《2020版高考化學大一輪復(fù)習 第6單元 化學反應(yīng)與能量 第3節(jié) 電解池 金屬的腐蝕與防護課件 新人教版.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020版高考化學大一輪復(fù)習 第6單元 化學反應(yīng)與能量 第3節(jié) 電解池 金屬的腐蝕與防護課件 新人教版.ppt（46頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第3節(jié)電解池金屬的腐蝕與防護,考綱要求:1.理解電解池的構(gòu)成、工作原理及應(yīng)用,能書寫電極反應(yīng)和總反應(yīng)方程式。(宏觀辨識與微觀探析) 2.了解金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害以及防止金屬腐蝕的措施。(科學態(tài)度與社會責任),考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點三,電解原理 1.電解池 (1)電解池:把轉(zhuǎn)化為的裝置。 (2)構(gòu)成條件: 與直流電源相連的兩個電極; 電解質(zhì)溶液(或熔融鹽); 形成閉合回路。,電能,化學能,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點三,(3)工作原理(以惰性電極電解CuCl2溶液為例)。 總反應(yīng)離子方程式:Cu2++2Cl-

2、 Cu+Cl2 電極。 陰極:與電源相連,電子,發(fā)生反應(yīng)。 陽極:與電源相連,電子,發(fā)生反應(yīng)。 電子和離子的移動方向。 電子:從電源流出后,流向電解池的;從電解池的流出,流向電源的。 離子:陽離子移向電解池的,陰離子移向電解池的。,氧化,還原,負極,得到,還原,正極,失去,氧化,負極,陰極,陽極,正極,陰極,陽極,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點三,2.電極反應(yīng)式的書寫步驟與方法,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點三,自主練習 1.判斷正誤,正確的畫“”,錯誤的畫“”。 (1)電解池的陽極發(fā)生氧化反應(yīng),陰極發(fā)生還原反應(yīng) () (2)直流電源跟電解池

3、連接后,電子從電源負極流向電解池陽極 () (3)電解CuCl2溶液,陰極逸出的氣體能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊罱K變藍 () (4)用惰性電極電解飽和食鹽水,溶液的pH不變 () (5)某些不能自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng),通過電解可以實現(xiàn) () (6)電解NaCl溶液得到22.4 L H2(標準狀況),理論上需要轉(zhuǎn)移NA個電子 (),,,,,,,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點三,2.下列關(guān)于電解Na2SO4溶液的敘述正確的是() A.隨著電解的進行,溶液的pH升高 B.OH-向陽極移動,陽極附近溶液呈堿性 C. 向陽極移動,Na+向陰極移動,分別在對應(yīng)的電極上析出 D.

4、陰極上H+得電子被還原成H2,使陰極附近的溶液呈堿性,D,解析電解Na2SO4溶液,實質(zhì)上發(fā)生的是2H2O 2H2+O2,電解的過程中溶液pH不變,A項錯誤;陽極因發(fā)生反應(yīng)4OH--4e-==O2+2H2O而破壞附近水的電離使c(H+)c(OH-),則陽極附近溶液呈酸性,B項錯;在陰、陽極上分別是H+、OH-放電,C項錯。,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點三,考向1電解基本原理及規(guī)律 例1(2018課標全國,13)最近我國科學家設(shè)計了一種CO2+H2S協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置,實現(xiàn)對天然氣中CO2和H2S的高效去除。示意圖如下所示,其中電極分別為ZnO石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)

5、和石墨烯,石墨烯電極區(qū)發(fā)生反應(yīng)為: EDTA-Fe2+-e-==EDTA-Fe3+ 2EDTA-Fe3++H2S==2H++S+2EDTA-Fe2+,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點三,該裝置工作時,下列敘述錯誤的是() A.陰極的電極反應(yīng):CO2+2H++2e-==CO+H2O B.協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng):CO2+H2S==CO+H2O+S C.石墨烯上的電勢比ZnO石墨烯上的低 D.若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需為酸性,答案,解析,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點三,易錯警示(1)判斷電解產(chǎn)物、書寫電極反應(yīng)

6、式以及分析電解質(zhì)溶液的變化時,首先要看陽極是活性材料還是惰性材料。 (2)書寫電解化學方程式時,應(yīng)看清是電解的水溶液還是熔融電解質(zhì)。Al3+、Mg2+、Na+、Ca2+、K+只有在熔融狀態(tài)下放電。,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點三,歸納總結(jié)1.判斷電解池陰、陽極的常用方法,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點三,2.用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點三,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點三,對點演練 下圖裝置中X和Y均為石墨電極,電解質(zhì)溶液為500 mL某藍色溶液,電解一段

