一具支试管-1彳：11装置中铁、碳和饱和食盐水构成原电池，铁钉发生_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _腐蚀1 .-耳静,导管中_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _cuSO 1溶液 Zn粒与冒稀盐酸甘试管中产生气泡的速率Z n 与 C u S C U 反应生成C u,Z n、C u 和稀盐酸构成_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _,形成_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _腐蚀，速率更_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _二、金属的防护1、改变金属材料的组成在金属中添加其他金属 或 非 金 属 制 成 性 能 优 异 的。如普通钢加入 制成不锈钢，合金不仅具有优异的 能且具有良好的。2、在 金 属 表 面 覆 盖 保 护 层 在 金 属 表 面 覆 盖 致 密 的，将金属制品与周围物质隔开是一种普遍采用的防护方法。如，在钢铁制品表面喷油漆、涂矿物性油脂、覆盖搪瓷等；电镀锌、锡、格、银等，利用化学方法、法、等方式在金属表面形成稳定的 03、电化学保护法金属在发生电化学腐蚀时，总是作为原电池（阳极）的金属被腐蚀，作为（阴极）的金属不被腐蚀，如 果 能 使 被 保 护 的 金 属 成 为,就不易被腐蚀。（1）牺牲阳极法要求：被保护的金属作,活泼性更强的金属作。应用：锅炉内壁、船舶外壳、钢铁闸门安装镁合金或锌块。实 例 实 验 4-4-1：如图装置反应一段时间后，往 F e 电极区滴入2滴_ _ _ _ _ _ _ _ _色 K 3 F e（C N）6 （铁氟化钾）溶液，观察实验现象。ZnFe经过酸NaC l溶液己知Fe?+与 Fe(C N)6：T 反应生成带有特征蓝色的KFe Fe(C N)6 沉淀。实验装置电流表阳极(负极区)阴极(正极区)现象指针_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _Z n溶解有_ _ _ _ _ _ _ _ 产生，_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _蓝色沉淀生成有关反应一Z n-2 e=Z n2+2H+2e-=H 2T结论溶液中不含_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _,铁作正极未被腐蚀实 例 实 验 4-4-2：培养皿中放入含有NaCl的琼脂，并注入5 6 滴酚献和K31Fe(C N)6 溶液，取两个2 3 cm 的铁钉，用砂纸擦光，将裹有锌皮的铁钉放入a,缠有铜丝的铁钉放入b。实验装置aITb现象铁钉周围铁钉周围生成_一，_ _ 铜 _ _ 丝 _ _ 周_ _ 围_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _结论铁作为_ _ _ _时易腐蚀，作为_ _ _ _ _ _ _ _时未腐蚀电解池原理要求：被保护的金属作为,与电源的 相连。应用：钢铁闸门，高压线铁架，地下管道连接直流电源的第四章化学反应与电能第一节原电池一、原电池的工作原理1、原电池的构成条件（1）定义：能 把 化 学 能 转 化 为 电 能 的装置。（2）实质：利用能自发进行的氧 化 还 原 反应将化学能转化为电能。（3）构成条件：两 个 活 泼 性 不 同 的 电 极:电 解 质 溶 液:形 成 闭 合 回路:自发进行的氧 化 还 原 反应。2、实验4-1：锌铜原电池的工作原理装置示意图注：盐桥中装有含K C 1饱和溶液的琼胶现象锌 片 逐 渐 溶 解，铜 片 上 有 红 色 物 质 生 成，电流表指针发生 能量转换化 学 能 转 化 为 电能微观探析在硫酸锌溶液中，负 极 一 端 的Zn失 去 电 子 形 成Zn?进入溶液在硫酸铜溶液中，正 极 一 端 的C u?