电解池 金属的电化学腐蚀与防护演示文稿

1、电解池金属的电化学腐蚀与防护考纲要求1.了解电解池的工作原理，能写出电极反响和电池反响方程式。2.理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。考点一电解的原理1电解定义在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反响和复原反响的过程。2能量转化形式电能转化为化学能。3电解池(1)构成条件有与电源相连的两个电极。电解质溶液(或熔融盐)。形成闭合回路。(2)电极名称及电极反响式(如图)(3)电子和离子移动方向电子：从电源负极流向电解池的阴极；从电解池的阳极流向电源的正极。离子：阳离子移向电解池的阴极；阴离子移向电解池的阳极 4分析电解过程的思维程序(1)首先判断阴、阳极，分析

2、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。注意阴极不管是什么材料，电极本身都不反响，一定是溶液 (或熔融电解质)中的阳离子放电。最常用、最重要的放电顺序是：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)分析电极反响，判断电极产物，写出电极反响式，要注意

3、遵循原子守恒和电荷守恒。(5)最后写出电解反响的总化学方程式或离子方程式。 1用分析电解过程的思维程序分析电解以下物质的过程，并总结电解规律(用惰性电极电解)2.电解过程中放H2生碱型和放O2生酸型的实质是什么？ 放H2生碱型的实质是水电离出的H放电，破坏了水的电离平衡，使OH浓度增大，放O2生酸型的实质是水电离出的OH放电，破坏了水的电离平衡，使H浓度增大。 3(1)上表中要使电解后的NaCl溶液复原，滴加盐酸可以吗？电解质溶液的复原应遵循“从溶液中析出什么补什么的原那么，即从溶液中析出哪种元素的原子，那么应按比例补入哪些原子。(2)上表中要使电解后的CuSO4溶液复原，参加Cu(OH)2固

4、体可以吗？ 同理，使CuSO4溶液复原应参加CuO，而参加Cu(OH)2也会使溶液的浓度降低。 4在框图推断中假设出现“AH2O BCD的模式，那么A一般可能为什么物质？CuSO4、NaCl(KCl)或AgNO3，要视其他条件而定。 题组一电解原理和电解规律的考查1用惰性电极电解以下溶液，电解一段时间后，阴极质量增加，电解液的pH下降的是()ACuSO4 BNaOH CBaCl2 DH2SO42用铂电极电解一定浓度的以下物质的水溶液，在电解后的电解液中加适量水，能使溶液浓度恢复到电解前浓度的是()ANaCl BNa2CO3 CCuSO4 DK2SAB3右图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装

5、置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加几滴石蕊溶液。以下实验现象描述正确的选项是 ()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Ca电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色Da电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色D题组二电极反响式、电解总方程式的书写4按要求书写有关的电极反响式及总方程式。(1)用惰性电极电解AgNO3溶液：阳极反响式_；阴极反响式_；总反响离子方程式_。(2)用惰性电极电解MgCl2溶液阳极反响式_；阴极反响式_；总反响离子方程式_。4OH4e=O22H2O4Ag4e=4Ag4Ag2H2O 4AgO24H 2Cl2e=Cl2 2H2e=H2Mg22

6、Cl2H2O Mg(OH)2Cl2H2(3)用铁作电极电解NaCl溶液阳极反响式_；阴极反响式_；总化学方程式_。(4)用铜作电极电解盐酸溶液阳极反响式_；阴极反响式_；总反响离子方程式_。Fe2e=Fe22H2e=H2Fe2H2O Fe(OH)2H2Cu2e=Cu2 2H2e=H2Cu2H Cu2H25.以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材外表形成氧化膜，阳极电极反响式为_。.用Al单质作阳极，石墨作阴极，NaHCO3溶液作电解液进行电解，生成难溶物R，R受热分解生成化合物Q。写出阳极生成R的电极反响式：_。6CuI是一种不溶于水的白色固体，可以由反响：2Cu24I=2CuII2得到。

7、现以石墨为阴极，以Cu为阳极电解KI溶液，通电前向电解液中参加少量酚酞和淀粉溶液。答复以下问题：(1)阳极区的现象_。(2)阳极电极反响式_。2Al6e3H2O=Al2O36H Al3HCO33e=Al(OH)33CO2 铜电极逐渐溶解，有白色沉淀产生，溶液变为蓝色2Cu4I4e=2CuII2 1.电解方程式的书写步骤以写出用石墨作电极电解CuSO4溶液的电极反响式及总的电解方程式为例。第一步：明确溶液中存在哪些离子。阳离子：Cu2,H；阴离子：OH、SO42。第二步：判断阴阳两极附近离子种类及离子放电顺序。阴极：Cu2H；阳极：OHSO42。第三步：写电极反响式和总的电解方程式。阴极：2Cu

