<<電解池金屬的電化學(xué)腐蝕和防護>>導(dǎo)學(xué)案【考點要求】1.理解電解池的工作原理，能正確書寫電極反應(yīng)式。2．能進行有關(guān)電解產(chǎn)物的判斷和計算。3．了解電鍍池、電解精煉池及應(yīng)用。4．理解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害，防止金屬腐蝕的措施。【重點、難點】電解池的工作原理、電解池電極反應(yīng)式的書寫。【基礎(chǔ)知識】一、電解的原理1．電解定義使電流通過電解質(zhì)溶液(或熔融的電解質(zhì))而在_________引起 ________的過程。能量轉(zhuǎn)化形式_________轉(zhuǎn)化為___________。3．電解池(1)構(gòu)成條件①有與_______相連的兩個電極。②_______(或_______)。③形成_____________。電極名稱及電極反應(yīng)(3)電子和離子移動方向①電子：從電源______流向電解池的______；從電解池的______流向電源的______。②離子：陽離子移向電解池的______；陰離子移向電解池的_____。二、電解原理的應(yīng)用1．電解飽和食鹽水(1)電極反應(yīng)：陽極：__________________________ 陰極：__________________________ (2)總反應(yīng)方程式：____________________________(3)應(yīng)用：氯堿工業(yè)制燒堿、氯氣和氫氣。2．電鍍銅或電解精煉銅(1)兩極材料：待鍍金屬或精銅做______。鍍層金屬或粗銅做______。(2)電極反應(yīng)：陽極：_________________________。陰極：__________________________。三、金屬的腐蝕與防護1．金屬的腐蝕(1)實質(zhì)(M代表金屬原子)_________________________ (2)類型①化學(xué)腐蝕金屬與周圍的氧化劑直接接觸發(fā)生_____________ 而產(chǎn)生的腐蝕。②電化學(xué)腐蝕不純金屬或合金在潮濕空氣里或電解質(zhì)溶液中，發(fā)生_____________ 反應(yīng)而產(chǎn)生的腐蝕。2．電化學(xué)腐蝕的分類(1)析氫腐蝕(2)吸氧腐蝕3.金屬的防護(1)電化學(xué)防護①犧牲陽極的陰極保護法②外加電流的陰極保護法(2)其他①改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如制成合金；②使金屬與空氣、水等物質(zhì)隔離，如電鍍、噴油漆等【考點梳理】考點1：電極產(chǎn)物的判斷與電極反應(yīng)式的書寫【思考】1.通電前，溶液中有哪些離子？運動情況如何？2.通電后，離子的運動情況有什么改變？3.當離子定向移動到電極表面時，發(fā)生的是什么類型的反應(yīng)？【總結(jié)】1．電極產(chǎn)物的判斷(1)陽極產(chǎn)物的判斷①首先看電極，如果是活性電極(除Au、Pt、石墨以外的金屬材料作電極)則電極材料失電子，電極被溶解，溶液中陰離子不能失電子。②如果是惰性電極(Au、Pt、石墨)則要再看溶液中陰離子的失電子能力，此時依據(jù)陰離子放電順序加以判斷。陰離子放電順序：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞高價含氧酸根(SO42－、NO3－等)＞F－。若S2－、I－、Br－、Cl－放電，產(chǎn)物是S、I2、Br2、Cl2；若OH－放電，則得H2O和O2。(2)陰極產(chǎn)物的判斷直接根據(jù)陽離子放電順序進行判斷。陽離子放電順序：Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋＞Pb2＋＞Sn2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋。若金屬陽離子(Fe3＋除外)放電則得到相應(yīng)金屬單質(zhì)，若H＋放電，則得H2。2．電極反應(yīng)式及電解總反應(yīng)式的書寫(1)電極反應(yīng)式①確定電極：與電源正極相連的為陽極，與電源負極相連的為陰極。②確定電極反應(yīng)：陽極發(fā)生氧化反應(yīng)。若是活潑金屬電極，電極材料放電，若是惰性電極，溶液中陰離子放電。陰極發(fā)生還原反應(yīng)，溶液中的陽離子放電。③寫電極反應(yīng)式：根據(jù)電極反應(yīng)分別寫出兩極反應(yīng)式。(2)電解總反應(yīng)式①在確保兩極轉(zhuǎn)移電子數(shù)目相同的條件下，將兩電極反應(yīng)式合并即得總反應(yīng)式。②總反應(yīng)式要注明條件：通電。若電解的H＋或OH－來自于H2O，方程式中要以水分子的形式書寫。