高考化学一轮专题复习 第六章 第3讲 电解池 金属的腐蚀与防护课件 新人教版.ppt

第3讲电解池金属的腐蚀与防护 考点突破题型透析 学科素养技能提升 考点二电解原理的应用 电解原理的实验综合探究 考纲要求 第六章化学反应与能量 考点三应对电化学计算的三大技巧 备选素材 考点四金属的腐蚀及防护 考纲要求 1 了解电解池的工作原理 能写出电极反应式和电解反应方程式 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 考点一电解的原理 知识梳理思维深化 1 电解定义在 作用下 电解质在两个电极上分别发生 和 的过程 2 能量转化形式 转化为 3 电解池 1 构成条件 有与 相连的两个电极 或 形成 电流 氧化反应 还原 电能 化学能 电源 电解质溶液 熔融盐 闭合回路 反应 2 电极名称及电极反应式 如图 3 电子和离子移动方向 电子 从电源 流向电解池的 从电解池的 流向电源的 离子 阳离子移向电解池的 阴离子移向电解池的 知识梳理思维深化 考点一电解的原理 负极 阴极 阳极 正极 阴极 阳极 4 分析电解过程的思维程序 1 首先判断阴 阳极 分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极 2 再分析电解质水溶液的组成 找全离子并分阴 阳两组 不要忘记水溶液中的H 和OH 3 然后排出阴 阳两极的放电顺序阴极 阳离子放电顺序 Ag Fe3 Cu2 H 酸 Fe2 Zn2 H 水 Al3 Mg2 Na Ca2 K 阳极 活泼电极 S2 I Br Cl OH 含氧酸根离子 知识梳理思维深化 考点一电解的原理 注意 阴极不管是什么材料 电极本身都不反应 一定是溶液 或熔融电解质 中的阳离子放电 最常用 最重要的放电顺序是 阳极 Cl OH 阴极 Ag Cu2 H 电解水溶液时 K Al3 不可能在阴极放电 即不可能用电解水溶液的方法得到K Ca Na Mg Al等金属 4 分析电极反应 判断电极产物 写出电极反应式 要注意遵循原子守恒和电荷守恒 5 最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式 知识梳理思维深化 考点一电解的原理 正误判断 1 电解是将电能转化为化学能 2 电解质溶液导电是化学变化 金属导电是物理变化 3 电解池的阳极和原电池的正极都发生氧化反应 4 使用惰性电极电解后的NaCl溶液复原 可以滴加盐酸 5 使用惰性电极电解后的CuSO4溶液复原 可以加入Cu OH 2固体 6 电解NaCl溶液的阳极反应一定是2Cl 2e Cl2 提示 1 2 3 4 5 6 知识梳理思维深化 考点一电解的原理 知识梳理思维深化 考点一电解的原理 1 2015 东城模拟 右图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置 通电后在石墨电极a和b附近分别滴加几滴石蕊溶液 下列实验现象描述正确的是 A 逸出气体的体积 a电极的小于b电极的B 一电极逸出无味气体 另一电极逸出刺激性气体C a电极附近呈红色 b电极附近呈蓝色D a电极附近呈蓝色 b电极附近呈红色 题组设计思维建模 题组一电解原理和电解规律的考查 解析 答案 图显 隐 D 2 用铂电极电解一定浓度的下列物质的水溶液 在电解后的电解液中加适量水 能使溶液浓度恢复到电解前浓度的是 A NaClB Na2CO3C CuSO4D K2S 加适量水能使溶液恢复到电解前的浓度 则实际是电解水 故只有B项符合条件 解析 答案 题组设计思维建模 题组一电解原理和电解规律的考查 B A 石墨电极上产生氢气B 铜电极发生还原反应C 铜电极接直流电源的负极D 当有0 1mol电子转移时 有0 1molCu2O生成 从反应中得知Cu在通电时失电子在阳极放电 发生氧化反应 另一电极 石墨 作阴极 发生还原反应 2H2O 2e H2 2OH 相应的2Cu 2OH 2e Cu2O H2O 转移0 1mol电子生成0 05molCu2O 故B C D项错 解析 答案 图显 隐 题组设计思维建模 题组一电解原理和电解规律的考查 A 4 按要求书写有关的电极反应式及总反应式 1 用惰性电极电解AgNO3溶液阳极反应式 阴极反应式 总反应离子方程式 2 用惰性电极电解MgCl2溶液阳极反应式 阴极反应式 总反应离子方程式 题组二电极反应式 电解总方程式的书写 题组设计思维建模 3 用铜作电极电解NaCl溶液阳极反应式 阴极反应式 总化学方程式 4 用铜作电极电解盐酸溶液阳极反应式 阴极反应式 总反应离子方程式 答案 题组设计思维建模 题组二电极反应式 电解总方程式的书写 5 用惰性电极电解NaCl和CuSO4的混合溶液 电解过程中两极均有两种产物产生 判断阴 阳两极的产物并写出电极反应方程式 1 阳极产物 电极反应 2 阴极产物 电极反应 1 Cl2 O22Cl 2e Cl2 4OH 4e 2H2O