高考化學一輪復習 第六章第三節(jié) 電解池　金屬的電化學腐蝕與防護備考課件

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1、第三節(jié)電解池第三節(jié)電解池金屬的電化學腐蝕與防護金屬的電化學腐蝕與防護考綱定位考綱定位1了解電解池的工作原理，能寫出電極反應和電池反應了解電解池的工作原理，能寫出電極反應和電池反應方程式。方程式。2理解金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害、理解金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害、防止金屬腐蝕的措施。防止金屬腐蝕的措施。本節(jié)目錄本節(jié)目錄考點串講深度剖析考點串講深度剖析真題集訓把脈高考真題集訓把脈高考知能演練高分跨欄知能演練高分跨欄教材回顧夯實雙基教材回顧夯實雙基學科規(guī)律方法提升學科規(guī)律方法提升教材回顧夯實雙基教材回顧夯實雙基(2012高考海南卷高考海南卷)下列各組中，每種電解下列各組中，

2、每種電解質(zhì)溶液電解時只生成質(zhì)溶液電解時只生成氫氣和氧氣的是氫氣和氧氣的是()AHCl、CuCl2、Ba(OH)2BNaOH、CuSO4、H2SO4CNaOH、H2SO4、Ba(OH)2DNaBr、H2SO4、Ba(OH)2解析：選解析：選C。電解質(zhì)溶液電解時只生成。電解質(zhì)溶液電解時只生成O2和和H2，相當于是電解，相當于是電解水，根據(jù)電解時離子的放電順序，當電解強酸、強堿、活潑水，根據(jù)電解時離子的放電順序，當電解強酸、強堿、活潑金屬含氧酸鹽的溶液時均相當于電解水。金屬含氧酸鹽的溶液時均相當于電解水。體驗高考體驗高考構(gòu)建雙基構(gòu)建雙基1電解原理及電解池電解原理及電解池 (1)電解：使電流通過電解質(zhì)

3、溶液而在陰、陽兩極引起氧化還電解：使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽兩極引起氧化還原反應的過程原反應的過程 (2)電解池：將電能轉(zhuǎn)化為化學能的裝置電解池：將電能轉(zhuǎn)化為化學能的裝置正極正極負極負極化學化學電化學電化學吸氧吸氧析氫析氫考點串講深度剖析考點串講深度剖析考點考點1電解池中電極及電解產(chǎn)物的判斷電解池中電極及電解產(chǎn)物的判斷2電解時電極產(chǎn)物的判斷電解時電極產(chǎn)物的判斷(1)陽極產(chǎn)物的判斷陽極產(chǎn)物的判斷首先看電極材料，如果是活性電極首先看電極材料，如果是活性電極(除除Au、Pt、石墨外的電、石墨外的電極極)，則電極本身失電子，被溶解，溶液中的陰離子不能失電，則電極本身失電子，被溶解，溶液中的陰離子不

4、能失電子；如果是惰性電極子；如果是惰性電極(Pt、Au、石墨、石墨)，則溶液中還原性離子失，則溶液中還原性離子失電子，這時要看溶液中離子的失電子能力。陰離子放電順電子，這時要看溶液中離子的失電子能力。陰離子放電順序：序：S2IBrClOH含氧酸根含氧酸根F。(2)陰極產(chǎn)物的判斷陰極產(chǎn)物的判斷直接根據(jù)陽離子放電順序進行判斷，與電極材料無關(guān)，陽離直接根據(jù)陽離子放電順序進行判斷，與電極材料無關(guān)，陽離子放電順序與金屬活動性順序相反，其中：子放電順序與金屬活動性順序相反，其中：AgFe3Cu2H(酸酸)Fe2Zn2Al3Mg2Na。即時應用即時應用2用如圖裝置用如圖裝置(X、Y是直流電源的兩極是直流電源

5、的兩極)分別進行下列各組實分別進行下列各組實驗，則表中所列各項對應關(guān)系均正確的一組是驗，則表中所列各項對應關(guān)系均正確的一組是()考點考點2原電池、電解池、電鍍池的比較原電池、電解池、電鍍池的比較原電池原電池電解池電解池電鍍池電鍍池定義定義將化學能轉(zhuǎn)變成將化學能轉(zhuǎn)變成電能的裝置電能的裝置將電能轉(zhuǎn)變成化學將電能轉(zhuǎn)變成化學能的裝置能的裝置應用電解原理在金應用電解原理在金屬表面鍍一層其他屬表面鍍一層其他金屬或合金的裝置金屬或合金的裝置裝裝置置舉舉例例原電池原電池電解池電解池電鍍池電鍍池形形成成條條件件活潑性不同的兩電極活潑性不同的兩電極電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液(電極插入電極插入其中其中)形成閉合回路形成閉

