高考复习-电解池金属的电化学腐蚀与防护

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,电化学基础,电解池 金属的电化学腐蚀与防护,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,_,引起,_,的过程,阴、阳两极,氧化还原反应,2,电解池,(,也叫电解槽,),把,转变为,的装置,电能,化学能,3,电解池的工作原理,以电解,CuCl,2,溶液为例,电极名称,阴极,阳极,电极反应,反应类型,电子流向,电子从电源,沿导线流入电解池的,极，经过阴、阳离子定向移动形成的内电路，再从电解池的,流出，并沿导线流回电源的,_,Cu,2,2e,=,Cu,还原反应,负极,阴,阳极,正极,2Cl,2e,=,Cl,2,氧化反应,1,电解池电极的判断,二、电解池的几个重点内容,2,电解时电极产物的判断,(1),阳极产物的判断,首先看电极材料,，如果是,活性电极,(,金属活动性顺序表,Ag,以前,),，则,电极材料失电子,，电极被溶解，溶液中的阴离子,不能,失电子；如是,惰性电极,(Pt,、,Au,、石墨,),，则要看溶液中阴离子的失电子能力此时根据,阴离子放电,顺序加以判断，阴离子放电顺序：,S,2,I,Br,Cl,OH,含氧酸根,F,.,(2),阴极产物的判断,直接根据阳离子放电顺序进行判断，,阳离子放电,顺序与金属活动性顺序相反，其中：,Ag,Fe,3,Cu,2,H,(,酸,),Fe,2,Zn,2,Al,3,Mg,2,Na,.,练习：,三维,P99,命题点,1,典例,1,类型,电极反应特点,电解质类型及实例,电解,的,对象,电解质浓度的变化,溶液,pH,变化,恢复原浓度的方法,电解水型,强碱,(,NaOH,),含氧酸,(H,2,SO,4,),活泼金属含氧酸盐,(Na,2,SO,4,),电解电解质型,无氧酸,(,HCl,),不活泼金属无氧酸盐,(CuCl,2,),1,以惰性电极电解电解质溶液的类型,三、电解规律及电解化学方程式的书写,水电离出的,H,、,OH,放电,阴极：,2H,2e,=,H,2,阳极：,4OH,4e,=,2H,2,O,O,2,水,增大,升高,降低,不变,加水,电解质电离出的,阴离子,在,阳极,上失电子，,阳离子,在,阴极,上得电子,电解质,减小,升高,加电解质本身,类型,电极反应特点,电解质类型及实例,电解,的,对象,电解质浓度的变化,溶液,pH,变化,恢复原浓度的方法,放,H,2,生碱型,活泼金属的无氧酸盐,(,NaCl,、,MgCl,2,),放,O,2,生酸型,不活泼金属含氧酸盐,(CuSO,4,、,AgNO,3,),阴极：,水电离出的,H,放电,2H,2e,=,H,2,阳极：,电解质电离出的,阴,离子放电,电解质和水,生成新电解质，原电解质浓度减小,升高,加对应的无氧酸,阴极,：电解质电离出的,阳,离子放电,阳极,：水电离出的,OH,放电,4OH,4e,=,2H,2,O,O,2,电解质和水,生成新电解质，原电解质浓度减小,降低,加对应的氧化物,练习：,三维,P99,命题点,2,典例,1,、,2,四、电解原理的应用,1,氯碱工业,(1),概念：用电解饱和,NaCl,溶液的方法来制取,、,H,2,和,，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业，称为氯碱工业,Cl,2,NaOH,2,电镀,电镀时，用,作阳极，,作阴极，用含,的溶液作电解质溶液,镀层金属,待镀金属,镀层金属离子,理论上讲，电镀时，电解质溶液的成分及浓度是不变的,问题：,电镀时，电解质溶液中的成分及其浓度改变吗？,3,铜的精炼,(,粗铜中通常含有,Zn,、,Fe,、,Ni,、,Ag,、,Au,等杂质,),电极名称,电极材料,电极反应,电解质溶液,阳极,Zn,2e,=,Zn,2,，,Fe,2e,=,Fe,2,，,Ni,2e,=,Ni,2,，,阴极,Cu,2e,=,Cu,2,Cu,2,2e,=,Cu,粗铜中比较活泼的金属杂质形成阳离子进入溶液，金属活动性弱于铜的金属,(Ag,和,Au),沉淀在电解槽底部，形成,阳极泥,粗铜,纯铜,CuSO,4,溶液,2,电解精炼铜时，阳极减少的质量与阴极增加的质量相等吗？