析氢腐蚀与吸氧腐蚀铁锈的形成4FeOH课件

第3讲

电解池

金属的电化学腐蚀与防护知识梳理·题型构建电解池金属的电化学腐蚀与防护考点四金属的腐蚀和防护

考点三应对电化学定量计算的三种方法考点二电解原理的应用考点一电解的原理知识梳理·题型构建考点一I电解的原理③形成

。1．电解定义在

作用下，电解质在两个电极上分别发生

和

的过程。2．能量转化形式

转化为

。3．电解池(1)构成条件(2)电极名称及电极反应式(如图)①有与

相连的两个电极。②

(或

)。电流氧化反应还原反应电能化学能电源电解质溶液熔融盐闭合回路阳极氧化2Cl—2e-==Cl2↑阴极还原Cu2++2e-==Cu知识梳理·题型构建考点一I电解的原理(3)电子和离子移动方向①电子：从电源

流向电解池的

；从电解池的

流向电源的

。②离子：阳离子移向电解池的

；阴离子移向电解池的。4．分析电解过程的思维程序(1)首先判断阴、阳极，分析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：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋。阳极：活泼电极>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子。负极阴极阳极正极阴极阳极知识梳理·题型构建考点一I电解的原理①阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。②最常用、最重要的放电顺序是：阳极，Cl－>OH－；阴极：Ag＋>Cu2＋>H＋。③电解水溶液时，K＋～Al3＋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)分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。注意(5)最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。知识梳理·题型构建深度思考深度思考1．用分析电解过程的思维程序分析电解下列物质的过程，并总结电解规律(用惰性电极电解)电解质(水溶液)电极方程式被电解的物质总化学方程式或离子方程式电解质浓度溶液pH电解质溶液复原含氧酸(如H2SO4)阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O阴极：4H＋＋4e－===2H2↑水2H2OO2↑＋2H2↑增大减小加H2O强碱(如NaOH)阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O阴极：4H＋＋4e－===2H2↑水2H2OO2↑＋2H2↑增大增大加H2O知识梳理·题型构建深度思考深度思考电解质(水溶液)电极方程式被电解的物质总化学方程式或离子方程式电解质浓度溶液pH电解质溶液复原活泼金属的含氧酸盐(如KNO3、Na2SO4)阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O阴极：4H＋＋4e－===2H2↑水2H2OO2↑＋2H2↑增大不变加H2O无氧酸(如HCl)，除HF外阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑阴极：2H＋＋2e－===H2↑酸2HClCl2↑＋H2↑减小增大通入HCl气体不活泼金属的无氧酸盐(如CuCl2)，除氟化物外阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑阴极：Cu2＋＋2e－===Cu盐CuCl2Cu＋Cl2↑减小加CuCl2知识梳理·题型构建深度思考深度思考2.电解过程中放H2生碱型和放O2生酸型的实质是什么？3．(1)上表中要使电解后的NaCl溶液复原，滴加盐酸可以吗？(2)上表中要使电解后的CuSO4溶液复原，加入Cu(OH)2固体可以吗？4．在框图推断中若出现“A＋H2O

B＋C＋D”的模式，则A一般可能为什么物质？答案放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。答案电解质溶液的复原应遵循“从溶液中析出什么补什么”的原则，即从溶液中析出哪种元素的原子，则应按比例补入哪些原子。(1)电解NaCl溶液时析出的是等物质的量的Cl2和H2，所以应通入氯化氢气体，加入盐酸会引入过多的水。(2)同理，使CuSO4溶液复原应加入CuO，而加入Cu(OH)2也会使溶液的浓度降低。答案

CuSO4、NaCl(KCl)或AgNO3，要视其他条件而定。知识梳理·题型构建A题组一电解原理和电解规律的考查解析符合该题条件的电解质应为不活泼金属的含氧酸盐。题组一题组二12345678题组三知识梳理·题型构建

B题组一电解原理和电解规律的考查题组一题组二12345678题组三解析

加适量水能使溶液恢复到电解前的浓度，则实际是电解水，故只有B项符合条件。知识梳理·题型构建AD题组一电解原理和电解规律的考查题组一题组二12345678题组三知识梳理·题型构建4OH－－4e－===O2↑＋2H2O4Ag＋＋4e－===4Ag2H＋＋2e－===H2↑2Cl－－2e－===Cl2↑2H＋＋2e－===H2↑Fe－2e－===Fe2＋2H＋＋2e－===H2↑Cu－2e－===Cu2＋题组一题组二12345678题组三题组二电极反应式、电解总方程式的书写知识梳理·题型构建题组二电极反应式、电解总方程式的书写2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋题组一题组二12345678题组三知识梳理·题型构建题组二电极反应式、电解总方程式的书写2Cu＋4I－－4e－===2CuI↓＋I2铜电极逐渐溶解，有白色沉淀产生，溶液变为蓝色题组一题组二12345678题组三知识梳理·题型构建

1.电解方程式的书写步骤以写出用石墨作电极电解CuSO4溶液的电极反应式及总的电解方程式为例。知识梳理·题型构建2．规避电解池中方程式书写的3个易失分点知识梳理·题型构建题组三与酸、碱、盐的电解有关的实验设计题组一题组二12345678题组三①④Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓知识梳理·题型构建题组三与酸、碱、盐的电解有关的实验设计题组一题组二12345678题组三用拇指按住管口，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知识梳理·题型构建题组三与酸、碱、盐的电解有关的实验设计题组一题组二12345678题组三知识梳理·题型构建考点二I电解原理的应用烧碱氯气氢气知识梳理·题型构建考点二I电解原理的应用知识梳理·题型构建深度思考深度思考答案粗铜中往往含有锌、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还原，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。1．(1)电解氯化钠溶液时，如何用简便的方法检验产物？答案阳极产物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？答案防止H2和Cl2混合爆炸，防止Cl2与溶液中的NaOH反应。2．电解精炼铜时，阳极泥是怎样形成的？知识梳理·题型构建题组训练电解原理的应用B123知识梳理·题型构建引起水的电离平衡向右移动，使c(OH－)>c(H＋)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑小于DO2＋2H2O＋4e－===4OH－H＋在阴极附近放电，123题组训练电解原理的应用知识梳理·题型构建考点三I应对电化学定量计算的三种方法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、相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算、产物的量与电量关系的计算等。1．计算类型根据得失电子守恒定律关系建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。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)根据总反应式计算先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。(3)根据关系式计算知识梳理·题型构建考点三I应对电化学定量计算的三种方法如以通过4mole－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，熟记电极反应式，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Q＝I·t和Q＝n(e－)×NA×1.60×10－19C来计算电路中通过的电量。知识梳理·题型构建题组一电化学的有关基本计算

HNO34Ag＋＋4e－===4Ag0.025正4OH－－4e－===2H2O＋O2↑140负Cu2＋＋2e－===Cu

0.01252Cl－－2e－===Cl2↑280B题组一题组二12345知识梳理·题型构建题组一电化学的有关基本计算题组一题组二12345知识梳理·题型构建0.60.20.4题组一题组二12345题组二分阶段电解的相关计算知识梳理·题型构建题组一题组二12345题组二分阶段电解的相关计算知识梳理·题型构建考点四I金属的腐蚀和防护(1)化学腐蚀与电化学腐蚀1．金属腐蚀的本质金属原子

变为

，金属发生

。2．金属腐蚀的类型类型化学腐蚀电化学腐蚀条件金属跟非金属单质直接接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触现象无电流产生有微弱电流产生本质金属被氧化较活泼金属被氧化联系两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍失去电子金属阳离子氧化反应知识梳理·题型构建考点四I金属的腐蚀和防护以钢铁的腐蚀为例进行分析：类型析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较强(pH≤4.3)水膜酸性很弱或呈中性电极反应负极Fe－2e－===Fe2＋正极2H＋＋2e－===H2↑O2＋2H2O＋4e－===4OH－总反应式Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2联系吸氧腐蚀更普遍(2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀铁锈的形成：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(铁锈)＋(3－x)H2O。知识梳理·题型构建考点四I金属的腐蚀和防护(3)加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。3．金属的防护(1)电化学防护①牺牲阳极的阴极保护法—

原理a．

：比被保护金属活泼的金属；b．

：被保护的金属设备。②外加电流的阴极保护法—

原理a．

：被保护的金属设备；b．

：惰性金属。(2)改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。原电池负极正极电解阴极阳极知识梳理·题型构建深度思考深度思考1．下列有关金属腐蚀的叙述正确的是 (

)A．金属越纯越不易被腐蚀B．干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

D知识梳理·题型构建深度思考深度思考2．下列对几种常见的金属防腐方法的描述错误的是

(

)选项方法对相应方法的描述A改变金属内部的组成结构此法实际上是将金属制成合金，增强抗腐蚀能力B在金属表面覆盖保护层保护层破损后，就完全失去了对金属的保护作用C外加电流的