【例題1】金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制備高純度的鎳，下列敘述正確的是（）（已知：氧化性Fe2+＜Ni2+＜Cu2+）A．陽極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)Ni2++2e—=Ni【例題7】分別放置在圖所示裝置(都盛有0.1mol·L－1的H2SO4溶液)中的四個相同的純鋅片，腐蝕最快的是【例題8】炒過菜的鐵鍋未及時洗凈(殘液中含NaCl)，第二天便會因腐蝕出現(xiàn)紅褐色銹斑．試回答：(1)鐵鍋的銹蝕應(yīng)屬于________，腐蝕的原因是________；(2)鐵鍋銹蝕的電極反應(yīng)式為：負極________，正極________．正負電極反應(yīng)產(chǎn)物會繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式或化學(xué)方程式為________________________________．【課堂反饋]1．下列有關(guān)電解原理的說法不正確的是（A）A．電解飽和食鹽水時,一般用鐵作陽極,碳作陰極B．電鍍時,通常把待鍍的金屬制品作陰極,把鍍層金屬作陽極C．對于冶煉像鈉、鈣、鎂、鋁等這樣活潑的金屬,電解法幾乎是唯一可行的工業(yè)方法D．電解精煉銅時，用純銅板作陰極，粗銅板作陽極2．用惰性電極在一定溫度下電解某Na2SO4飽和溶液200g。當兩極共產(chǎn)生標準狀況下67.2L氣體時，從溶液中析出64.4gNa2SO4?10H2O晶體。則剩余溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)約是(D)A．64.7％ B．47.5％ C．32.2％ D．28.3％3．在25℃時，將兩個銅電極插入一定質(zhì)量的硫酸鉀飽和溶液中進行電解。通電一段時間后，陰極上逸出amol氣體，同時有Wg無水硫酸鉀晶體析出。在溫度不變條件下，下列說法不正確的是(C)A．電解過程中共消耗2amol水B．剩余溶液中有大量藍色沉淀產(chǎn)生C．剩余溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為W/(W+18a)×100％ D．剩余溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為W/(W+36a)×100％4．某溶液中含有兩種溶質(zhì)AlCl3和H2SO4，它們的物質(zhì)的量之比為2:1。用石墨做電極電解該混合溶液時，根據(jù)電極產(chǎn)物，可分為若干個階段，下列敘述不正確的是(D)A．陰極自始至終只有H2 B．陽極先析出Cl2后析出O2C．電解最后階段為電解水 D．溶液中先有白色沉淀生成后沉淀全部溶解5．下圖是電解精煉銅裝置，其中c、d為銅電極。則下列有關(guān)的判斷不正確的是（C）A．c為粗銅板、d為純銅板B．電解過程中，SO42-濃度幾乎不變C．電解過程中，陽極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加相等D．電解過程中，c電極板附近沉積不溶物，d電極板質(zhì)量增加6．PH＝a的某電解質(zhì)溶液中，插入兩支惰性電極通直流電一段時間后，溶液的pH>a，則該電解質(zhì)可能是（A）A．NaOH B．H2SO4 C．AgNO3 D．Na2SO47．室溫下某金屬為液態(tài)，當電解它的一價金屬的硝酸鹽溶液時，陰極得到的產(chǎn)物是該金屬的單質(zhì)。當陰極消耗2mol該鹽的陽離子時，陽極可得1mol的氣體產(chǎn)物，則此氣體的產(chǎn)物是(填分子式)。由此可推斷得知該鹽的化學(xué)式是,其陰極上所發(fā)生的還原反應(yīng)方程式是：。[答案]7．O2Hg2(NO3)2Hg22+＋2e－＝2Hg8．工業(yè)品氫氧化鉀的溶液中含有某些含氧酸根雜質(zhì)，可用離子交換膜法電解提純。電解槽內(nèi)裝有陽離子交換膜（只允許陽離子通過），其工作原理如圖所示。①該電解槽的陽極反應(yīng)式為；②通電開始后，陰極附近溶液pH會增大；其原因是；③除去雜質(zhì)后的氫氧化鉀溶液從液體出品（填寫“A”或“B”）導(dǎo)出。[答案]8．①4OH－–4e－＝2H2O+O2↑②H+放電，促進H2O的電離，從而使OH－濃度增大③B9．已知電極材料：鐵、銅、銀、石墨、鋅、鋁；電解質(zhì)溶液：CuCl2溶液、Fe2（SO4）3溶液、鹽酸。接要求回答下列問題：①電工操作上規(guī)定：不能把銅導(dǎo)線和鋁導(dǎo)線連接在一起使用。請說明原因。②若電極材料選銅和石墨，電解質(zhì)溶液選硫酸鐵溶液，外加導(dǎo)線，能否構(gòu)成原電池？，若能，請寫出電極反應(yīng)式，負極，正極。③若電極反應(yīng)為：Cu+2H+=Cu2++H2↑，請在右邊框圖內(nèi)畫出實現(xiàn)該反應(yīng)的裝置圖（運用題目所給材料和藥品）。[