2022年电解池、金属腐蚀知识点 .pdf

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1、第三节电解池电解质溶液的导电我们知道，金属导电时，是金属内部的自由电子发生的定向移动，而电解质溶液的导电与金属导电不同。通电前电解质溶液中阴、阳离子在溶液中自由地移动；通电后在电场的作用下，这些自由移动的离子改作定向移动，带负电荷的阴离子由于静电作用向阳极移动，带正电荷的阳离子则向阴极移动。电极名称：电解池中与直流电源负极相连的电极叫阴极，与直流电源正极相连的电极叫阳极。物质能否导电是由其内部能否形成定向移动的自由电荷所决定的，对金属就是自由电子，而对电解质溶液就是自由移动的阴阳离子。电解原理1概念： 使电流通过电解质溶液（或熔化的电解质）而在阴，阳两极引起的氧化还原反应的过程。注意：电源是指

2、直流电源2. 电解池 : （1）装置特点：将电能转化为化学能。（2）形成条件：1与电源相连的两个电极；2电解质溶液（或熔化的电解质）；3或形成闭合回路（3）电极名称：1阳极：连电源正极，发生氧化反应。2阴极：连电源负极，发生还原反应。（4）电解结果：在两极上有新物质生成。（5）实例： 2CuSO4+ 2H2O =电解= 2Cu+2H2SO4 + O23电解池原理应用铜的电解精炼粗铜中常含有Fe.Zn.Ni.Ag.Au等，通电时，阳极发生的主要反应。阳极： Cu-2e- = Cu2+Fe.Zn.Ni放电成为Fe2+ .Zn2+ . Ni2+, Ag.Au等不放电而在阳极沉积下来. 阴极 : Cu

3、2+2e-=Cu电解精炼是电解原理的应用之一, 在精炼过程中 , 电解液 CuSO4 溶液的浓度基本不变, 但需定时除去其中的杂质. . 电镀铜 (1) 电镀时应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其它金属或合金的过程. 它是一种特殊的电解过程, 即阳极本身也参加了电极反应. 电镀时把待镀金属做阴极, 镀层金属做阳极, 含有镀层金属离子的溶液作电解( 镀) 液. (2) 电镀的特点 :a. 阳极参加了反应, 被逐渐腐蚀 ; b.在电镀过程中 , 电解液浓度保持不变. (3) 电镀铜电解质溶液 CuSO4 溶液阳 极 及 电 极 反应金属铜Cu-2e- = Cu2+阴 极 及 电 极 反应镀件金属

4、Cu2+2e-=Cu 1、氯碱工业(1) 概念 : 用电解饱和食盐的方法来制取和H2, 并以它们为原料生产一系列化工产品的工业，称为氯碱工业。(2) 原理阳极（ C） ： 2Cl-2e-= Cl2阴极 (Fe) ： 2H+2e-= H2 总反应： 2NaCl+ 2H2O=电解=2NaOH+ Cl2 + H2 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - 4电解规律1电极产物的判断因此，离子的氧化性越强，越容易在阴极得电子，而离

5、子的还原能力越强，越容易在阳极失电子。2电解后溶液pH的变化（1）由电解总方程式判断整体的变化（2）由电极反应式判断局部的变化，阴极：H+放电， pH增大；阳极： OH-放电， pH变小。3用惰性电极电解溶液时的情况分析类型电析反应特点实例电解对象电解质浓度 pH 复原电解质溶液电解水型阴极 (Fe) ：2H+2e-= H2阳极：4OH-4e-=2H2O + O2NaOH 水增大增大加水H2SO4水增大减小加水Na2SO4水增大不变加水分解电解质型电解质电离出的阴阳离子分别在两级放电 HCl 电解质减小增大加氯化氢 CuCl2 电解质减小减小加氯化铜放 H2生碱型阴： H2O放 H2生成碱阳：

6、电解质阴离子放电NaCl 电解质和水生成新电解质增大加氯化氢放 O2生酸型阴：电解质阳离子放电阳： H2O放 O2生成酸CuSO4电解质和水生成新电解质减小加氯化铜第四节金属的电化学腐蚀和防护一、金属的电化学腐蚀（1）金属腐蚀内容：（2）金属腐蚀的本质：都是金属原子失去电子而被氧化的过程（3）金属腐蚀的分类：化学腐蚀金属和接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀电化学腐蚀不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应。比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。化学腐蚀与电化腐蚀的比较名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - -

7、- - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - 电化腐蚀化学腐蚀条件不纯金属或合金与电解质溶液接触金属与非电解质直接接触现象有微弱的电流产生无电流产生本质较活泼的金属被氧化的过程金属被氧化的过程关系化学腐蚀与电化腐蚀往往同时发生，但电化腐蚀更加普遍，危害更严重（4） 、电化学腐蚀的分类：析氢腐蚀腐蚀过程中不断有氢气放出条件：潮湿空气中形成的水膜,酸性较强（水膜中溶解有CO2、SO2、H2S等气体）电极反应：负极: Fe 2e- = Fe2+ 正极 : 2H+ + 2e- = H2 总式： Fe + 2H+ = Fe2+ +

8、H2 吸氧腐蚀反应过程吸收氧气条件：中性或弱酸性溶液电极反应：负极: 2Fe 4e- = 2Fe2+ 正极 : O2+4e- +2H2O = 4OH- 总式： 2Fe + O2 +2H2O =2 Fe(OH)2离子方程式： Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2 生成的Fe(OH)2被空气中的O2氧化，生成Fe(OH)3， Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3Fe(OH)3脱去一部分水就生成Fe2O3x H2O（铁锈主要成分）规律总结：金属腐蚀快慢的规律：在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防腐措施的腐蚀防腐措

