_高考化学第一轮考点突破复习课件18.ppt

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1、第3节 电解池,金属的电化学腐蚀与防护,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理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害及防,止金属腐蚀的措施。, 回归教材 一、电解池 1概念 在_的作用下，在两电极上分别发生_和 _的过程叫电解。通过电解使不能自发进行的反应顺 利进行。电解过程中电能转化为_。将电能转化为化 学能的装置称为_。,直流电,氧化反应,还原反应,化学能,电解池,2电解原理,电子从外接电源的_ 流出，经导线到达电解池的 _。电解质溶液中的_移向阴极，氧化性强的离子 在阴极获得电子而被还原，发生还原反应；与此同时，电解质溶 液中的_移向阳极，其中还原性强的离子

2、在_上失 去电子(也可能是阳极很活泼，本身失去电子)而被氧化，发生氧 化反应。这样电子又从电解池的_流出，沿导线流回外接 直流电源的_。,负极,阴极,阳离子,阴离子,阳极,阳极,正极,3电极的判断及电极反应,正极,氧化反应,阳极与电源_相连，溶液中阴离子移向此极，失 去电子，发生_；阴极与电源_相连，溶液 中阳离子移向此极，得到电子，发生_。,负极,还原反应,二、金属的腐蚀与保护 1金属腐蚀的实质：金属原子_电子被氧化而消,耗的过程。,化学反应,原电池,2金属腐蚀的分类,同时,电化学,化学,(1)化学腐蚀：金属与接触的物质直接发生_而引 起的腐蚀。 (2) 电化学腐蚀：不纯的金属跟电解质溶液接

3、触，发生,_反应，较活泼的金属被氧化的腐蚀。,电化学,(3)两种腐蚀往往_发生，但_腐蚀更普遍， 速度快，危害更重。_腐蚀无电流产生，_腐蚀 有电流产生。,失去,3电化学腐蚀的常见类型,较强,很弱(或呈中性),O24e2H2O = 4OH,2H2e=H2,4.金属的防护,内部,表现,阴极,正极,(1)改变金属的_组织结构。 (2)在金属_覆盖保护层。常见方式：涂油脂、油漆 或覆盖搪瓷、塑料等；使表面生成致密氧化膜；在表面镀一层 有自我保护作用的另一种金属。 (3)电化学保护法：外加电源的阴极保护法接上外加直 流电源构成电解池，被保护的金属作_；牺牲阳极的阴 极保护法外加负极材料，构成原电池，被

4、保护的金属作 _。,5金属腐蚀快慢的规律 (1)电解原理引起的阳极腐蚀原电池原理引起的负极腐 蚀化学腐蚀有防护措施的腐蚀。 (2)对同一种金属，强电解质溶液弱电解质溶液非电解 质溶液。活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，腐蚀越快。 (3)对同一种电解质溶液，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。,三、电解的应用 1精炼与电镀,减小,阳,阴,不变,Cu2e=Cu2,Cu22e=Cu,Cu2,阳,阴,钠的冶炼：2NaCl=2NaCl2,Mg的冶炼：MgCl2=MgCl2,Al的冶炼：2Al2O3=4Al3O2,2.冶炼活泼金属,Na、Mg、Al 等活泼金属都可用电解它们的熔融盐或氧化,物的方法制得。,电解

5、,电解,电解, 自主测评 1(2013 年北京高考)用石墨电极电解 CuCl2 溶液(如下图)。,下列分析正确的是(,)。,Aa 端是直流电源的负极 B通电使 CuCl2 发生电离 C阳极上发生的反应：Cu22e=Cu D通电一段时间后，在阴极附近观察到 黄绿色气体,解析：由溶液中离子移动方向可知，U 型管左侧电极是阴 极，连接电源的负极，a端是电源的负极，A正确；通电使CuCl2 发生电解，不是电离，B 错误；阳极发生氧化反应，Cl在阳极 放电：2Cl2e=C12，C 错误；Cl发生氧化反应，在阳 极放电生成Cl2，D 错误。,答案：A,2电渗析法将海水进行淡化，其原理如下图。已知海水中,下

6、列叙述中正确的是(,)。,A通电后，海水中阴离子往 b 电极处运动 BA 膜是阳离子交换膜 C通电后，a 电极的电极反应式为：4OH4e=O2 2H2O D通电后，b 电极上产生无色气体，溶液中出现少量白色 沉淀,答案：D,解析：a极为阳极，海水淡化时阴离子向a极移动，故A膜为阴离子交换膜，A、B错误；因为Cl的失电子能力比OH强，故a阳极上的反应式为：2Cl2e=Cl2，C错误；b阴极的电极反应式为：2H2e=H2，剩余的OH与Mg2生成白色沉淀，D正确。,答案：B,4(2014 年广东广州一模)某小组设计电解饱和食盐水的装 置如下图，通电后两极均有气泡产生，下列叙述正确的是,(,)。 A铜