-获 得 电 子 变 成C u 沉积在铜片上电子或离子电子：负极 流 向 正极移动方向盐桥：CL移向Z n S C h溶液,K*移向C u S C U溶液工作原理,电极反应式负极：Z n 2 e =Z n 2+（氧 化 反应）正极：C u 2+2 e=Cu（还 原 反应）总反应：Z n+C u2=Zn2+C u（1）Z n-Z n S C U半电池：在Z n S C h溶液中，锌片逐渐溶解，即Z n被氧 化，锌原子失去电子，形成Z#+进入溶液，即Z n 2 e =Z n 2+；从锌片上释放出的电 子，经过导线流向铜片。（2）C u-C u S O4半电池：C u S 0 4溶液中的C i?+从 铜 片 上 得 到 为 铜 单 质 并 沉 积 在 铜 片 上,即 C u2+2e=Cuo（3）盐桥的作用：电池工作时，盐桥中的 Q 会移向Z n S Oa溶液，K 移向C u S Oa溶液,使两溶液均保持电中性。当取出盐桥后，形成断路，反应停止。3、原电池工作原理（1）原理图解电子沿导线传递产生电流（发生还原反应:极负为活泼金属且不断溶解为不活泼金属或导电非金属（电解质溶液极而离子移向正_（2）电极名称与反应类型：正 极 一 还 原 反V应；负极T 软 化 反应。（3）电子流向：负极一正极。（4）电流方向：正极一负极。（5）离子流向：阳离子T正极:阴离子T 负极。4、原电池的应用（1）加快氧化还原反应的速率：构成原电池的反应速率比直接接触的反应速率快。例如：在锌与稀H 2 S O 4反应时加入少量C u S 04溶液，C u S 04与锌发生置换反应生成_ y _，从而形成C u一Zn微小原电池，加快产生 H?的速率。（2）比较金属活动性强弱例如：有两种金属a和b,用导线连接后插入稀硫酸中，观察到a极溶解，b极上有气泡产生。由此可判断出a是负 极、b是正 极，且金属活动性：a b（3）设计原电池例如：2 F eC b+C u=2 F eC 1 2+C u C l 2化合价升高的物质负极：C u活泼性较弱的物质正极：C化合价降低的物质电解质溶液：F eC b示意图Cu门FeCl：,溶C液一、化学电源概述一次电池1、化学电源的分类（1）一次电池：也叫做 下 电 池，放电后不可再充电。（2）二次电池：又 称 可 充 电 电池或蓄电池,放电后可以再 充 电 使活性物质获得再生。（3）燃料电池：连 续 地 将 燃 料 和氧 化 剂 的化学能直接转化为电能的化学电源。2、判断电池优劣的主要标准（1）比能量：单位质量 或 单位体积 所能输出电能的多少,单位是（W-h k g r或（W.h）Li。（2）比功率：单位质量或 单位体积 所能输出功率的大小,单位是W-kg i 或 W L 1（3）电池可储存时间的长短。3、化学电池的回收利用使用后的废弃电池中含有大量的重 金 属、酸和碱等有害物质，随处丢弃会给土壤、水 源 等造成严重的污染。废 弃 电 池 要进行回收利用。4、化学电源的发展方向小型化、供电方便、工作寿命长、不需要维护的电池受到人们的青睐。如 银氢 电池、锂离子 电池等。5、一次电池：锌镭干电池普通锌镒干电池 碱性锌镒干电池构造负极：锌正极：石墨棒电解质溶液：氯化镂和氯化锌负极反应物：锌粉正极反应物：二氧化镐电解质溶液：氢氧化钾工作原理负极：Zn-2e-+2N H=Zn(N H3)i+2H+正极：2MnO2+2H+2e=2M n0(0H)总反应：Zn+2NH4C l+2MnO2=Zn(NH3)2C h+2MnO(OH)负极：Zn+2OH-2e-=Z n(O H)2正极：2MnO2+2H2O+2e=2M nO(OH)+20H总反应：Zn+2Mn()2 +2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH”6、二次电池：铅蓄电池放也Pb+PbO2+2H2sO4 充 电 2Pbsc）4+2H2O（1）负极是 Pb,正极是 PbO）,电解质溶液是 H2s04 溶液。（2）放电反应原理负极反应式是P b+S O r-2 e=P b S O4；正极反应式是 PbO2+4H+SOF+2e=PbSO4+2H2O；放电过程中，负极质量的变化是增大,H2sC h溶液的浓度减小。