8、24e=2Cu；阳极：2H2O4e=O24H。根据得失电子数相等，两极反响式相加得总方程式：2CuSO42H2O 2CuO22H2SO4。2躲避电解池中方程式书写的3个易失分点(1)书写电解池中电极反响式时，要以实际放电的离子表示，但书写总电解反响方程式时，弱电解质要写成分子式。(2)要确保两极电子转移数目相同，且注明条件“电解。 (3)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。答复以下问题：(1)以下关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的表达正确的选项是_(填编号)；A管溶液由红变黄； B管溶液由红变黄； A管溶液不变色；B管溶液不变色(2)写出A管中发生反响的反响式：_

9、；(3)写出B管中发生反响的反响式：_；(4)检验a管中气体的方法是_ 。(5)检验b管中气体的方法是_。题组三与酸、碱、盐的电解有关的实验设计72021大纲全国卷，29(1)(2)(3)(4)(5)如图是一个用铂丝作电极，电解稀的MgSO4溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色。(指示剂的pH变色范围：6.88.0，酸色红色，碱色黄色) 2H2e=H2 Mg22OH=Mg(OH)2 4OH4e=2H2OO2 用拇指按住管口，取出试管，管口靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声，管口有淡蓝色火焰 用拇指按住管口，取出试管正立，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内会复燃 (4)(5)H2的常

10、用检验方法是“爆鸣法，即用拇指按住管口，取出试管a，管口靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声，管口有淡蓝色火焰；O2的常用检验方法是木条复燃法，用拇指按住管口，取出试管b正立，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内，木条复燃。8如下图，用石墨电极电解氯化铜溶液。查阅资料可知，CuCl2 显黄色，氯化铜溶液显蓝绿色或黄绿色；向体积相同浓度分别为0.01 molL 1,0.05 molL1,0.1 molL1,0.5 molL1的氯化铜溶液中参加NaCl至饱和，比照发现。溶液的颜色由黄绿色向蓝绿色转变。请答复以下问题：(1)阳极上的气体呈_色，检验该气体_。(2)写出电解的离子方程式：_。(3)实验时，装置

11、中阴极溶液颜色由蓝绿色变为黄绿色，原因是_。(4)取出阴极的石墨棒，发现外表有浅蓝色固体，试设计实验探究此浅蓝色固体的成分：_。(5)为什么要设计连接后面的装_。黄绿 湿润的淀粉KI试纸 Cu22Cl CuCl2 阴极Cu2放电后，Cu2与Cl浓度比值减小 取此浅蓝色固体于试管中，参加硫酸，假设溶解且溶液变蓝色，那么为Cu(OH)2 因为阳极产生的氯气为有毒气体，故后面连接装置可以用于检验与吸收 考点二电解原理的应用1电解饱和食盐水(1)电极反响阳极反响式：2Cl2e=Cl2(氧化反响)阴极反响式：2H2e=H2(复原反响)(2)总反响方程式：2NaCl2H2O 2NaOHH2Cl2离子反响方

12、程式：2Cl2H2O 2OHH2Cl2(3)应用：氯碱工业制烧碱、氯气和氢气。2电镀(1)镀件作阴极，镀层金属银作阳极。(2)电解质溶液是AgNO3溶液等含镀层金属阳离子的盐溶液。(3)电极反响：阳极：Age=Ag；阴极：Age=Ag。(4)特点：阳极溶解，阴极沉积，电镀液的浓度不变。3电解精炼铜(1)电极材料：阳极为粗铜；阴极为纯铜。(2)电解质溶液：含Cu2的盐溶液。(3)电极反响：阳极：Zn2e=Zn2、Fe2e=Fe2Ni2e=Ni2、Cu2e=Cu2；阴极：Cu22e=Cu。4电冶金利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。(1)冶炼钠2NaCl(熔融) 2NaCl

13、2电极反响：阳极：2Cl2e=Cl2；阴极：2Na2e=2Na。(2)冶炼铝2Al2O3(熔融) 4Al3O2电极反响：阳极：6O212e=3O2；阴极：4Al312e=4Al 深度思考1(1)电解氯化钠溶液时，如何用简便的方法检验产物？ 阳极产物Cl2可以用淀粉KI试纸检验，阴极产物H2可以通过点燃检验，NaOH可以用酚酞试剂检验。(2)氯碱工业在生产过程中必须把阳极室和阴极室用离子交换膜隔开，原因是什么？ 防止H2和Cl2混合爆炸，防止Cl2与溶液中的NaOH反响。 2电解精炼铜时，阳极泥是怎样形成的？ 粗铜中往往含有锌、铁、镍、银、金等多种金属杂质，当含杂质的铜在阳极不断溶解时，金属活动