7、电极附近观察到黄绿色气体 B石墨电极附近溶液呈红色 C溶液中的 Na向石墨电极移动 D铜电极上发生还原反应,解析：通电后两极都有气泡产生，说明铜作阴极，发生还原反应：2H2e =H2，石墨作阳极，发生氧化反应：2Cl2e=Cl2，故A、B、C项错误，D项正确。 答案：D,5(2013 年北京高考)下列金属防腐的措施中，使用外加电,流的阴极保护法的是(,)。,A水中的钢闸门连接电源的负极 B金属护栏表面涂漆 C汽车底盘喷涂高分子膜 D地下钢管连接镁块 解析：钢闸门连接电源的负极，为电解池的阴极，被保护， 属于外加电流的阴极保护法，A正确；涂漆、喷涂高分子膜是 在金属表面覆盖保护层，B、C错误；镁

8、比铁活泼，构成原电池， 铁为正极，被保护，是牺牲阳极的阴极保护法，D错误。 答案：A,重点一 惰性电极电解的一般规律 1放电顺序 (1)阴极放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料无关。放 电顺序是：,得电子由难到易 (2)若为活性电极作阳极，则电极本身失去电子，发生氧化 反应；若是惰性电极作阳极，则溶液中的阴离子放电，放电顺 序是：,K、Ca2、Na、Mg2、Al3、Zn2、Fe2(H)、Cu2、Hg2、Ag、Au3,2放电规律,3.电极反应式和电解方程式的书写 (1)必须在连接号上标明通电或电解。,(2)书写电解池中电极反应式时，要以实际放电的离子表 示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写

9、成分子式。,(3)要确保两极电子转移数目相同。,(4)电解水溶液时，应注意放电顺序中 H、OH之后的离子,一般不参与放电。,(5)电极反应式与电解方程式。,电解,电解,电解,(续表),【例1】下列各组中，每种电解质溶液电解时只生成氢气,和氧气的是(,)。,AHCl、CuCl2、Ba(OH)2 BNaOH、CuSO4、H2SO4 CNaOH、H2SO4、Ba(OH)2 DNaBr、H2SO4、Ba(OH)2,中OH之后；电解HCl 的方程式为：2HCl,解析：电解时只生成氢气和氧气，则电解质所含的阳离子 在金属活动性顺序表中铜之前，阴离子失电子能力在放电顺序,Cl2H2，,A错误；电解CuSO4

10、溶液的方程式为：2CuSO42H2O,2Cu,2H2SO4 O2，B 错误；电解NaBr 的方程式为：2NaBr,2H2O,2NaOHH2Br2，D错误。,答案：C,重点二,原电池和电解池的比较,1原电池、电解池、电镀池判定 若无外接电源，可能是原电池，然后根据原电池的形成条 件判定；若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电 解池或电镀池，当阳极金属与电解质溶液中的金属离子相同则 为电镀池；若为无明显外接电源的串联电路，则利用题中信息 找出能发生自发氧化还原反应的装置为原电池。放电时相当于 原电池，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；充电时相当 于电解池，放电时的正极变为电解池的阳极，与

11、外电源正极相 连，负极变为阴极，与外电源负极相连。,2原电池和电解池的比较,(续表),【例2】将如下图所示实验装置的 K 闭合，下列判断正确,的是(,)。,ACu 电极上发生还原反应 B电子沿 ZnabCu 路径流动 D片刻后可观察到滤纸 b 点变红色,解析：K 闭合时，Zn 和Cu 构成原电池，Cu 作正极，发生 还原反应，A 正确；在电解Na2SO4溶液时，电子不能流入电解 质溶液中，即ab 电子不能通过，B 错误；甲池中硫酸根离 子没有放电，所以浓度不变，C 错误；b 为阳极，OH放电，使 得b 附近溶液显酸性，不能使酚酞变红，D 错误。,答案：A,电化学题型解题策略,电化学考查的重点是

12、原电池和电解池的工作原理、电极方程 式的书写与判断、电解产物的判断、电子转移的数目和方向、电 解质溶液中离子的移动方向、电极附近溶液 pH 的变化、电子得 失守恒规律在计算中的运用、金属的腐蚀与防护等。,1电极的判断：在原电池中，元素化合价升高的物质，是 负极材料或是在负极上发生氧化反应的物质；元素化合价降低的 物质，是正极材料或是在正极上发生还原反应的物质。在电解池 中，元素化合价升高的物质，是阳极材料或是在阳极上发生氧化 反应的物质；元素化合价降低的物质，是阴极材料或是在阴极上 发生还原反应的物质，即 “负氧正还、阳氧阴还”。,电极反应发生后是否有H或OH生成，若有，则电极附近溶,2电极反

13、应式的书写和判断：电化学试题的分析一般是从 化合价着手，对于原电池，化合价升高的作为负极，化合价降 低的作为正极，两极方程式相加即可得总反应。对于电解池， 化合价升高的作为阳极，降低的作为阴极。两者之间的关系是： 正极反应式颠倒即为阳极反应式，负极反应式颠倒即为阴极反 应式。,3电极附近溶液酸碱性的变化：写出电池的电极反应，看,液中的酸性或碱性会增强，pH 会减小或增大。但整个电解质溶 液的酸碱性变化要根据电池总反应来判断。,4电解质溶液中离子的移动方向判断：先分清是原电池还 是电解池，再判断出正、负极或阴、阳极，确定电极得失电子 情况，得电子的电极吸引电解质溶液中的阳离子，失电子的电 极吸引