（3）充电反应原理阴极（还原反应）反应式是：PbSO4+2 e-=P b+S O F ;阳极（氧化反应）反应式是：PbSO4+2H2O-2e=P b O2+4H+SO4;充电时，铅 蓄 电 池 正 极 与 直 流 电 源 相 连，负 极 与 直 流 电 源 极 相 连。口诀：”负极接负极,正极接正极”。7,二次电池：锂离子电池r LLitCv 、，LiCoO2 4 含LiPB,的碳酸酯溶液(无水)电极电极反应负极嵌锂石墨(Li.rC y)：L g 一八 七 一 x L i+C正极钻酸锂(LiC oC h)：Li 一 一。2+xLi+oe LiC oO?_放电一总反应LixC y+Lii.vC oO2 充 电 LiC oO2+C v8、氢氧燃料电池是一种清洁高效的燃料电池(1)基本构造正极室负极室质子交换膜电解质(2)工作原理酸性电解质(H2so4)碱性电解质(KOH)负极反应2H2-4e=4 IT2H2-4 e+4 O H =4H2O正极反应O2+4e+4H+=2 H2OCh+4e-+2HzOlOFT总反应2H2+O2=2 H2O(4)燃料电池电极的书写如：C H4碱性(KOH溶液)燃料电池负极反应式书写方法:第一步确定生成物3 。2 产。t co2a+H2O-4+4故 C H 的 最终产物 为 CCT和 H,0；第二步 确定价态变化及电子转移：C HL8e C Oj+H20；第三步依据电解质性质，用 OFT使电荷守恒：C H4-8e+10OH O f +HjO；第四步 最后据氢原子守恒配平H2O的化学计量数：C H4-8e+10OH=CO r+7H 2O 第二节电解质一、电解原理1、实验探究：电解C u C b 溶液电解装置1 ，石星，1丽 矶/厮 拓 湿 润 的 淀浅A 粉碘化钾C i口r|tl 工mT试纸一电解过程分析通电前存在微粒cu2+,cr,H+、OH微粒运动自由移动通电后微粒运动C u 、H移 向 阴 极,Cl、O H 移向阳极电极反应阴极：C u2+2 e-=C u阳极：2C 1 -2e-=C 1 2t电解反应申解CuCh-Cu+C h T实验现象阴极：覆盖一层红色固体阳极：有气泡放出；闻到刺激性的气味；湿润的淀粉碘化钾试纸变为蓝色2、电解和电解池（1）电解：使电流通过 电 解 质 溶 液（或熔融电解质）而在阳极、阴极引起 氧化还原 反应的过程。（2）电解池：将电 能 转 化 为 化 学 能 的装置（也称电解槽）。（3）电解池的构成条件：直流电源；两个电极；电解质溶液或熔融电解质；形 成 闭 合 回 路。3、电解原理（1）电极反应类型：阳极一 氧化 反应:阴极T 还原 反应。（2）电子流向：电 源 负极T阴极:阳极T电 源 正极。（3）电流方向：电 源 正极T阳极:阴极T电 源 负极。（4）离子流向：阳离子T阴极:阴离子一阳极。二、电解原理的应用I、电解饱和食盐水的原理（1）通电前:溶液中的离子是 N a 、C、H 、OFT。（2）通电后：移向阳极的离子是Cl、O H ，C 比 O F T 容易失去电子，被氧化成(3)阳极：2c-2e=C LT(氧化 反应)。(4)移向阴极的离子是Na H，,H 比N a 容易得到电子,被还原成 氢 气。其中H,是由水电离产生的。(5)阴极：2H2O+2e=H 2 T+20H(还原 反应)。(6)总反应：化学方程式为 2NaC l+2H2O=H2T+C l2T+2Na0H；离子方程式为2c+2比0-雪 H2T+Q2T+2OH。2、氯碱工业生产流程(1)阳离子交换膜电解槽淡盐水TNaOH溶液精 制 饱/厂 豆 一含少鼠NaOH)NaCl溶 液 父 换 膜(2)阳离子交换膜的作用：只 允 许 Na卡 等阳离子通过,不允许C 1一、O I F 等阴离子及气体分子通过，可以防止阴极产生的氢 气 与 阳 极 产 生 的 氯 气 混合发生爆炸，也能避免氯气与阴极产生的氢氧化钠反应而影响氢氧化钠的产量。3、氯碱工业产品及其应用(1)氯碱工业产品主要有 NaOH、C L、比、.盐酸、含氯漂白剂。(2)电解饱和食盐水为原理的氯碱工业产品在有机合成、造纸、玻璃、肥皂、纺织、印染、农 药、金属冶炼等领域中广泛应用。5、电冶金（1）金属冶炼的本质：使 矿 石 中 的 金 属 离 子 获 得 电 子 变 成 金 属 单 质 的过程。如 M+”e=M。