14、性位于铜之前的金属杂质，如Zn、Fe、Ni等也会同时失去电子，但是它们的阳离子比铜离子难以复原，所以它们并不能在阴极析出，而只能以离子的形式留在电解液里。金属活动性位于铜之后的银、金等杂质，因为失去电子的能力比铜弱，难以在阳极失去电子变成阳离子而溶解，所以当阳极的铜等失去电子变成阳离子溶解之后，它们以金属单质的形式沉积在电解槽底部，形成阳极泥。 题组训练电解原理的应用1工业废水中常含有一定量的Cr2O72 ，会对人类及生态系统产生很大损害，电解法是一种行之有效的除去铬的方法之一。该法用Fe作电极电解含Cr2O72 的酸性废水，最终将铬转化为Cr(OH)3沉淀，到达净化目的。以下有关说法不正确的

15、选项是()A电解时选用Fe作阳极，石墨棒作阴极B阴极附近的沉淀只有Cr(OH)3C阳极附近溶液中，发生反响的离子方程式是Cr2O72 6Fe214H=2Cr36Fe37H2OD消耗1 mol Cr2O72 ，将有336 g Fe消耗，因此要定期更换铁电极B2使用氯化钠作原料可以得到多种产品。(1)实验室用惰性电极电解100 mL 0.1 molL1 NaCl溶液，假设阴阳两极均得到112 mL气体(标准状况)，那么所得溶液的物质的量浓度是_(忽略反响前后溶液体积的变化)。(2)某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能

16、力的消毒液，设计了如图的装置对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的选项是_。Aa为正极，b为负极；NaClO和NaClBa为负极，b为正极；NaClO和NaClCa为阳极，b为阴极；HClO和NaClDa为阴极，b为阳极；HClO和NaCl(3)实验室中很难用亚铁盐溶液与烧碱反响制得白色纯洁的Fe(OH)2沉淀。某同学利用上图装置，只更换一个电极，通过电解法制取较纯洁的Fe(OH)2沉淀，且较长时间不变色。该同学换上的电解材料是_(用元素符号表示)，总的反响式是_。0.1 molL1 B Fe Fe2H2O Fe(OH)2H23某小组同学认为，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可

17、以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。(1)该电解槽的阳极反响式为_。此时通过阴离子交换膜的离子数_(填“大于、“小于或“等于)通过阳离子交换膜的离子数。(2)制得的氢氧化钾溶液从出口_(填“A、“B、“C或“D)导出。(3)通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因_。(4)假设将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，那么电池正极的反响式为_。 4OH4e=2H2OO2 小于 D H在阴极附近放电，引起水的电离平衡向右移动，使c(OH)c(H)O22H2O4e=4OH 1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

18、和阿伏加德罗常数的计算、产物的量与电量关系的计算等。2方法技巧(1)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。(2)根据总反响式计算先写出电极反响式，再写出总反响式，最后根据总反响式列出比例式计算。(3)根据关系式计算根据得失电子守恒定律关系建立起量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。如以通过4 mol e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，熟记电极反响式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。提示在电化学计算中，还常利用QIt和Qn(e)N

19、A1.601019C来计算电路中通过的电量。题组一电化学的有关根本计算1两个惰性电极插入500 mL AgNO3溶液中，通电电解。当电解液的pH从6.0变为3.0时，(设电解过程中阴极没有H2放出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略不计)电极上析出银的质量最大为()A27 mg B54 mg C106 mg D216 mgB2在如图中，甲烧杯中盛有100 mL 0.50 molL1 AgNO3溶液，乙烧杯中盛有100 mL 0.25 molL1 CuCl2溶液，A、B、C、D均为质量相同的石墨电极，如果电解一段时间后，发现A极比C极重1.9 g，那么(1)电源E为_极，F为_极。(2)A极的电

20、极反响式为_，析出物质_ mol。(3)B极的电极反响式为_，析出气体_mL(标准状况)。(4)C极的电极反响式为_ ，析出的物质_ mol。(5)D极的电极反响式为_，析出气体_ mL(标准状况)。(6)甲烧杯中滴入石蕊试液，_极附近变红，如果继续电离，在甲烧杯中最终得到_溶液。负正4Ag4e=4Ag0.025 4OH4e=2H2OO2 140 Cu22e=Cu 0.0125 2Cl2e=Cl2 280 BHNO3 题组二分阶段电解的相关计算3500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO3)0.6 molL1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到2.24 L

21、气体(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为500 mL，以下说法正确的选项是 ()A原混合溶液中c(K)为0.2 molL1B上述电解过程中共转移0.2 mol电子C电解得到的Cu的物质的量为0.05 molD电解后溶液中c(H)为0.2 molL1A题组二分阶段电解的相关计算4将等物质的量浓度的CuSO4和NaCl等体积混合后，用石墨电极进行电解，电解过程中，溶液pH随时间t变化的曲线如右图所示，那么以下说法错误的选项是 ()A阳极先析出Cl2，后析出O2，阴极先产生Cu，后析出H2BAB段阳极只产生Cl2，阴极只产生CuCBC段表示在阴极上是H放电产生了H2DCD段相当于电解水C5(1)用

