高考化学一轮复习 第一部分 必考部分 第6章 化学反应与能量 电化学 第3节 电解池 金属的腐蚀与防护课件 新人教.ppt
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1、走向高考走向高考 化学化学路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮 吾将上下而求索吾将上下而求索人教人教版版 高考总复习高考总复习2021/8/11 星期三1化学反应与能量电化学化学反应与能量电化学第六章第六章第一部分必考部分第一部分必考部分2021/8/11 星期三2第三节电解池金属的腐蚀与防护第三节电解池金属的腐蚀与防护第六章第六章2021/8/11 星期三3高考风向标高考风向标1高考核心考点高考核心考点2课课 时时 作作 业业32021/8/11 星期三4高考风向标高考风向标2021/8/11 星期三5【考纲要求】【考纲要求】【命题趋势】【命题趋势】1.了解电解池的工作原理,并了解电解池的工作原理,
2、并能写出电极反应及总反应的方能写出电极反应及总反应的方程式。程式。2.掌握电解原理的应用,如氯掌握电解原理的应用,如氯碱工业、电镀、电解精炼等。碱工业、电镀、电解精炼等。3.理解金属发生电化学腐蚀的理解金属发生电化学腐蚀的原因,金属腐蚀的危害,防止原因,金属腐蚀的危害,防止金属腐蚀的措施。金属腐蚀的措施。纵观近几年的高考试题发现,纵观近几年的高考试题发现,高考在本节的考点主要有:一高考在本节的考点主要有:一是电解池的工作原理,如电解是电解池的工作原理,如电解池阴阳极的判断、电极反应式池阴阳极的判断、电极反应式的书写及溶液的书写及溶液pH的变化等;的变化等;二是电解规律及应用,如氯碱二是电解规律
3、及应用,如氯碱工业、粗铜的精炼、电镀等。工业、粗铜的精炼、电镀等。2021/8/11 星期三6高考核心考点高考核心考点2021/8/11 星期三71电解电解(1)定定义义:使使电电流流通通过过电电解解质质溶溶液液(或或熔熔融融的的电电解解质质)而而在在阴阴、阳阳两两极极引引起起_的的过过程程。在在此此过过程程中中,_能转化为能转化为_能。能。(2)特特点点:电电解解是是不不可可逆逆的的;电电解解质质导导电电一一定定发发生生_变化。变化。电解原理电解原理【知识梳理】【知识梳理】氧化还原反应氧化还原反应电电化学化学化学化学2021/8/11 星期三82.电解池电解池(1)概念:电解池是概念:电解池
4、是_的装置。的装置。(2)电解池的构成条件电解池的构成条件有与有与_相连的两个电极。相连的两个电极。两个电极插入两个电极插入_(或或_)中。中。形成形成_。把电能转化为化学能把电能转化为化学能电解质溶液电解质溶液熔融电解质熔融电解质闭合回路闭合回路电源电源2021/8/11 星期三9(3)电极名称及电极反应式电极名称及电极反应式 以用惰性电极电解以用惰性电极电解CuCl2溶液为例:溶液为例:总反应方程式:总反应方程式:_。阴极阴极还原还原反应反应Cu22e=Cu阳极阳极 氧化反应氧化反应 2Cl2e=Cl2 2021/8/11 星期三10负极负极阴极阴极阳极阳极正极正极阴极阴极阳极阳极2021
5、/8/11 星期三113电解产物的判断及有关反应式的书写电解产物的判断及有关反应式的书写(1)判断电解池的阴、阳极判断电解池的阴、阳极H和和OH2021/8/11 星期三12(3)排出阴、阳两极的放电顺序排出阴、阳两极的放电顺序Fe2e=Fe2Cu2e=Cu2Age=Ag2Cl2e=Cl24OH4e=2H2OO22021/8/11 星期三13(4)分分析析电电极极反反应应,判判断断电电极极产产物物,写写出出电电极极反反应应式式,要要注意遵循原子守恒、电荷守恒和电子转移守恒。注意遵循原子守恒、电荷守恒和电子转移守恒。(5)写出电解总反应式写出电解总反应式在在两两极极转转移移电电子子数数目目相相同