7、時間后,觀察到X電極表面有紅色的固態(tài)物質(zhì)生成,Y電極有無色氣體生成;溶液中原有溶質(zhì)完全電解后,停止電解,取出X電極,洗滌、干燥、稱量,電極增重1.6 g。下列有關(guān)說法中錯誤的是() A.X電極是陰極 B.Y電極產(chǎn)生氣體的體積為0.224 L C.電解后溶液的pH=1 D.要使電解后溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài),需加入一定量的CuO或CuCO3,答案,解析,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點三,,答案,解析,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點三,歸納總結(jié)電化學的計算技巧 原電池和電解池的相關(guān)計算,主要包括兩極產(chǎn)物的定量計算、相對原子質(zhì)量的計算、阿伏加德羅常數(shù)

8、測定的計算、溶液pH的計算,根據(jù)產(chǎn)物的量求轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量及根據(jù)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量求產(chǎn)物的量等。在進行有關(guān)計算時,可運用以下基本方法: (1)根據(jù)總反應(yīng)式計算。 先寫出電極反應(yīng)式,再寫出總反應(yīng)式,最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比例式計算。 (2)根據(jù)電子守恒計算。 用于串聯(lián)電路中陰陽兩極產(chǎn)物、正負兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計算,其依據(jù)是各電極上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。 用于混合溶液中電解的分階段計算。,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點三,(3)根據(jù)關(guān)系式計算。 根據(jù)得失電子守恒關(guān)系建立起已知量與未知量之間的橋梁,構(gòu)建計算所需的關(guān)系式。 如以通過4 mol e-為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式:

9、,(式中M為金屬,n為金屬離子的化合價數(shù)值) 該關(guān)系式具有總攬電化學計算的作用,熟記電極反應(yīng)式,靈活運用關(guān)系式便能快速解答常見的電化學計算問題。 提示在電化學計算中,還常利用Q=It和Q=n(e-)NA1.6010-19 C來計算電路中通過的電量。,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點三,對點演練 用惰性電極電解一定濃度的CuSO4溶液時,通電一段時間后,向所得的溶液中加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3后恰好使溶液恢復(fù)到電解前的濃度和pH(不考慮二氧化碳的溶解)。則電解過程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為() A.0.4 molB.0.5 molC.0.6 molD.0.8

10、mol,答案,解析,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點三,電解原理在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用 1.電解飽和食鹽水 (1)電極反應(yīng)。 陽極:(反應(yīng)類型:氧化反應(yīng)), 陰極:(反應(yīng)類型:還原反應(yīng))。 (2)總反應(yīng)式。 總反應(yīng)方程式:。 總反應(yīng)離子方程式:。,2Cl--2e-==Cl2,2H++2e-==H2,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點三,(3)應(yīng)用:氯堿工業(yè)制燒堿、氫氣和氯氣。,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點三,2.電解精煉銅,粗銅,精銅,Cu-2e-==Cu2+,Cu2++2e-==Cu,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵

11、能力考向突破,考點三,3.電鍍銅,精銅,待鍍金屬,Cu2+,Cu-2e-==Cu2+,Cu2++2e-==Cu,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點三,4.電冶金,2Cl--2e-==Cl2,2Na++2e-==2Na,2Cl--2e-==Cl2,Mg2++2e-==Mg,6O2--12e-==3O2,4Al3++12e-==4Al,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點三,自主練習 1.電鍍銅時,Cu2+濃度如何改變?電解精煉銅時,CuSO4溶液的濃度是否改變?,提示 電鍍銅時,電解質(zhì)溶液中的Cu2+濃度不變;電解精煉銅時,粗銅中的Zn、Fe、Ni等比C

12、u活潑的金屬在陽極失去電子,陰極上只有Cu2+得電子,所以CuSO4溶液的濃度會降低。,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點三,2.利用如圖所示裝置模擬電解原理在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用。下列說法正確的是() A.氯堿工業(yè)中,X電極上反應(yīng)式是4OH--4e-==2H2O+O2 B.電解精煉銅時,Z溶液中的Cu2+濃度不變 C.在鐵片上鍍銅時,Y是純銅 D.制取金屬鎂時,Z是熔融的氯化鎂,答案,解析,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點一,考點二,考點三,考向電解原理的應(yīng)用 例(1)(2018課標全國,27節(jié)選)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)在醫(yī)藥、橡膠、印染、食品等方面應(yīng)用廣泛