14、电解质溶液中的阴离子。,【例3】(1)全钒液流储能电池是利用不同价态离子对应的 氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置，其原理如 下图所示：,电时若转移的电子数为3.011023个，左槽溶液中n(H)的变化,当左槽溶液逐渐由黄变蓝，其电极反应式为：_,_。,充电过程中，右槽溶液颜色逐渐由_ 色变为,_色。,放电过程中氢离子的作用是_和_；充,量为_。,(2)以碘为原料，通过电解制备碘酸钾的实验装置如下图所,示：,电解前，先将一定量的精制碘 溶于过量氢氧化钾溶液，溶解时发 生反应：3I26KOH=5KIKIO3 3H2O，将该溶液加入阳极区。另 将氢氧化钾溶液加入阴极区，电解 槽用水冷却。

15、电解时，阳极上发,生反应的电极反应式为：_；阴极上观察到的实 验现象是_。,(3)以铝材为阳极，在 H2SO4 溶液中电解，铝材表面形成氧 化膜，阳极电极反应式为：_。取少量废电 解液，加入 NaHCO3 溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的 原因是_。镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而 不用石墨作阳极的原因是_。,解析：(1)左槽中，黄变蓝即为VO 生成VO2，V的化合价从5降低为4，由此写出电极反应式。作为原电池，左槽得电子，而右槽失电子；充电作为电解池处理，右槽中则为得电子，对应化合价降低，即为V3生成V2，颜色由绿生成紫。由电极反应式知，H参与了反应。溶液中离子的定向移动可形成电流。n

16、N/NA3.011023/(6.021023)0.5 mol。,考点一,电解池工作原理,1(2013 年海南高考)下图所示的电解池和中，a、b、 c 和 d 均为 Pt 电极。电解过程中，电极 b 和 d 上没有气体逸出， 但质量均增大，且增重 bd 。符合上述实验结果的盐溶液是,(,)。,解析：题意表明b、d 没有气体逸出，所电解的盐溶液中金 属元素，应该在金属活动顺序表中氢以后，只有D 符合题意。,答案：D,2Cu2O 是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制 取Cu2O 的电解池示意图如下图，电解总反应为 ： 2Cu H2O,=Cu2OH2。下列说法正确的是(,)。,A石墨电极上产生氢

17、气 B铜电极发生还原反应 C铜电极接直流电源的负极 D当有 0.1 mol 电子转移时， 有 0.1 mol Cu2O 生成 解析：根据反应方程式及原图可知，铜极发生氧化反应， 连接电源正极，当有0.1 mol 电子转移时，有0.05 mol Cu2O 生 成，石墨极发生还原反应。 答案：A,321世纪是钛的世纪。在800 1000 时电解熔融 TiO2,可制得钛，装置如下图所示。下列叙述正确的是(,)。,Aa 为电源的正极 B石墨电极上发生还原反应 C阴极发生的反应为： TiO24e=Ti2O2 D每生成 0.1 mol 钛，转移电子 0.2 mol 解析：由O2移动方向可知b为电源正极，A

18、错误；b 为电 源正极，石墨电极上发生氧化反应，B 错误；每生成0.1 mol 钛，转移电子0.4 mol，D 错误。 答案：C,考点二,金属腐蚀与保护,4(2013 年上海高考)糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性 铁粉、氯化钠、炭粉等，其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。下,列分析正确的是(,)。,A脱氧过程是吸热反应，可降低温度，延长糕点保质期 C脱氧过程中碳做原电池负极，电极反应为：2H2OO2 4e=4OH D含有 1.12 g 铁粉的脱氧剂，理论上最多能吸收氧气 336 mL(标准状况),B脱氧过程中铁作原电池正极，电极反应为：Fe3e=Fe3,答案：D,解析：脱氧过程是放热反应，铁作为

19、电池负极(Fe2e= Fe2)，碳作为原电池正极(2H2OO24e=4OH)，生成的Fe2会继续被O2氧化。,5下列叙述正确的是(,)。,A装置在反应过程中自始至终只生成红棕色气体 B装置开始阶段铁丝只发生析氢腐蚀 C装置在反应过程中能产生氢气 D装置在反应结束时溶液中的金属阳离子只有 Cu2,解析：装置形成原电池，铁被浓硝酸钝化，铜作负极， 铁作正极，反应的实质是铜与浓硝酸发生氧化还原反应，开始 生成二氧化氮，硝酸变稀后生成一氧化氮；浓硝酸变稀后，铁 和铜两个电极转换，溶液中会有亚铁离子生成；装置开始发 生的是化学腐蚀不是电化学腐蚀，铁、氧气和水反应生成铁锈， 氧气消耗后压强变小左边液面上升，接触后发生析氢腐蚀，有 氢气放出。,答案：C,