6、同的的前前提提下下,两两极极反反应应相相加加即即可可得得总反应的化学方程式或离子方程式。总反应的化学方程式或离子方程式。2021/8/11 星期三144电解规律电解规律(1)电解水型电解水型4OH4e=2H2OO2 4H4e=2H2 H2O 增大增大 减小减小 加加H2O 2021/8/11 星期三154OH4e=2H2OO2 4H4e=2H2 H2O 增大增大 增大增大加加H2O 4OH4e=2H2OO2 4H4e=2H2 H2O 增大增大 不变不变 2021/8/11 星期三16(2)电解电解质型电解电解质型2Cl2e=Cl2 2H2e=H2 HCl 减小减小 增大增大通入通入HCl气体气
7、体 2021/8/11 星期三172Cl2e=Cl2 CuCl2 减小减小 加加CuCl2 Cu22e=Cu 2021/8/11 星期三18(3)放放H2生碱型生碱型2Cl2e=Cl2 2H2e=H2 NaCl和和H2O 增大增大通入通入HCl气体气体 2021/8/11 星期三19(4)放放O2生酸型生酸型2021/8/11 星期三202021/8/11 星期三211书书写写电电解解池池中中电电极极反反应应式式时时,要要以以实实际际放放电电的的离离子子表表示,但书写总电解反应方程式时,弱电解质要写成分子式。示,但书写总电解反应方程式时,弱电解质要写成分子式。2阴阴极极不不管管是是什什么么材材
8、料料,电电极极本本身身都都不不反反应应,一一定定是是溶溶液液(或熔融电解质或熔融电解质)中的阳离子放电。中的阳离子放电。3要要确确保保两两极极电电子子转转移移数数目目相相同同,且且注注明明条条件件“电电解解”。4电电解解水水溶溶液液时时,应应注注意意放放电电顺顺序序中中H、OH之之后后的的离离子一般不参与放电。子一般不参与放电。【易错警示】【易错警示】2021/8/11 星期三22答答案案:一一定定有有化化学学反反应应发发生生,因因为为在在电电解解池池的的两两极极有有电电子子转转移移,发发生生了了氧氧化化还还原原反反应应,生生成成了了新新物物质质,所所以以一一定定有有化化学学反应发生。反应发生
9、。【互动思考】【互动思考】2021/8/11 星期三23答答案案:电电解解质质溶溶液液的的复复原原应应遵遵循循“从从溶溶液液中中析析出出什什么么补补什什么么”的的原原则则,即即从从溶溶液液中中析析出出哪哪种种元元素素的的原原子子,则则应应按按比比例例补补入哪些原子。入哪些原子。2021/8/11 星期三24(1)电电解解NaCl溶溶液液时时析析出出的的是是等等物物质质的的量量的的Cl2和和H2,所所以以应通入氯化氢气体,加入盐酸会引入过多的水。应通入氯化氢气体,加入盐酸会引入过多的水。(2)若若通通电电一一段段时时间间,CuSO4未未电电解解完完(即即Cu2未未全全部部放放电电),使使溶溶液液
10、复复原原应应加加入入CuO,而而加加入入Cu(OH)2会会使使溶溶液液的的浓浓度度降降低低。若若Cu2全全部部放放电电,又又继继续续通通电电一一段段时时间间(此此时时电电解解水水),要要使使溶溶液液复复原原应应加加入入Cu(OH)2或或Cu2(OH)2CO3,若若只只加加入入CuO,此时浓度偏高。,此时浓度偏高。2021/8/11 星期三25【典例透析】【典例透析】2021/8/11 星期三26解解析析本本题题考考查查电电解解基基本本原原理理知知识识,解解答答时时要要抓抓住住电电解解时阴、阳离子的放电顺序。时阴、阳离子的放电顺序。根根据据所所学学的的电电解解原原理理,电电解解CuCl2溶溶液液
