高中化学 电解池及其应用 金属的电化学腐蚀及防护知识要点复习学案 新人教版选修.doc

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1、《电解池及其应用金属的电化学腐蚀及防护》一、电解原理1.电解：使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程．2.电解池：(也叫电解槽)把电能转变为化学能的装置．3．电解池的组成和工作原理（以电解CuCl2溶液为例）总反应方程式：Cu2++2Cl-====Cl2↑+Cu二、电解原理的应用1．电解饱和食盐水(1)电极反应：阳极2Cl－－2e－====Cl2↑阴极2H＋＋2e－====H2↑电解(2)总反应方程式：2NaCl+2H2O====2NaOH+Cl2↑+H2↑(3)应用：氯碱工业制烧碱、氯气、氢气。2．电镀铜或电解精炼铜电

2、镀（Fe上镀Cu）电解精炼铜阳极电极材料铜粗通（含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质）电极反应Cu-2e-====Cu2+Cu-2e-====Cu2+Zn-2e-====Zn2+Fe-2e-====Fe2+Ni-2e-====Ni2+阴极电极材料铁纯铜电极反应Cu2++2e-====Cu电解质溶液CuSO4溶液注：电解精炼铜时，粗铜中的Ag、Au等不反应，沉在电解池底部形成阳极泥。3．电解冶炼钠(电解熔融NaCl)电解⑴电极反应：阳极：2Cl-—2e-==Cl2↑阴极：2Na++2e-==2Na⑵总反应方程式：2NaCl====2Na+Cl2↑⑶应用：冶

3、炼Na、Mg、Al等活泼金属。三、金属的腐蚀与防护1．化学腐蚀和电化学腐蚀的比较化学腐蚀电化学腐蚀条件金属与干燥气体或非电解质直接接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触特点无电流产生有电流产生本质金属失电子变成金属阳离子而被氧化（M—ne-==Mn+）金属被氧化的过程较活泼的金属被氧化的过程相互关系两种腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍，危害更严重2.析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较析氢腐蚀吸氧腐蚀条件金属在较强的酸性溶液中金属在中性或酸性很弱的溶液中电极反应负极(Fe)：Fe－2e-＝Fe2+正极(C)：2H+＋2e-＝H2↑负极(Fe)：2Fe－4e-＝2Fe

4、2+正极(C)：2H2O＋O2＋4e-＝4OH-发生情况相对较少，腐蚀速率一般较快非常普遍，腐蚀速率一般较慢联系两种腐蚀常相继发生，吸氧腐蚀为主3.金属的防护(1)加防护层，如在金属表面加上耐腐蚀的油漆、搪瓷、陶瓷、沥青、塑料、橡胶及电镀、喷镀或表面钝化等方法。(2)电化学防护①牺牲负极的正极保护——原电池原理正极：被保护的金属设备。负极：比被保护的金属活泼的金属。②外加电流的阴极保护——电解原理阴极：被保护的金属设备。阳极：惰性电极(3)添加缓蚀剂。【热点难点全析】※考点一原电池、电解池、电镀池的比较 类型原电池电解池本质化学能转化为电能电能转化为化学

5、能装置判断无外加电源有外加电源电极判断负极：还原性较强的极或电子流出的极正极：还原性较弱的极或电子流入的极阳极：与直流电源正极相连的极阴极：与直流电源负极相连的极电极上的反应（1）负极本身或还原剂失去电子发生氧化反应（2）正极：溶液中某些阳离子或氧化剂得到电子（1）阳极发生氧化反应即阳极金属或溶液中阴离子失去电子的反应（2）阴极本身不反应，溶液中的阳离子得到电子发生还原反应电子流向负极→外电路→正极电源负极→由导线→阴极→由溶液→阳极→电源正极电流方向正极→外电路→负极电源正极→由导线→阳极→由溶液→阴极→电源负极应用铅蓄电池电镀、精炼、冶金【警示】(1

6、)判断是原电池和电解池的关键是看是否有外加电源，有时并无外加电源，存在自发进行氧化还原反应的装置相当于电源，另一个装置则是电解池。(2)二次电池的放电过程是原电池，充电过程是电解池。原电池的两极称为正、负极，是由两极材料的相对活泼程度决定。(原电池的正、负极在内电路中有时也分别称为阴极、阳极)电解池的两极称为阴、阳极，是由外接电源决定。无论是原电池还是电解池，阳离子总是向阴极移动，阴离子总是向阳极移动。1．电极产物的判断阴极与电源负极相连，得电子发生还原反应。其规律有两个：一是电极本身不参加反应；二是电解质溶液中氧化性强的阳离子先得电子，如Ag＋＞Fe3

7、＋＞Cu2＋＞H＋＞Pb2＋＞Sn2＋＞Fe2＋＞Zn2＋，要注意到金属活动性顺序表中Al及Al前面的金属离子在溶液中不放电。阳极与电源正极相连，失去电子发生氧化反应。其规律有两个：一是若阳极为非惰性电极(除Pt、Au之外的金属作电极)，电极本身失去电子被氧化，电解质溶液中的阴离子不参与电极反应；二是若阳极为惰性电极(Pt、Au或非金属作电极)，电解质溶液中还原性强的阴离子失去电子被氧化，如S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根。2．电极方程式、电解方程式的书写书写电解反应的一般步骤是：以写出用石墨做电极电解CuSO4溶液的电极反应式及总的电解方

8、程式为例。第一步：明确溶液中存在哪些离子溶液中的阳离子：Cu2＋、H＋，阴离子：