,提示：,不相等电解精炼铜时，粗铜作阳极，在,Cu,失电子的同时，粗铜中活泼金属也能失电子进入溶液，不活泼金属沉淀在电解槽底部形成阳极泥，而在阴极上,Cu,2,2e,=,Cu,，虽然两极得失电子数相等，但阳极减少的质量大于阴极增加的质量,问题,4,电冶金,金属冶炼：,M,n,n,e,=,M.,(1),电解熔融的氯化钠冶炼金属钠：,阳极反应：,.,阴极反应：,.,总反应：,.,2Cl,2e,=,Cl,2,2Na,2e,=,2Na,(2),电解熔融的氯化镁冶炼金属镁：,阳极反应：,.,阴极反应：,.,总反应：,.,2Cl,2e,=,Cl,2,Mg,2,2e,=,Mg,(3),电解熔融的氧化铝冶炼金属铝：,阳极反应：,.,阴极反应：,.,总反应：,.,6O,2,12e,=,3O,2,4Al,3,12e,=,4Al,练习：,三维,P101,考点达标,1,原电池,电解池,电镀池,定义,将,化学能,转变成,电能,的装置,将,电能,转变成,化学能,的装置,应用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属的装置,装置举例,五、原电池、电解池与电镀池的比较,原电池,电解池,电镀池,形成条件,电极名称,五、原电池、电解池与电镀池的比较,负极,：较活泼金属等,正极,：较不活泼金属,(,或能导电的非金属,),活动性不同,的两电极,(,连接,),电解质,溶液,(,电极插入其中，并与电极发生,自发反应,),形成闭合电路,两电极,接直流电源,两电极插入,电解质,溶液,形成闭合电路,镀层金属,接电源,正,极，,待镀金属,接电源,负,极,电镀液必须,含有镀层金属的离子,(,电镀过程浓度,不变,),阳极,：与电源正极相连的极,阴极,：与电源负极相连的极,名称同电解池，但有限制条件,阳极,：必须是镀层金属,阴极,：镀件,五、原电池、电解池与电镀池的比较,1.,有关右图所示装置的叙述正确的,是,(,),A,假设,X,为盐桥，该装置为原,电池,B,假设,X,为盐桥，该装置为电,解池,C,假设,X,为铜片，该装置为原电池,D,假设,X,为铜片，该装置为电解池,练习,A,2,(2011,北京海淀期中,),下列关于电解的说法中，正确的,是,(,),A,电解池是把化学能转变为电能的装置,B,电解精炼铜时，粗铜板做阴极,C,电镀时，通常把待镀的金属制品做阴极,D,工业电解饱和食盐水用于生产金属钠和氯气,练习,C,金属的腐蚀,A,化学腐蚀与电化学腐蚀,化学腐蚀,电化学腐蚀,(,主要,),定义,条件,金属与接触到的干燥气体,(,如,O,2,、,Cl,2,、,SO,2,等,),或非电解质液体,(,如石油,),等直接发生化学反应引起的腐蚀,金属与物质,直接,接触,不纯金属,(,或合金,),接触到电解质溶液所发生的,原电池,反应，较,活泼金属失去电子,被氧化而引起的腐蚀,吸氧腐蚀,(,主要,),析氢腐蚀,水膜中溶有,O,2,，显,弱酸性或中性,水膜,酸性较强,金属被氧化而腐蚀,较活泼金属,被氧化而腐蚀,无,电流产生,有,微弱电流产生,2Fe,3,Cl,2,=2,FeCl,3,Fe,2e,=,Fe,2,2H,2,O,O,2,4e,=,4OH,2H,2e,=,H,2,B,金属腐蚀快慢的影响因素,不纯的金属或合金，在潮湿的空气中形成原电池发生电化学腐蚀，活泼金属因被腐蚀而损耗金属腐蚀的快慢与下列两种因素有关：,(1),与构成原电池的材料有关，两极材料的活泼性相差越,大，氧化还原反应的速率越快，金属被腐蚀的速率就越快,(2),与金属所接触的电解质强弱有关，活泼金属在电解质溶,液中的腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀，在强电解质溶液中的腐蚀快于在弱电解质溶液中的腐蚀,一般说来可用下列原则判断：,电解原理引起的腐蚀,原电池原理引起的腐蚀,化学腐蚀,有防腐蚀措施的腐蚀,例,1,如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为,(,),A,B,C,D,C,金属的腐蚀快慢顺序为：电解池的阳极原电池的负极化学腐蚀原电池的正极电解池的阴极,二、金属的防护,1,改变金属内部组织结构,如制成,等,2,金属表面加保护层,如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀或表面钝化等方法,合金,3,电化学保护,(1),牺牲阳极的阴极保护法,原理,被保护的金属上连接一种更,的金属，被保护的金属作原电池的,极,(2),外加电流的阴极保护法,原理,被保护的金属与电源的,极相连，作电解池的,极,原电池,正,活泼,电解池,负,阴,