11、时时阳阳极极析析出出氯氯气气,阴阴极极析析出出铜铜,排排除除A项项;电电解解CuSO4溶溶液液时时,阴阴极极析析出出铜铜,排排除除B项;电解项;电解NaBr溶液时,阳极析出溴单质,排除溶液时,阳极析出溴单质,排除D项。项。答案答案C2021/8/11 星期三27方法技巧方法技巧分分析析电电解解池池电电极极反反应应和和电电解解产产物物(用用惰惰性性电电极极时时)的的一一般般思思路:路:(1)分析电解质和水的电离,明确溶液中存在哪些离子。分析电解质和水的电离,明确溶液中存在哪些离子。(2)分分析析阴阴、阳阳离离子子的的移移动动方方向向,明明确确阴阴、阳阳两两极极附附近近的的哪些离子。哪些离子。(3
12、)根根据据阳阳极极发发生生氧氧化化反反应应、阴阴极极发发生生还还原原反反应应,以以及及氧氧化化性性、还还原原性性的的强强弱弱顺顺序序,判判断断离离子子发发生生反反应应的的先先后后顺顺序序,最最后分析得出产物。后分析得出产物。2021/8/11 星期三28【跟踪演练】【跟踪演练】2021/8/11 星期三29A铜电极附近观察到黄绿色气体铜电极附近观察到黄绿色气体B石墨电极附近溶液先变红石墨电极附近溶液先变红C溶液中的溶液中的Na向石墨电极移动向石墨电极移动D铜电极上发生还原反应铜电极上发生还原反应解解析析:考考查查电电解解池池反反应应原原理理的的应应用用。A电电解解饱饱和和食食盐盐水水时时,若若
13、电电极极为为惰惰性性电电极极,则则两两极极分分别别产产生生氯氯气气和和氢氢气气,而而现现在在Cu作作电电极极时时仍仍产产生生两两种种气气体体,说说明明Cu为为阴阴极极,所所以以石石墨墨为为阳阳极,则石墨电极附近有氯气产生,错误;极,则石墨电极附近有氯气产生,错误;2021/8/11 星期三30B石石墨墨为为阳阳极极,所所以以是是氯氯离离子子放放电电生生成成氯氯气气,Cu为为阴阴极极,氢氢离离子子放放电电生生成成氢氢气气,则则铜铜电电极极附附近近溶溶液液先先变变红红,错错误误;C电电解解池池中中的的阳阳离离子子向向阴阴极极移移动动,所所以以钠钠离离子子向向Cu极极移移动动,错错误误;D铜电极为阴
14、极,发生还原反应,正确,答案选铜电极为阴极,发生还原反应,正确,答案选D。答案:答案:D2021/8/11 星期三312021/8/11 星期三32答案:答案:A2021/8/11 星期三332021/8/11 星期三34答案:答案:D2021/8/11 星期三35一、电解产物分析一、电解产物分析(1)若若阴阴极极为为H放放电电,则则阴阴极极区区c(OH)增增大大,pH增增大大;若若阳阳极极为为OH放放电电,则则阳阳极极区区c(H)增增大大,pH减减小小;若若阴阴极极、阳阳极极同同时时有有H、OH放放电电,相相当当于于电电解解水水,电电解解质质溶溶液液浓浓度度增大。增大。(2)用用惰惰性性电电
15、极极电电解解电电解解质质溶溶液液时时,若若要要使使电电解解后后的的溶溶液液恢恢复复到到原原状状态态,应应遵遵循循“缺缺什什么么加加什什么么,缺缺多多少少加加多多少少”的的原原则,一般加入阴极产物与阳极产物的化合物。则,一般加入阴极产物与阳极产物的化合物。(3)电电解解过过程程中中产产生生的的H或或OH,其其物物质质的的量量等等于于转转移移电电子的物质的量。子的物质的量。【总结提升】【总结提升】2021/8/11 星期三362021/8/11 星期三371氯碱工业氯碱工业电解饱和食盐水电解饱和食盐水(1)概概 念念:用用 电电 解解 饱饱 和和 NaCl溶溶 液液 的的 方方 法法 来来 制制