6、合回路兩電極接直流電源兩電極接直流電源兩電極插入電解質(zhì)溶兩電極插入電解質(zhì)溶液中液中形成閉合回路形成閉合回路鍍層金屬接電源正極，鍍層金屬接電源正極，待鍍金屬接電源負極待鍍金屬接電源負極電鍍液必須含有鍍層金電鍍液必須含有鍍層金屬離子屬離子電電極極名名稱稱負極：較活潑金屬負極：較活潑金屬正極：較不活潑金正極：較不活潑金屬屬(或能導電的非金屬或能導電的非金屬)陽極：與電源正極相連陽極：與電源正極相連的電極的電極陰極：與電源負極相連陰極：與電源負極相連的電極的電極名稱同電解池，但有限制名稱同電解池，但有限制條件條件陽極：必須是鍍層金屬陽極：必須是鍍層金屬電電極極反反應應負極：氧化反應負極：氧化反應正極：

7、還原反應正極：還原反應陽極：氧化反應，金屬陽極：氧化反應，金屬電極失電子或溶液中的電極失電子或溶液中的陰離子失電子陰離子失電子陰極：還原反應，溶液陰極：還原反應，溶液中的陽離子得電子中的陽離子得電子陽極：金屬電極失電子陽極：金屬電極失電子陰極：電鍍液中的陽離子陰極：電鍍液中的陽離子得電子得電子特別提醒：特別提醒：( (1) )判斷是原電池和電解池的關(guān)鍵是看是否有外加判斷是原電池和電解池的關(guān)鍵是看是否有外加電源，有時并無外加電源，存在自發(fā)進行氧化還原反應的裝置電源，有時并無外加電源，存在自發(fā)進行氧化還原反應的裝置相當于電源，另一個裝置則是電解池。相當于電源，另一個裝置則是電解池。( (2) )二

8、次電池的放電過二次電池的放電過程是原電池，充電過程是電解池。程是原電池，充電過程是電解池。即時應用即時應用考點考點3金屬的腐蝕與防護金屬的腐蝕與防護1化學腐蝕和電化學腐蝕化學腐蝕和電化學腐蝕2.鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕3.金屬的防護金屬的防護(1)電化學防護電化學防護犧牲陽極的陰極保護法犧牲陽極的陰極保護法原電池原理原電池原理a負極：比被保護金屬活潑的金屬；負極：比被保護金屬活潑的金屬；b正極：被保護的金屬設備。正極：被保護的金屬設備。外加電流的陰極保護法外加電流的陰極保護法電解池原理電解池原理a陰極：被保護的金屬設備；陰極：被保護的金屬設備；b陽極：惰性金屬。陽極：惰

9、性金屬。(2)改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如制成合金、不銹鋼等。改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如制成合金、不銹鋼等。(3)加防護層，如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或加防護層，如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法。表面鈍化等方法。(2)判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律電解池的陽極電解池的陽極(活性電極活性電極)原電池的負極原電池的負極化學腐蝕化學腐蝕原電池的原電池的正極正極電解池的陰極。電解池的陰極。即時應用即時應用 5.(2012高考山東卷高考山東卷)下列與金屬腐蝕有關(guān)的下列與金屬腐蝕有關(guān)的說法正確的是說法正確的是( ) A.圖圖a中，插入海水中的鐵棒，越靠近底端腐蝕越嚴重

10、中，插入海水中的鐵棒，越靠近底端腐蝕越嚴重 B.圖圖b中，開關(guān)由中，開關(guān)由M改置于改置于N時，時，CuZn合金的腐蝕速率減合金的腐蝕速率減小小 C.圖圖c中，接通開關(guān)時中，接通開關(guān)時Zn腐蝕速率增大，腐蝕速率增大，Zn上放出氣體的速上放出氣體的速率也增大率也增大 D.圖圖d中，中，ZnMnO2干電池自放電干電池自放電 腐蝕主要是由腐蝕主要是由MnO2的氧化作用引起的的氧化作用引起的解析：選解析：選B。A項：插入海水中的鐵棒靠近液面的位置與氧氣項：插入海水中的鐵棒靠近液面的位置與氧氣接觸，易發(fā)生吸氧腐蝕；接觸，易發(fā)生吸氧腐蝕；B項：開關(guān)由項：開關(guān)由M改置于改置于N時，時，Zn作負作負極，極，Cu

