人教版高一化学第八章学案39电解池 金属的电化学腐蚀与防护.docx

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人教版高一化学第八章学案39电解池金属的电化学腐蚀与防护

人教版高一化学学案39　电解池　金属的电化学腐蚀与防护

[考纲要求]　1.了解电解池的工作原理，写出电极反应和电池反应方程式。

2.理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。

知识点一　电解池、电解原理

1．电解原理

（1）电解：

使________通过电解质溶液（或熔融的电解质）而在__________引起

____________________的过程。

（2）电解池（也叫电解槽）：

把____能转化为________能的装置。

（3）电极名称与电极反应：

与电源正极相连的为________，发生________反应；

与电源负极相连的为________，发生________反应。

2．电解CuCl2溶液（如右图所示）

（1）阳极反应：

________________________________________________________________________

（2）阴极反应：

________________________________________________________________________

（3）总方程式：

________________________________________________________________________

问题思考

1．电解质的电离和溶液的导电有什么联系？

2．电解池的阴、阳极与电极材料有什么关系？

知识点二　电解原理的应用

1．电解饱和食盐水

（1）电极反应

阳极反应式：

________________________________________________________________________

（________反应）

阴极反应式：

________________________________________________________________________

（________反应）

（2）总反应方程式：

2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑

离子反应方程式：

2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑

（3）应用：

氯碱工业制________、________和________。

2．电镀

右图为金属表面镀银的工作示意图，据此回答下列问题：

（1）镀件作____极，镀层金属银作____极。

（2）电解质溶液是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）电极反应：

阳极：

________________________________________________________________________；

阴极：

________________________________________________________________________。

（4）特点：

____极溶解，____极沉积，电镀液的浓度

________________________________________________________________________。

3．电解精炼铜

（1）电极材料：

阳极为________；阴极为________。

（2）电解质溶液：

含Cu2＋的盐溶液。

（3）电极反应：

阳极为

________________________________________________________________________；

阴极为

________________________________________________________________________。

4．电冶金

利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。

（1）冶炼钠

2NaCl（熔融）2Na＋Cl2↑

电极反应：

阳极：

________________________________________________________________________，

阴极：

________________________________________________________________________。

（2）冶炼铝

2Al2O3（熔融）4Al＋3O2↑

电极反应：

阳极：

________________________________________________________________________，

阴极：

________________________________________________________________________。

问题思考

3．如何设计实验验证电解饱和食盐水的各种产物？

4．电解过程中放H2生碱型和放O2生酸型的实质是什么？

5．用惰性电极电解，若要使电解后的溶液复原，应怎样操作？

知识点三　金属的腐蚀和防护

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

（1）化学腐蚀与电化学腐蚀

化学腐蚀

电化学腐蚀

条件

金属跟__________接触

不纯金属或合金跟________________接触

现象

____电流产生

______电流产生

本质

金属被____

较活泼金属被________

联系

两者往往同时发生，________腐蚀更普遍

（2）析氢腐蚀与吸氧腐蚀

以钢铁的腐蚀为例进行分析：

析氢腐蚀

吸氧腐蚀

条件

电极反应

负极

正极

总反应式

联系

________更普遍

问题思考

6．铁锈是怎样形成的？

3．金属的防护

（1）电化学防护

①牺牲阴极的阳极保护法—________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。

（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。

一、电解池的电极及电极产物的判断

1．如何分析电解池中的两极变化？

2．如何判断电解池的电极产物及书写电极反应式和总反应式？

典例导悟1　将含有KCl、CuCl2、Na2SO4三种物质的水溶液用铂电极进行电解，且电解时间足够长。

有以下结论：

①溶液中几乎没有Cl－　②电解质溶液为无色　③最终溶液显碱性　④K＋、Na＋、SO的浓度几乎没有变化

正确的是（设全部气体从溶液中出）（　　）

A．①②③　　　B．仅③　　　C．①④　　　D．均正确

听课记录：

二、电解类型及有关计算

1．用惰性电极电解电解质溶液的类型如下表所示：

类型

电极反应特点

实例

电解

对象

电解质

浓度

pH

电解质溶

液复原

电解

水型

阴：

4H＋＋4e－===2H2↑

阳：

4OH－－4e－===2H2O＋O2↑

NaOHH2SO4Na2SO4

电解

电解

质型

电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电

HCl

CuCl2

放H2

生碱

型

阴极：

H2O放H2生碱

阳极：

电解质阴离子放电

NaCl

放O2

生酸

型

阴极：

电解质阳离

子放电

阳极：

H2O放O2生酸

CuSO4

2.电解池中有关量的计算或判断

电解池中有关量的计算或判断主要包括以下方面：

根据直流电源提供的电量求产物的量（析出固体的质量、产生气体的体积等）、溶液的pH、相对原子质量或某元素的化合价、化学式等。

解题依据是得失电子守恒。

典例导悟2　

（1）用惰性电极电解400mL一定浓度的硫酸铜溶液（不考虑电解过程中溶液体积的变化），通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1molCuO后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，电解过程中转移的电子为________mol。

（2）如果向所得的溶液中加入0.1molCu（OH）2后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，电解过程中转移的电子为________mol。

（3）如果向所得的溶液中加入0.1molCu2（OH）2CO3后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH（不考虑CO2的溶解），电解过程中转移的电子为________mol。

3．比较金属腐蚀快慢

判断金属腐蚀快慢的规律

（1）电解池原理引起的腐蚀>__________引起的腐蚀>________腐蚀>有防护措施的腐蚀。

（2）对同一种金属来说，腐蚀的快慢：

强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。

（3）活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，活泼性强的金属腐蚀越________。

（4）对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度

________________________________________________________________________，

腐蚀越快。

典例导悟3　下面各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是（　　）

A．④>②>①>③　　　　　　B．②>①>③>④

C．④>②>③>①D．③>②>④>①

题组一　电解原理及其应用

1．（2011·上海，16）用电解法提取氯化铜废液中的铜，方案正确的是（　　）

A．用铜片连接电源的正极，另一电极用铂片

B．用碳棒连接电源的正极，另一电极用铜片

C．用氢氧化钠溶液吸收阴极产物

D．用带火星的木条检验阳极产物

2．（2010·海南，9改编）利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是（　　）

A．电解时以精铜作阳极

B．电解时阴极发生氧化反应

C．粗铜连接电源负极，其电极反应是Cu－2e－===Cu2＋

D．电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥

3.（2010·全国理综Ⅱ，29）

右图是一个用铂丝作电极，电解稀的MgSO4溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色。

（指示剂的pH变色范围：

6.8～8.0，酸色—红色，碱色—黄色）

回答下列问题：

（1）下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是________（填编号）；

①A管溶液由红变黄　②B管溶液由红变黄　③A管溶液不变色　④B管溶液不变色

（2）写出A管中发生反应的反应式：

________________________________________________________________________；

（3）写出B管中发生反应的反应式：

________________________________________________________________________；

（4）检验a管中气体的方法是

________________________________________________________________________