22、惰性电极电解400 mL一定浓度的硫酸铜溶液(不考虑电解过程中溶液体积的变化)，通电一段时间后，向所得的溶液中参加0.1 mol CuO后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，电解过程中转移的电子为_ mol。(2)如果向所得的溶液中参加0.1 mol Cu(OH)2后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，电解过程中转移的电子为_ mol。(3)如果向所得的溶液中参加0.1 mol Cu2(OH)2CO3后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH(不考虑CO2的溶解)，电解过程中转移的电子为_ mol。0.20.40.6考点四金属的腐蚀和防护1金属腐蚀的本质金属原子失去电子变为金属阳离子，金属发生

23、氧化反响。2金属腐蚀的类型(1)化学腐蚀与电化学腐蚀(2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀以钢铁的腐蚀为例进行分析：铁锈的形成：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O(铁锈)(3x)H2O。3金属的防护(1)电化学防护牺牲阳极的阴极保护法原电池原理a负极：比被保护金属活泼的金属；b正极：被保护的金属设备。外加电流的阴极保护法电解原理a阴极：被保护的金属设备；b阳极：惰性金属。(2)改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。(3)加防护层，如在金属外表喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或外表钝化等方法。深度思考1以下有关金属腐蚀的表达正确的选项是()A金属越纯越不易被腐蚀

24、B枯燥环境下金属不被腐蚀C铜一定比铁难腐蚀D金属腐蚀有化学腐蚀和电化学腐蚀D2以下对几种常见的金属防腐方法的描述错误的选项是()B题组一对金属腐蚀快慢的考查1如下图，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速度由快到慢的顺序为()A BC DC2相同材质的铁在以下图中各情形下最不易被腐蚀的是()C判断金属腐蚀快慢的规律(1)对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢：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。(2)对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢：强电解质溶液中弱电解质溶液中非电解质溶液中。(3)活动性不同的两种金属，活动性差异越大，腐蚀越快。(4)对同一种电解质溶液来说，

25、电解质浓度越大，金属腐蚀越快 题组二对析氢腐蚀和吸氧腐蚀的考查3按如下图装置，进行铁钉被腐蚀的实验，一周后观察(设水不蒸发)。(1)假设试管中液面上升，发生的是_腐蚀，那么正极反响式为_，负极反响式为_。要顺利完成此实验，所用的电解质溶液可以是_。(2)假设试管中液面下降，发生的是_腐蚀，正极反响式为_，负极反响式为_.要顺利完成此实验，所用的电解质溶液可以是_.吸氧 2H2OO24e=4OH Fe2e=Fe2 氯化钠溶液 析氢 2H2e=H2 Fe2e=Fe2 稀硫酸 4.如图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH4久置的雨水和生铁片。实验时观察到：开始时导管内液面下降，一段时间后导管

26、内液面上升，略高于小试管内液面。以下说法正确的选项是()A生铁片中的碳是原电池的阳极，发生复原反响B雨水酸性较强，生铁片仅发生析氢腐蚀C墨水上升时，碳电极反响式为O22H2O4e=4OHD具支试管中溶液pH逐渐减小C1(2021山东理综，13)以下与金属腐蚀有关的说法正确的选项是()A图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B图b中，开关由M改置于N时，CuZn合金的腐蚀速率减小C图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大D图d中，ZnMnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的B2(2021海南，10)以下表达错误的选项是()A生铁中含有碳，抗腐蚀能力比

27、纯铁弱B用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈C在铁制品上镀铜时，镀件为阳极，铜盐为电镀液D铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀3(2021上海，14)右图装置中发生反响的离子方程式为Zn2HZn2H2，以下说法错误的选项是 ()Aa、b不可能是同种材料的电极B该装置可能是电解池，电解质溶液为稀盐酸C该装置可能是原电池，电解质溶液为稀盐酸D该装置可看作是铜锌原电池，电解质溶液是稀硫酸CA4(2021浙江理综，10)以铬酸钾为原料，电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下：以下说法不正确的()A在阴极室，发生的电极反响为2H2O2e=2OHH2B在阳极室，通电后溶液逐渐由黄色变为橙色，是因为阳极区H浓度增大，使平衡2CrO42 2H Cr2O72 H2O向右移动C该制备过程中总反响的化学方程式为4K2CrO44H2O 2K2Cr2O74KOH2H2O2D测定阳极液中K和Cr的含量，假设K与Cr的物质的量之比(nK/nCr)为d，那么此时铬酸钾的转化率为1D5(2021安徽理综，11)某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时，先断开K2，闭合K1，两极均有气泡产生；一段时间后，断开K1，闭合K2，发现电流表A指针偏转。以下有关描述