11、Zn合金作正極，合金受到保護；合金作正極，合金受到保護；C項：接通開關(guān)形成項：接通開關(guān)形成原電池，原電池，Zn作負極，作負極，Zn的腐蝕速率增大，但氣體是在的腐蝕速率增大，但氣體是在Pt電極電極上生成；上生成；D項：項：ZnMnO2中自放電腐蝕主要是中自放電腐蝕主要是Zn發(fā)生氧化反發(fā)生氧化反應而自放電。應而自放電。6下圖各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐蝕時由快到慢的順下圖各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐蝕時由快到慢的順序是序是()ABC D解析：選解析：選A。鐵在海水中的腐蝕屬于電化學腐蝕，當鋼鐵與活。鐵在海水中的腐蝕屬于電化學腐蝕，當鋼鐵與活潑性差的潑性差的Sn相連時，相連時，F(xiàn)e的腐蝕速率增大

12、的腐蝕速率增大(比比大大)；與活潑性強；與活潑性強的鋅連接則被保護的鋅連接則被保護(小于小于)；在；在中中Fe為陽極，比鐵的電化學為陽極，比鐵的電化學腐蝕速率大得多。腐蝕速率大得多。學科規(guī)律方法提升學科規(guī)律方法提升電解規(guī)律及電解的相關(guān)計算電解規(guī)律及電解的相關(guān)計算1以惰性電極電解電解質(zhì)溶液的類型以惰性電極電解電解質(zhì)溶液的類型類型類型電極反應特點電極反應特點實例實例電電解解對對象象電解質(zhì)電解質(zhì)濃度濃度pH電解質(zhì)溶電解質(zhì)溶液復原液復原電解電電解電解質(zhì)型解質(zhì)型電解質(zhì)電離出的電解質(zhì)電離出的陰、陽離子分別陰、陽離子分別在兩極放電在兩極放電HCl電解質(zhì)電解質(zhì)減小減小增大增大通氯化氫通氯化氫氣體氣體CuCl2

13、電解質(zhì)電解質(zhì)減小減小加氯化銅加氯化銅放放H2生生堿型堿型陰極：陰極：H2O放放H2生堿生堿陽極：電解質(zhì)陰陽極：電解質(zhì)陰離子放電離子放電NaCl電解質(zhì)電解質(zhì)和水和水生成新生成新電解質(zhì)電解質(zhì)增大增大通氯化氫通氯化氫氣體氣體放放O2生生酸型酸型陰極：電解質(zhì)陽陰極：電解質(zhì)陽離子放電離子放電陽極：陽極：H2O放放O2生酸生酸CuSO4電解質(zhì)電解質(zhì)和水和水生成新生成新電解質(zhì)電解質(zhì)減小減小加氧化銅加氧化銅2.電解池中有關(guān)量的計算或判斷電解池中有關(guān)量的計算或判斷解題依據(jù)是得失電子守恒，其解題方法有守恒法、總反應式解題依據(jù)是得失電子守恒，其解題方法有守恒法、總反應式法、關(guān)系式法。法、關(guān)系式法。(1)根據(jù)守恒法計

14、算：用于串聯(lián)電路、陰陽兩極產(chǎn)物、正負兩根據(jù)守恒法計算：用于串聯(lián)電路、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)是電路中轉(zhuǎn)移的電子極產(chǎn)物、相同電量等類型的計算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。數(shù)相等。(2)根據(jù)總反應式計算：先寫出電極反應式，再寫出總反應根據(jù)總反應式計算：先寫出電極反應式，再寫出總反應式，最后根據(jù)總反應式計算。式，最后根據(jù)總反應式計算。(3)根據(jù)關(guān)系式計算：根據(jù)得失電子守恒關(guān)系，在已知量與未根據(jù)關(guān)系式計算：根據(jù)得失電子守恒關(guān)系，在已知量與未知量之間，建立計算所需的關(guān)系式。知量之間，建立計算所需的關(guān)系式。例例(2013潮州高三模擬潮州高三模擬)如圖為相互串聯(lián)的甲如圖為