13、。回答下列問題: 制備Na2S2O5可采用三室膜電解技術(shù),裝置如圖所示,其中SO2堿吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。陽極的電極反應(yīng)式為。電解后,室的NaHSO3濃度增加。將該室溶液進行結(jié)晶脫水,可得到Na2S2O5。,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點一,考點二,考點三,(2)(2017江蘇化學,16節(jié)選)電解Na2CO3溶液的原理如下圖所示。陽極的電極反應(yīng)式為,陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A的化學式為。,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點一,考點二,考點三,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點一,考點二,考點三,歸納總結(jié)電解原理應(yīng)用的四點注意事項 1.陽離子交換膜(以電解NaCl溶

14、液為例),只允許陽離子(Na+)通過,而阻止陰離子(Cl-、OH-)和分子(Cl2)通過,這樣既能防止H2和Cl2混合發(fā)生爆炸,又能避免Cl2和NaOH溶液反應(yīng)生成NaClO而影響燒堿的質(zhì)量。 2.電解或電鍍時,電極質(zhì)量減小的電極必為金屬電極陽極;電極質(zhì)量增加的電極必為陰極,即溶液中的金屬陽離子得電子變成金屬附著在陰極上。 3.電解精煉銅,粗銅中含有的Zn、Fe、Ni等活潑金屬失去電子,變成金屬陽離子進入溶液,其他活潑性弱于銅的雜質(zhì)以陽極泥的形式沉積。電解過程中電解質(zhì)溶液中的Cu2+濃度會逐漸減小。 4.電鍍時,陽極(鍍層金屬)失去電子的數(shù)目與陰極鍍層金屬離子得到電子的數(shù)目相等,因此電鍍液中電

15、解質(zhì)的濃度保持不變。,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點一,考點二,考點三,對點演練 (2016課標全國,11)三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如圖所示,采用惰性電極,ab、cd均為離子交換膜,在直流電場的作用下,兩膜中間的Na+和 可通過離子交換膜,而兩端隔室中離子被阻擋不能進入中間隔室。 下列敘述正確的是() A.通電后中間隔室的 離子向正極遷移,正極區(qū)溶液pH增大 B.該法在處理含Na2SO4廢水時可以得到NaOH和H2SO4產(chǎn)品 C.負極反應(yīng)為2H2O-4e-==O2+4H+,負極區(qū)溶液pH降低 D.當電路中通過1 mol電子的電量時,會有0.5 mol的O2生

16、成,答案,解析,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點一,考點二,考點三,金屬的電化學腐蝕與防護 1.金屬腐蝕的本質(zhì) 金屬原子變?yōu)?金屬發(fā)生氧化反應(yīng)。,失去電子,金屬陽離子,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點一,考點二,考點三,2.金屬腐蝕的類型 (1)化學腐蝕與電化學腐蝕:,電解質(zhì)溶液,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點一,考點二,考點三,(2)析氫腐蝕與吸氧腐蝕(以鋼鐵的腐蝕為例):,注意鐵銹的形成:4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3, 2Fe(OH)3==Fe2O3xH2O(鐵銹)+(3-x)H2O。,2H++2e-==H2,O2+2H2O+4e-==4O

17、H-,吸氧,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點一,考點二,考點三,3.金屬腐蝕的防護措施,原電池,電解池,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點一,考點二,考點三,自主練習 1.判斷正誤,正確的畫“”,錯誤的畫“”。 (1)純銀器在空氣中因化學腐蝕表面漸漸變暗 () (2)金屬的電化學腐蝕比化學腐蝕更普遍 () (3)銅在酸性環(huán)境中易發(fā)生析氫腐蝕 () (4)當鍍錫鐵制品的鍍層破損時,鍍層仍能對鐵制品起保護作用 () (5)犧牲陽極的陰極保護法是利用電解原理防腐蝕 () (6)將鋼閘門與浸入海水的鋅塊用導線相連,可防止鋼閘門被腐蝕 (),,,,,,,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,

18、考點一,考點二,考點三,2.(2018湖南衡陽八中高三月考)埋在地下的鋼管道可以用如圖所示方法進行電化學保護。下列說法正確的是 () 潮濕的堿性土壤 A.該方法將電能轉(zhuǎn)化成化學能 B.在此裝置中鋼管道作正極 C.該方法稱為“外加電流的陰極保護法” D.鎂塊上發(fā)生的電極反應(yīng)為O2+2H2O+4e-==4OH-,答案,解析,考點一,考點二,考點三,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考向金屬的腐蝕與防護 例(2018北京理綜,12)驗證犧牲陽極的陰極保護法,實驗如下(燒杯內(nèi)均為經(jīng)過酸化的3% NaCl溶液)。,考點一,考點二,考點三,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,下列說法不正確的是() A