（2）电解法用于冶炼较活泼的金属（如 钾、钠、镁、铝 等）,但不能电解其盐溶液，应电解其熔融态。如：电解熔融的氯化钠可制取金属钠的反应式：阳极：2CF-2e=C12T；阴极：2N a+2e-=2N a；总反应：2NaC l（熔融）=42N a+Cl2T。电解熔融氯化钠装置示意图第三节金属的腐蚀与防护一、金属的腐蚀1、金属的腐蚀（1）概念：金属或合金与周围的 气体或液体发生 氧化还原反应而引起损耗的现象。其实质是金属原子失 去 电子变为阳离子,金属发 生 且 J 反应.（2）根据与金属接触的气 体 或 液 体 不同,金属腐蚀可分为两类：化学腐蚀：金属与其表面接触的一些物质（如C L、S O?等）直接反应而引起的腐蚀。腐蚀的速率随温 度 升 高 而 加 快。电化学腐蚀：当不 纯 的 金 属 与 电 解 质 溶液接触时会发生原 电 池 反应,比较 3 的金属发生氧化反应而被腐蚀。2、钢铁的电化学腐蚀类别项 析氢腐蚀吸氧腐蚀图形描述Fe2 电解质溶 液 二 一 二 一 二 一：空;：）5竺FeLijjM 而 部 海 瓦=7_OH-钢铁的析氢腐蚀示意图钢铁的吸氧腐蚀示意图条件水膜酸性较强水膜酸性很弱或呈中性负极F e_2e=Fe2正极2 H-+2 e-=H 2TO2+4e-+2H2O=4O H-总反应F e+2 H=F e2+H2T2Fe+O,+2HoO=2Fe(OH)2后续反应最终生成铁锈(主要成分为FezC h-xHzO),反应如下：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,2Fe(OH)3=F e2O3xH2O+(3-x)H2O联系通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍3、实验探究：电化学腐蚀实验操作实验现象实验解释一具支试管彳：11装置中铁、碳和饱和食盐水构成原电池，铁钉发生一吸 氧 腐蚀水过钉盐泡铁厂：食保的：导 管 中 液面上升cuSO j溶液。Zn粒与冒稀盐酸甘 试管中产生气泡的速率快Z n 与 C uS 0 4 反应生成C u,Z n、C u 和稀盐酸 构 成 原 电 池，形成电 化 学 腐蚀，速 率 更 快二、金属的防护1、改变金属材料的组成在金属中添加其他金属或非金属制成性能优异的合 金。如 普 通 钢 加 入 银、铝制 成 不 锈 钢,钛 合金不仅具有优异的抗 腐 蚀 性 能 且 具 有 良 好 的 生物相容性2、在金属表面覆盖保护层在金属表面覆盖致密的保 护 层，将金属制品与周围物质隔开是一种普遍采用的防护方法。如，在钢铁制品表面喷油漆、涂矿物性油脂、覆盖搪瓷等；电镀锌、锡、铭、银等，利用化学方法、离子注入 法、表 面 渗 镀 等方式在金属表面形成稳定的钝 化 膜。3、电化学保护法金属在发生电化学腐蚀时，总是作为原电池L（阳极）的金属被腐蚀，作为 止 极（阴极）的金属不被腐蚀，如果能使被保护的金属成为就不易被腐蚀。（1）牺牲阳极法原电池原理要求：被 保 护 的 金 属 作 正 极，活泼性更强的金属作1_。应用：锅炉内壁、船舶外壳、钢铁闸门安装镁合金或锌块。实 例 实 验 4-4-1：如图装置反应一段时间后，往 F e 电极区滴入2滴黄色 K 3 F e（C N）6（铁氟化钾）溶液，观察实验现象。Zn-L;=4-FeE经过酸化的3%NaCl溶液已知Fe2+与 Fe(CN)6：T反应生成带有特征蓝色的KFe Fe(CN)6沉淀。实验装置电流表阳极(负极区)阴极(正极区)现象指 针 偏转Z n溶解有气 泡 产 生,无蓝色沉淀生成有关反应Zn42H+2e-=H 2T结论溶 液 中 不 含Fe2+,铁作正极未被腐蚀实 例 实 验4-4-2：培养皿中放入含有NaCl的琼脂，并注入56滴酚酷和K31Fe(CN)6溶液，取两个23 cm的铁钉，用砂纸擦光，将裹有锌皮的铁钉放入a,缠有铜丝的铁钉放入b。现象 铁 钉 周 围 变红 铁 钉 周 围 生 成 蓝 色 沉 淀，铜 丝 周 围 变红结论铁 作 为 负极时 易 腐 蚀,作 为 正 极 时未腐蚀电解池原理要求：被 保 护 的 金 属 作 为 阴极，与 电 源 的 负 极 相连。应用：钢铁闸门，高压线铁架，地下管道连接直流电源的 电极