15、相互串聯(lián)的甲、乙兩個電解、乙兩個電解池，試回答：池，試回答：(1)若甲池利用電解原理在鐵上鍍銀，則若甲池利用電解原理在鐵上鍍銀，則A是是_、_(依次填電極材料和電極名稱依次填電極材料和電極名稱)，電極反應式是，電極反應式是_；B(要求同要求同A)是是_、_，電極反應，電極反應式是式是_，應選用的電解質(zhì)溶液是，應選用的電解質(zhì)溶液是_。(2)乙池中若滴入少量酚酞試液，開始電解一段時間，鐵極附乙池中若滴入少量酚酞試液，開始電解一段時間，鐵極附近呈近呈_色，色，C極附近呈極附近呈_色。色。(3)若甲槽陰極增重若甲槽陰極增重43.2 g，則乙槽中陽極上放出的氣體在標況，則乙槽中陽極上放出的氣體在標況下的

16、體積是下的體積是_mL。(4)若乙槽中剩余溶液仍為若乙槽中剩余溶液仍為400 mL，則電解后所得溶液的物質(zhì)，則電解后所得溶液的物質(zhì)的量濃度為的量濃度為_ molL1，pH等于等于_?！窘忸}感悟解題感悟】電解計算的一般解題思路電解計算的一般解題思路(1)先看陽極材料，是活性電極還是惰性電極。先看陽極材料，是活性電極還是惰性電極。(2)找全離子，將溶液中的所有離子按陰、陽離子分開。找全離子，將溶液中的所有離子按陰、陽離子分開。(3)根據(jù)電子守恒，串聯(lián)電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目相同，即陰離根據(jù)電子守恒，串聯(lián)電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目相同，即陰離子子(活潑電極活潑電極)失的電子數(shù)等于陽離子得的電子數(shù)，列出關(guān)系式失

17、的電子數(shù)等于陽離子得的電子數(shù)，列出關(guān)系式進行計算。常用的計算關(guān)系式有：進行計算。常用的計算關(guān)系式有：4H4OH2H2O22Cu22Cu4Ag4Ag4Cl2Cl2等。等。跟蹤訓練跟蹤訓練1(2011高考大綱全國卷高考大綱全國卷)用石墨作電極電解用石墨作電極電解CuSO4溶液。通溶液。通電一段時間后，欲使電解液恢復到起始狀態(tài)，應向溶液中加電一段時間后，欲使電解液恢復到起始狀態(tài)，應向溶液中加入適量的入適量的()ACuSO4 BH2OCCuO DCuSO45H2O2(2013佛山高三模擬佛山高三模擬)如下圖所示，若電解如下圖所示，若電解5 min時，測得銅時，測得銅電極的質(zhì)量增加電極的質(zhì)量增加2.16

18、 g。試回答：。試回答：(1)電源中電源中X極是極是_(填填“正正”或或“負負”)極。極。(2)通電通電5 min時，時，B中共收集到中共收集到224 mL(標準狀況標準狀況)氣體，溶液氣體，溶液體積為體積為200 mL(電解前后溶液的體積變化忽略不計電解前后溶液的體積變化忽略不計)，則通電前，則通電前c(CuSO4)_。(3)若若A中中KCl溶液的體積也是溶液的體積也是200 mL，則電解后溶液的，則電解后溶液的pH_。 解析：解析：(1)銅極增重，說明銀在銅極析出，則銅極為陰極，銅極增重，說明銀在銅極析出，則銅極為陰極， X為負極。為負極。 (2)C中銅極增重中銅極增重2.16 g，即析出

19、，即析出0.02 mol Ag，電路中通過，電路中通過0.02 mol電子。由電子。由4eO2，可知，可知B中產(chǎn)生的中產(chǎn)生的O2只有只有0.005 mol，即，即112 mL。但。但B中共收集到中共收集到224 mL氣體，說明還有氣體，說明還有112 mL是是H2，即，即Cu2全部在陰極放電后，全部在陰極放電后，H接著放電產(chǎn)接著放電產(chǎn)生了生了112 mL H2，則通過，則通過0.01 mol電子時，電子時，Cu2已被電解完。已被電解完。由由2eCu，可知，可知n(Cu2)0.005 mol，則：，則：c(CuSO4)0.005 mol0.2 L0.025 molL1。 (3)由由4e4OH知，

20、知，A中生成中生成0.02 mol OH，則：，則： c(OH)0.1 molL1，pH13。 答案：答案：(1)負負(2)0.025 molL1(3)13真題集訓把脈高考真題集訓把脈高考題組題組1電解原理的應用電解原理的應用1(2011高考上海卷高考上海卷)用電解法提取氯化銅廢用電解法提取氯化銅廢液中的銅，方案液中的銅，方案正確的是正確的是()A用銅片連接電源的正極，另一電極用鉑片用銅片連接電源的正極，另一電極用鉑片B用碳棒連接電源的正極，另一電極用銅片用碳棒連接電源的正極，另一電極用銅片C用氫氧化鈉溶液吸收陰極產(chǎn)物用氫氧化鈉溶液吸收陰極產(chǎn)物D用帶火星的木條檢驗陽極產(chǎn)物用帶火星的木條檢驗陽極

21、產(chǎn)物解析：選解析：選B。溶液中的銅離子應在陰極放電而析出，。溶液中的銅離子應在陰極放電而析出，Cl在陽在陽極放電產(chǎn)生極放電產(chǎn)生Cl2，A、C、D錯。錯。2(2011高考山東卷高考山東卷)以以KCl和和ZnCl2混合液為電鍍液在鐵制品混合液為電鍍液在鐵制品上鍍鋅，下列說法正確的是上鍍鋅，下列說法正確的是()A未通電前上述鍍鋅裝置可構(gòu)成原電池，電鍍過程是該原電未通電前上述鍍鋅裝置可構(gòu)成原電池，電鍍過程是該原電池的充電過程池的充電過程B因部分電能轉(zhuǎn)化為熱能，電鍍時通過的電量與鋅的析出量因部分電能轉(zhuǎn)化為熱能，電鍍時通過的電量與鋅的析出量無確定關(guān)系無確定關(guān)系C電鍍時保持電流恒定，升高溫度不改變電解反應速

22、率電鍍時保持電流恒定，升高溫度不改變電解反應速率D鍍鋅層破損后即對鐵制品失去保護作用鍍鋅層破損后即對鐵制品失去保護作用解析：選解析：選C。本題考查電鍍，意在考查考生對電鍍原理的理解。本題考查電鍍，意在考查考生對電鍍原理的理解和應用能力。未通電前，題述裝置不能構(gòu)成原電池，和應用能力。未通電前，題述裝置不能構(gòu)成原電池，A項錯項錯誤；鋅的析出量與通過的電量成正比，誤；鋅的析出量與通過的電量成正比，B錯；電鍍時電解反應錯；電鍍時電解反應速率只與電流大小有關(guān)，與溫度無關(guān)，速率只與電流大小有關(guān)，與溫度無關(guān)，C項對；鍍鋅層破損項對；鍍鋅層破損后，會形成鐵鋅原電池，鐵作正極，得到保護，后，會形成鐵鋅原電池，鐵

23、作正極，得到保護，D項錯誤。項錯誤。若若C處不通入處不通入O2，D、E處分別收集到處分別收集到x L和和y L氣體氣體(標準狀標準狀況況)，則，則E處收集的氣體中處收集的氣體中O3所占的體積分數(shù)為所占的體積分數(shù)為_。(忽忽略略O3的分解的分解)題組題組2金屬的腐蝕金屬的腐蝕4(2012高考海南卷高考海南卷)下列敘述錯誤的是下列敘述錯誤的是()A生鐵中含有碳，抗腐蝕能力比純鐵弱生鐵中含有碳，抗腐蝕能力比純鐵弱 B用錫焊接的鐵質(zhì)器件，焊接處易生銹用錫焊接的鐵質(zhì)器件，焊接處易生銹C在鐵制品上鍍銅時，鍍件為陽極，銅鹽為電鍍液在鐵制品上鍍銅時，鍍件為陽極，銅鹽為電鍍液D鐵管上鑲嵌鋅塊，鐵管不易被腐蝕鐵管上鑲嵌鋅塊，鐵管不易被腐蝕解析：選解析：選C。生鐵中含有能導電的碳，兩者可以作為原電池的。生鐵中含有能導電的碳，兩者可以作為原電池的兩極，加快鐵的腐蝕，兩極，加快鐵的腐蝕，A對；鐵和錫作為原電池的兩極，當其對；鐵和錫作為原電池的兩極，當其腐蝕時，鐵會被腐蝕，腐蝕時，鐵會被腐蝕，B對；電鍍銅時，鍍層金屬做陽極，鍍對；電鍍銅時，鍍層金屬做陽極，鍍件做陰極，件做陰極，C錯；鋅鐵形成原電池，鋅被腐蝕，錯；鋅鐵形成原電池，鋅被腐蝕，D對。對。