19、.對比,可以判定Zn保護了Fe B.對比,K3Fe(CN)6可能將Fe氧化 C.驗證Zn保護Fe時不能用的方法 D.將Zn換成Cu,用的方法可判斷Fe比Cu活潑,答案,解析,考點一,考點二,考點三,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,易錯警示金屬越活潑,就越容易失去電子而被腐蝕,金屬活動性順序中位于氫前面和氫后面的金屬都能發(fā)生吸氧腐蝕,但只有在金屬活動性順序中排在氫前面的金屬才可能發(fā)生析氫腐蝕。,考點一,考點二,考點三,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,歸納總結(jié)判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律 (1)純度越高的金屬,腐蝕速率越小。 (2)不純的金屬或合金,在潮濕的空氣中腐蝕速率遠大于在干燥、隔絕空氣條

20、件下的腐蝕速率。 (3)對于活動性不同的兩種金屬的合金,活動性差別越大,形成原電池時氧化還原反應(yīng)速率越大,活潑金屬腐蝕越快。 (4)在同一電解質(zhì)溶液中,金屬腐蝕由快到慢的順序:電解原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕化學腐蝕應(yīng)用原電池原理有保護措施的腐蝕應(yīng)用電解原理有保護措施的腐蝕。或電解池陽極原電池負極化學腐蝕原電池正極電解池陰極。 (5)其他條件相同時,同一種金屬在不同介質(zhì)中腐蝕由快到慢的順序:強電解質(zhì)溶液弱電解質(zhì)溶液非電解質(zhì)溶液。,考點一,考點二,考點三,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,對點演練 (2017課標全國,11)支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管樁,常用外加電流的陰極保護法進行防腐,工作

21、原理如圖所示,其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極。下列有關(guān)表述不正確的是() A.通入保護電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零 B.通電后外電路電子被強制從高硅鑄鐵流向鋼管樁 C.高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流 D.通入的保護電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進行調(diào)整,答案,解析,2,3,4,1,1,2,3,4,1.金屬鎳有廣泛的用途,粗鎳中含有Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì),可用電解法制得高純度的鎳。下列敘述中正確的是(已知:氧化性Fe2+

22、中存在的陽離子只有Fe2+和Zn2+ D.電解后,電解槽底部的陽極泥中只有Cu和Pt,答案,解析,1,2,3,4,2.(2017課標全國,11,6分)用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜,電解質(zhì)溶液一般為H2SO4-H2C2O4混合溶液。下列敘述錯誤的是() A.待加工鋁質(zhì)工件為陽極 B.可選用不銹鋼網(wǎng)作為陰極 C.陰極的電極反應(yīng)式為:Al3++3e-==Al D.硫酸根離子在電解過程中向陽極移動,答案,解析,1,2,3,4,3.(2018廣東汕頭一模)在日常生活中,我們經(jīng)常看到鐵制品生銹、鋁制品表面出現(xiàn)白斑等眾多的金屬腐蝕現(xiàn)象?？梢酝ㄟ^下列裝置所示實驗進行探究。下列說法正確的

23、是() A.按圖裝置實驗,為了更快更清晰地觀察到液柱上升,可采用酒精燈加熱具支試管的方法 B.圖是圖所示裝置的原理示意圖,圖的正極材料是鐵 C.鋁制品表面出現(xiàn)白斑可以通過圖裝置進行探究,Cl-由活性炭區(qū)向鋁箔表面遷移,并發(fā)生電極反應(yīng):2Cl--2e-==Cl2 D.圖裝置的總反應(yīng)為4Al+3O2+6H2O==4Al(OH)3,生成的Al(OH)3進一步脫水形成白斑,答案,解析,1,2,3,4,4.(2019黑龍江大慶實驗中學高三上月考)鋁表面在空氣中天然形成的氧化膜耐磨性和抗蝕性不夠強?？刂埔欢ǖ臈l件,用如圖所示的電化學氧化法,可在鋁表面生成堅硬致密、耐腐蝕的氧化膜。下列有關(guān)敘述正確的是() A.陰極上有金屬鋁生成 B.電極A為石墨,電極B為金屬鋁 C.OH-在電極A上放電,有氧氣生成 D.陽極的電極反應(yīng)式為2Al-6e-+3H2O==Al2O3+6H+,答案,解析,