9、施由好到坏的顺序如下：外接电源的阴极保护法牺牲负极的正极保护法有一般防腐条件的腐蚀无防腐条件的腐蚀二、金属的电化学防护1、利用原电池原理进行金属的电化学防护（1） 、牺牲阳极的阴极保护法原理：原电池反应中，负极被腐蚀，正极不变化应用：在被保护的钢铁设备上装上若干锌块，腐蚀锌块保护钢铁设备负极：锌块被腐蚀；正极：钢铁设备被保护（2） 、外加电流的阴极保护法原理：通电，使钢铁设备上积累大量电子，使金属原电池反应产生的电流不能输送，从而防止金属被腐蚀应用：把被保护的钢铁设备作为阴极，惰性电极作为辅助阳极，均存在于电解质溶液中，接上外加直流电源。通电后电子大量在钢铁设备上积累，抑制了钢铁失去电子的反应

10、。2、改变金属结构：把金属制成防腐的合金3、把金属与腐蚀性试剂隔开：电镀、油漆、涂油脂、表面钝化等原电池和电解池比较1原电池和电解池的比较：装置原电池电解池实例原理使氧化还原反应中电子作定向移动，从而形成电流。这种把化学能转变为电能的装置叫做原电池。使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解。这种把电能转变为化学能的装置叫做电解池。形成条件电极：两种不同的导体相连；电解质溶液：能与电极反应。电源；电极（惰性或非惰性）；电解质（水溶液或熔化态）。反应类型自发的氧化还原反应非自发的氧化还原反应名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - -

11、 - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - 电极名称由电极本身性质决定：正极：材料性质较不活泼的电极；负极：材料性质较活泼的电极。由外电源决定：阳极：连电源的正极；阴极：连电源的负极；电极反应负极： Zn-2e-=Zn2+ （氧化反应）正极： 2H+2e-=H2（还原反应）阴极： Cu2+ +2e- = Cu （还原反应）阳极： 2Cl-2e-=Cl2（氧化反应）电子流向负极正极电源负极阴极；阳极电源正极电流方向正极负极电源正极阳极；阴极电源负极能量转化化学能电能电能化学能应用抗金属的电化腐蚀；实用电池。电

12、解食盐水（氯碱工业）；电镀（镀铜） ；电冶（冶炼Na、Mg、Al） ；精炼（精铜） 。2化学腐蚀和电化腐蚀的区别化学腐蚀电化腐蚀一般条件金属直接和强氧化剂接触不纯金属，表面潮湿反应过程氧化还原反应，不形成原电池。因原电池反应而腐蚀有无电流无电流产生有电流产生反应速率电化腐蚀化学腐蚀结果使金属腐蚀使较活泼的金属腐蚀3吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区别电化腐蚀类型吸氧腐蚀析氢腐蚀条件水膜酸性很弱或呈中性水膜酸性较强正极反应O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-2H+ + 2e-=H2负极反应Fe 2e-=Fe2+Fe 2e-=Fe2+腐蚀作用是主要的腐蚀类型，具有广泛性发生在某些局部区域内4电解、电离

13、和电镀的区别电解电离电镀条件受直流电作用受热或水分子作用受直流电作用实质阴阳离子定向移动，在两极发生氧化还原反应阴阳离子自由移动，无明显的化学变化用电解的方法在金属表面镀上一层金属或合金实例CuCl2电解= CuCl2CuCl2=Cu2+2Cl阳极Cu 2e- = Cu2+阴极Cu2+2e- = Cu 关系先电离后电解，电镀是电解的应用5电镀铜、精炼铜比较电镀铜精炼铜形成条件镀层金属作阳极，镀件作阴极，电镀液必须含有镀层金属的离子粗铜金属作阳极，精铜作阴极，CuSO4溶液作电解液电极反应阳极 Cu 2e- = Cu2+ 阴极 Cu2+2e- = Cu 阳极： Zn - 2e- = Zn2+Cu

14、 - 2e- = Cu2+等阴极： Cu2+ + 2e- = Cu 溶液变化电镀液的浓度不变溶液中溶质浓度减小6电解方程式的实例（用惰性电极电解） ：电解质溶液阳极反应式阴极反应式总反应方程式（条件：电解）溶液酸碱性变化CuCl22Cl-2e-=Cl2Cu2+ +2e-= Cu CuCl2= Cu +Cl2HCl 2Cl-2e-=Cl22H+2e-=H22HCl=H2+Cl2酸性减弱Na2SO44OH-4e-=2H2O+O22H+2e-=H22H2O=2H2+O2不变H2SO44OH-4e-=2H2O+O22H+2e-=H22H2O=2H2+O2消耗水，酸性增强NaOH 4OH-4e-=2H2

15、O+O22H+2e-=H22H2O=2H2+O2消耗水，碱性增强NaCl 2Cl-2e-=Cl22H+2e-=H22NaCl+2H2O=H2+Cl2+2NaOH H+放电，碱性增强名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - CuSO44OH-4e-=2H2O+O2Cu2+ +2e-= Cu 2CuSO4+2H2O=2Cu+ O2+2H2SO4OH放电 ,酸性增强名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - -