化学大一轮复习专题七化学反应与能量变化课时3电解池-金属的腐蚀与防护课件(精品课件).ppt
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1、课时课时3电解池金属的腐蚀与防护电解池金属的腐蚀与防护考纲导航考纲导航知识条目知识条目必考必考要求要求加试加试要求要求选考分布选考分布2015201620179月月 10月月4月月10月月4月月(1)电解池的概念电解池的概念b(2)电解电解CuCl2溶液的原理及电极反应式溶液的原理及电极反应式b(3)电解池的构成条件电解池的构成条件b(4)原电池、电解池的判断原电池、电解池的判断c(5)电解池的构造与工作原理电解池的构造与工作原理b(6)电解池的电极反应式与电解反应方程式电解池的电极反应式与电解反应方程式b30(3)30(3)(7)金属冶炼、氯碱工业、电镀在生产生活中的应用金属冶炼、氯碱工业、
2、电镀在生产生活中的应用b30(2)(8)金属腐蚀的危害金属腐蚀的危害a(9)金属发生电化学腐蚀的基本原理金属发生电化学腐蚀的基本原理c17(10)金属的防护金属的防护b考点一电解池的工作原理考点一电解池的工作原理主干精讲主干精讲1.电解定义电解定义2.能量转化形式能量转化形式在电流作用下,电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原在电流作用下,电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。反应的过程。电能转化为化学能电能转化为化学能3.电解池电解池(1)构成条件构成条件有与电源相连的两个电极;有与电源相连的两个电极;电解质溶液电解质溶液(或熔融盐或熔融盐);形形成闭合回路。成闭合回路。(2
3、)电极名称及电极反应式电极名称及电极反应式(如图如图)阳极阳极氧化反应氧化反应2Cl-2e-=Cl2阴极阴极还原反应还原反应Cu2+2e-=Cu(3)电子和离子的移动方向电子和离子的移动方向注意:注意:电解时,在外电路中有电子通过,而在溶液中是依靠离子电解时,在外电路中有电子通过,而在溶液中是依靠离子定向移动形成电流,即电子本身不会通过电解质溶液。定向移动形成电流,即电子本身不会通过电解质溶液。4.电解池中阴、阳两极上的放电顺序电解池中阴、阳两极上的放电顺序阴极:阳离子放电顺序:阴极:阳离子放电顺序:AgFe3Cu2H(酸酸)Fe2Zn2H(水水)Al3Mg2NaCa2K。阳极:活泼电极阳极:
4、活泼电极S2IBrClOH含氧酸根离子。含氧酸根离子。5.电解质溶液电解规律电解质溶液电解规律(采用惰性电极采用惰性电极)用惰性电极用惰性电极(如石墨和如石墨和Pt电极电极)电解酸、碱、盐的水溶液时,主电解酸、碱、盐的水溶液时,主要有三种电解形式:电解水、电解电解质本身、电解电解质和要有三种电解形式:电解水、电解电解质本身、电解电解质和水。其规律如下:水。其规律如下:类型类型电极反应特点电极反应特点实例实例电解电解物质物质电解质电解质溶液浓度溶液浓度pH电解质电解质溶液复原溶液复原电解电解水型水型阴极:阴极:4H4e=2H2阳极:阳极:4OH4e=2H2OO2NaOH水水增大增大增大增大加水加
5、水H2SO4水水增大增大减小减小加水加水Na2SO4水水增大增大不变不变加水加水电解电电解电解质型解质型电解质电离出的阴阳离子分电解质电离出的阴阳离子分别在两极放电别在两极放电HCl电解质电解质减小减小增大增大通氯化氢通氯化氢CuCl2电解质电解质减小减小增大增大加加氯化铜氯化铜放放H2生碱型生碱型阴极:放出阴极:放出H2生成碱生成碱阳极:电解质阴离子放电阳极:电解质阴离子放电NaCl电解质电解质和水和水生成新生成新电解质电解质增大增大通氯化氢通氯化氢放放O2生酸型生酸型阴极:电解质阳离子放电阴极:电解质阳离子放电阳极:阳极:OH放电生成酸放电生成酸AgNO3电解质电解质和水和水生成新生成新电
6、解质电解质减小减小加氧化银加氧化银典例剖析典例剖析【例【例1】2017嘉兴当湖中学高二嘉兴当湖中学高二(上上)期中期中关于原电池和电解关于原电池和电解池的叙述正确的是池的叙述正确的是()A.原电池失去电子的电极称为阴极原电池失去电子的电极称为阴极B.电解池的阳极、原电池的负极都发生氧化反应电解池的阳极、原电池的负极都发生氧化反应C.原电池的两极,一定要由活动性不同的两种金属组成原电池的两极,一定要由活动性不同的两种金属组成D.电解时电解池的阳极一定是阴离子放电电解时电解池的阳极一定是阴离子放电解析解析A.原电池中失去电子的电极为负极不是阴极,故原电池中失去电子的电极为负极不是阴极,故A错误;错
7、误;B.原电池负极上失电子发生氧化反应,电解池阳极原电池负极上失电子发生氧化反应,电解池阳极上失电子发生氧化反应,故上失电子发生氧化反应,故B正确;正确;C.原电池的两极不一原电池的两极不一定是由活动性不同的两种金属组成,可能是由金属和导电定是由活动性不同的两种金属组成,可能是由金属和导电的非金属组成,故的非金属组成,故C错误;错误;D.电解时,电解池阳极上不一电解时,电解池阳极上不一定是阴离子放电,当活性电极做阳极时,是电极本身放电,定是阴离子放电,当活性电极做阳极时,是电极本身放电,故故D错误。错误。答案答案B【例【例2】2017金华市十校联考高三金华市十校联考高三(上上)期末期末电解电解
8、NO制备制备NH4NO3的工作原理如图所示,的工作原理如图所示,X、Y皆为皆为Pt电极,为使电解电极,为使电解产物全部转化为产物全部转化为NH4NO3,需补充物质,需补充物质A。下列说法正确的是。下列说法正确的是()答案答案A考点精练考点精练1.(2016浙江嘉兴一中高二下期末浙江嘉兴一中高二下期末)下列各组中,每种电解质溶液下列各组中,每种电解质溶液在惰性电极条件下电解时只生成氢气和氧气的是在惰性电极条件下电解时只生成氢气和氧气的是()A.HCl、CuCl2、Ba(OH)2B.NaOH、CuSO4、H2SO4C.NaOH、H2SO4、Ba(OH)2D.NaBr、H2SO4、Ba(OH)2解析
9、解析A.电解电解HCl生成氢气和氯气,电解生成氢气和氯气,电解CuCl2生成生成Cu和氯气,和氯气,电解电解Ba(OH)2生成氢气和氧气,故生成氢气和氧气,故A不选;不选;B.电解电解NaOH生成氢生成氢气和氧气,电解气和氧气,电解CuSO4生成生成Cu、氧气、硫酸,电解、氧气、硫酸,电解H2SO4生成氢生成氢气和氧气,故气和氧气,故B不选;不选;C.电解电解NaOH、H2SO4、Ba(OH)2,均只生,均只生成氢气和氧气,故成氢气和氧气,故C选;选;D.电解电解NaBr生成溴、氢气、生成溴、氢气、NaOH,电,电解解H2SO4生成氢气和氧气,电解生成氢气和氧气,电解Ba(OH)2生成氢气和氧
10、气,故生成氢气和氧气,故D不选。不选。答案答案C2.(2016浙江省温州十校联合体高二上期中浙江省温州十校联合体高二上期中)用惰性电极电解足量用惰性电极电解足量下列溶液,一段时间后,再加入一定质量的另一种物质下列溶液,一段时间后,再加入一定质量的另一种物质(括号括号内内),溶液能与原来溶液完全一样的是,溶液能与原来溶液完全一样的是()A.CuCl2CuCl2溶液溶液B.NaOHNaOH溶液溶液C.NaClHCl气体气体D.CuSO4Cu(OH)2解析解析A项,电解氯化铜时,阳极放氯气,阴极生成金属铜,所项,电解氯化铜时,阳极放氯气,阴极生成金属铜,所以应加氯化铜固体让电解质溶液复原,故以应加氯
11、化铜固体让电解质溶液复原,故A错误;错误;B项,电解项,电解NaOH时,阳极产生氧气,阴极产生氢气,本质为电解水,所以时,阳极产生氧气,阴极产生氢气,本质为电解水,所以应加水让电解质溶液复原,故应加水让电解质溶液复原,故B错误;错误;C项,电解氯化钠时,阳项,电解氯化钠时,阳极产生氯气,阴极产生氢气,所以应通氯化氢气体让电解质溶液极产生氯气,阴极产生氢气,所以应通氯化氢气体让电解质溶液复原,故复原,故C正确;正确;D项,电解硫酸铜时,阳极产生氧气,阴极产项,电解硫酸铜时,阳极产生氧气,阴极产生金属铜,所以应加氧化铜让电解质溶液复原,故生金属铜,所以应加氧化铜让电解质溶液复原,故D错误。错误。答
12、案答案C3.用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶液,在电解的过程用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶液,在电解的过程中,溶液的中,溶液的pH依次为升高、不变、降低的是依次为升高、不变、降低的是()A.AgNO3CuCl2Cu(NO3)2B.KClNa2SO4CuSO4C.CaCl2KOHNaNO3D.HClHNO3K2SO4解析解析由电解规律可得由电解规律可得类型类型化学物质化学物质pH变化变化放放O2生酸型生酸型CuSO4、AgNO3、Cu(NO3)2降低降低放放H2生碱型生碱型KCl、CaCl2升高升高电解电解质型电解电解质型CuCl2升高升高HCl升高升高电解电解H2O型型NaNO3
13、、Na2SO4、K2SO4不变不变KOH升高升高HNO3降低降低答案答案B【归纳总结】【归纳总结】判断电解池的阴阳极的方法判断电解池的阴阳极的方法考点二电解原理的应用考点二电解原理的应用主干精讲主干精讲1.氯碱工业氯碱工业2Cl2e=Cl22H2e=H22.电解精炼铜电解精炼铜作阳极,作阳极,纯铜纯铜作阴极,作阴极,溶液作溶液作电解质溶液。电解时,发生如下反应,阳极:电解质溶液。电解时,发生如下反应,阳极:Cu2e=Cu2,阴极:,阴极:Cu22e=Cu。阳极泥中存在金、银等。阳极泥中存在金、银等不活泼的贵重金属,阴极得到纯铜。不活泼的贵重金属,阴极得到纯铜。粗铜粗铜CuSO43.电镀铜电镀铜
14、精铜作精铜作,镀件金属作,镀件金属作,硫酸铜,硫酸铜(或其他可或其他可溶性铜盐溶性铜盐)溶液作电解质溶液,从理论上讲电镀时电解质溶液溶液作电解质溶液,从理论上讲电镀时电解质溶液组成、浓度和质量不变化。电极反应:阳极为组成、浓度和质量不变化。电极反应:阳极为Cu2e=Cu2,阴极为,阴极为Cu22e=Cu。阳极阳极阴极阴极4.电冶金电冶金典例剖析典例剖析【例【例1】使用氯化钠作原料可以得到多种产品。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实验室用惰性电极电解100mL0.1molL1NaCl溶液,若溶液,若阴阳两极均得到阴阳两极均得到112mL气体气体(标准状况标准状况),则
15、所得溶液的溶质,则所得溶液的溶质物质的量浓度是物质的量浓度是_(忽略反应前后溶液体积的变化忽略反应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,为使电解饱和氯化钠溶液,通电时,为使Cl2被完全吸收,制得有较被完全吸收,制得有较强杀菌能力的消毒液,设计了如图的装置。对电源电极名称和消强杀菌能力的消毒液,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是毒液的主要成分判断正确的是_(填字母序号填字母序号)。A.a为正极,为正极,b为负极;为负极;NaClO和和NaClB.a
16、为负极,为负极,b为正极;为正极;NaClO和和NaClC.a为阳极,为阳极,b为阴极:为阴极:HClO和和NaClD.a为阴极,为阴极,b为阳极;为阳极;HClO和和NaCl(3)实验室中很难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的实验室中很难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。某同学利用沉淀。某同学利用(2)中装置,只更换一个电极,通过电中装置,只更换一个电极,通过电解法制取较纯净的解法制取较纯净的Fe(OH)2沉淀,且较长时间不变色。该同学换沉淀,且较长时间不变色。该同学换上的电极材料是上的电极材料是_(用元素符号表示用元素符号表示),总的反应式是,总的反应式是_。解析解
17、析(1)n(H2)n(Cl2)0.005mol,参加反应的,参加反应的n(NaCl)0.01mol,说明,说明NaCl恰好电解完毕,溶液变为恰好电解完毕,溶液变为NaOH溶液,溶液,n(NaOH)n(NaCl)0.01mol,c(NaOH)0.1molL1。【例【例2】如图所示,通电如图所示,通电5min后,电极后,电极5的质量增加的质量增加2.16g,请,请回答下列问题:回答下列问题:(1)a为电源的为电源的_(填填“正正”或或“负负”)极,极,C池是池是_池。池。A池阳极的电极反应为池阳极的电极反应为_,C池阴极的电极反应池阴极的电极反应为为_。(2)如果如果B池中共收集到池中共收集到22
18、4mL气体气体(标准状况标准状况)且溶液体积为且溶液体积为200mL(设电解过程中溶液体积不变设电解过程中溶液体积不变),则通电前溶液中,则通电前溶液中Cu2的的物质的量浓度为物质的量浓度为_。(3)如果如果A池溶液是池溶液是200mL足量的食盐水足量的食盐水(电解过程溶液体积不变电解过程溶液体积不变),则通电后,溶液的则通电后,溶液的pH为为_。答案答案(1)负电解负电解2Cl2e=Cl2Age=Ag(2)0.025molL1(3)13考点精练考点精练1.2017义乌市群星外国语高三义乌市群星外国语高三(上上)期中期中用酸性氢氧燃料电池为用酸性氢氧燃料电池为电源进行电解的实验装置示意图如图所
19、示。下列说法中,正确电源进行电解的实验装置示意图如图所示。下列说法中,正确的是的是()A.燃料电池工作时,正极反应为:燃料电池工作时,正极反应为:O22H2O4e=4OHB.a极是铁,极是铁,b极是铜时,极是铜时,b极逐渐溶解,极逐渐溶解,a极上有铜析出极上有铜析出C.a极是粗铜,极是粗铜,b极是纯铜时,极是纯铜时,a极逐渐溶解,极逐渐溶解,b极上有铜析出极上有铜析出D.a、b两极均是石墨时,在相同条件下两极均是石墨时,在相同条件下a极产生的气体与电池极产生的气体与电池中消耗的中消耗的H2体积相等体积相等解析解析A.因该燃料电池是在酸性电解质中工作,所以正极反应为:因该燃料电池是在酸性电解质中
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