16、取取_、_和和_,并并以以它它们为原料生产一系列化工产品的工业,称为们为原料生产一系列化工产品的工业,称为_。电解原理的应用电解原理的应用【知识梳理】【知识梳理】NaOHH2Cl2氯碱工业氯碱工业 2021/8/11 星期三38(2)电极反应电极反应2021/8/11 星期三39阳极:阳极:_(反应类型:反应类型:_)阴极:阴极:_(反应类型:反应类型:_)总反应方程式:总反应方程式:_离子方程式:离子方程式:_2Cl2e=Cl2氧化反应氧化反应 2H2e=H2 还原反应还原反应 2021/8/11 星期三40(3)阳阳离离子子交交换换膜膜的的作作用用:_ _。阳阳离离子子交交换换膜膜只只允允
17、许许Na通通过过,阻阻止止Cl2、H2、OH通通过过,这这样样既既能能防防止止阴阴极极产产生生的的H2和和阳阳极极产产生生的的Cl2相相混混合合而而引引起起爆爆炸炸,又又能能避避免免Cl2和和NaOH溶溶液作用生成液作用生成NaClO而影响烧碱的质量而影响烧碱的质量2021/8/11 星期三412电镀和电解精炼铜电镀和电解精炼铜2021/8/11 星期三42镀层镀层粗铜粗铜待镀待镀纯铜纯铜镀层镀层Cu2e=Cu2 阳离子阳离子 阳极泥阳极泥 Cu22e=Cu Cu22e=Cu 基本不变基本不变减小减小 2021/8/11 星期三432021/8/11 星期三44电解原理应用中的注意要点电解原理
18、应用中的注意要点1电电解解或或电电镀镀时时,电电极极质质量量减减少少的的电电极极必必为为金金属属电电极极阳阳极极;电电极极质质量量增增加加的的电电极极必必为为阴阴极极,即即溶溶液液中中的的金金属属阳阳离离子得电子变成金属吸附在阴极上。子得电子变成金属吸附在阴极上。2电电镀镀时时,阳阳极极(镀镀层层金金属属)失失去去电电子子的的数数目目跟跟阴阴极极镀镀层层金属离子得到电子的数目相等,因此电镀液的浓度保持不变。金属离子得到电子的数目相等,因此电镀液的浓度保持不变。【易错警示】【易错警示】2021/8/11 星期三45答答案案:阳阳极极产产物物Cl2可可以以用用淀淀粉粉KI试试纸纸检检验验,阴阴极极
19、产产物物H2可以通过点燃检验,可以通过点燃检验,NaOH可以用酚酞试剂检验。可以用酚酞试剂检验。【互动思考】【互动思考】2021/8/11 星期三46答答案案:粗粗铜铜中中往往往往含含有有锌锌、铁铁、镍镍、银银、金金等等多多种种金金属属杂杂质质,当当含含杂杂质质的的铜铜在在阳阳极极不不断断溶溶解解时时,金金属属活活动动性性位位于于铜铜之之前前的的金金属属杂杂质质,如如Zn、Fe、Ni等等也也会会同同时时失失去去电电子子,但但是是它它们们的的阳阳离离子子比比铜铜离离子子难难以以还还原原,所所以以它它们们并并不不能能在在阴阴极极析析出出,而而只只能能以以离离子子的的形形式式留留在在电电解解液液里里
20、。金金属属活活动动性性位位于于铜铜之之后后的的银银、金金等等杂杂质质,因因为为失失去去电电子子的的能能力力比比铜铜弱弱,难难以以在在阳阳极极失失去去电电子子变变成成阳阳离离子子而而溶溶解解,所所以以当当阳阳极极的的铜铜等等失失去去电电子子变变成成阳阳离离子子溶溶解解之之后后,它它们们以以金金属属单单质质的的形形式式沉沉积积在在电电解解槽槽底底部部,形形成成阳阳极极泥。泥。2021/8/11 星期三472021/8/11 星期三48(4)工业上可以通过电解工业上可以通过电解MgCl2溶液制备溶液制备Mg。()(5)电电解解精精炼炼铜铜时时,同同一一时时间间内内阳阳极极溶溶解解铜铜的的质质量量比比
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