O2 2 Cu H2Cu2 2e Cu 2H 2e H2 答案 题组设计思维建模 题组二电极反应式 电解总方程式的书写 电解池中方程式书写四个常见失分点的规避 1 书写电解池中电极反应式时 要以实际放电的离子表示 但书写总电解反应方程式时 弱电解质要写成分子式 2 阴极不管是什么材料 电极本身都不反应 一定是溶液 或熔融电解质 中的阳离子放电 3 要确保两极电子转移数目相同 且注明条件 电解 4 电解水溶液时 应注意放电顺序中H OH 之后的离子一般不参与放电 题组设计思维建模 1 2014 高考广东卷 某同学组装了如图所示的电化学装置 电极 为Al 其它电极均为Cu 则 A 电流方向 电极 A 电极 B 电极 发生还原反应C 电极 逐渐溶解D 电极 的电极反应 Cu2 2e Cu 左侧两烧杯构成原电池装置 Al为负极 右侧烧杯为电解池装置 电流方向与电子流动方向相反 电极 A 电极 A正确 负极反应式为Al 3e Al3 发生氧化反应 B错误 电极 的电极反应式 Cu2 2e Cu C错误 根据电解原理 电极 的电极反应式 Cu 2e Cu2 D错误 解析 答案 图显 隐 高考真题明确考向 A 2 2012 高考海南卷 下列各组中 每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是 A HCl CuCl2 Ba OH 2B NaOH CuSO4 H2SO4C NaOH H2SO4 Ba OH 2D NaBr H2SO4 Ba OH 2 解析 答案 高考真题明确考向 C 3 2013 高考北京卷 用石墨电极电解CuCl2溶液 见图 下列分析正确的是 A a端是直流电源的负极B 通电使CuCl2发生电离C 阳极上发生的反应 Cu2 2e CuD 通电一段时间后 在阴极附近观察到黄绿色气体 解析 答案 图显 隐 高考真题明确考向 A 本题考查电解原理及其应用 意在考查考生对装置图的分析能力及对电解原理的理解能力 通过图中离子的运动状态可判断连接a的为阴极 连接b的为阳极 故a端为直流电源的负极 b端为直流电源的正极 A正确 CuCl2在水溶液中就能发生电离 而不是通电的结果 B错误 阳极发生氧化反应 即2Cl 2e Cl2 C错误 阴极发生还原反应 析出Cu 阳极发生氧化反应 在阳极附近可观察到黄绿色气体 D错误 考点二电解原理的应用 知识梳理思维深化 1 电解饱和食盐水 1 电极反应阳极反应式 2Cl 2e Cl2 反应 阴极反应式 2H 2e H2 反应 2 总反应方程式 3 应用 氯碱工业制 和 氧化 还原 烧碱 氯气 氢气 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 Ag e Ag 阴极 Ag e Ag 4 特点 极溶解 极沉积 电镀液的浓度 知识梳理思维深化 考点二电解原理的应用 AgNO3溶液等含镀层 金属阳离子的盐溶液 阴 阳 阳 阴 不变 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 Zn 2e Zn2 Fe 2e Fe2 Ni 2e Ni2 Cu 2e Cu2 阴极 Cu2 2e Cu 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 知识梳理思维深化 考点二电解原理的应用 粗铜 纯铜 电极反应 阳极 2Cl 2e Cl2 阴极 2Na 2e 2Na 2 冶炼铝电极反应 阳极 6O2 12e 3O2 阴极 4Al3 12e 4Al 知识梳理思维深化 考点二电解原理的应用 1 判断正误 1 Cu H2SO4 CuSO4 H2 可以设计成电解池 但不能设计成原电池 2 电解饱和食盐水时 两个电极均不能用金属材料 3 根据得失电子守恒可知电解精炼铜时 阳极减少的质量和阴极增加的质量相等 4 任何水溶液电解时 必将导致氧化还原反应 提示 1 2 3 4 2 如何检验电解NaCl溶液的产物 提示 阳极产物Cl2可以用湿润的淀粉 KI试纸检验 阴极产物H2可以通过点燃检验 NaOH可以用酚酞试剂检验 知识梳理思维深化 考点二电解原理的应用 3 Cu的还原性比H2弱 能否采取一定措施使Cu将酸中的H 置换出来 采用什么措施 知识梳理思维深化 考点二电解原理的应用 1 利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产上的应用 下列说法正确的是 A 氯碱工业中 X电极上反应式是4OH 4e 2H2O O2 B 电解精炼铜时 Z溶液中的Cu2 浓度不变C 在铁片上镀铜时 Y是纯铜D 制取金属镁时 Z是熔融的氯化镁 氯碱工业中阳极是Cl 放电生成Cl2 电解精炼铜时阳极粗铜溶解 阴极Cu2 放电析出Cu 溶液中Cu2 浓度变小 铁片上镀铜时 阴极应该是铁片 阳极是纯铜 题组设计思维建模 解析 答案 图显 隐 D 2 2014 金考卷 使用氯化钠作原料可以得到多种产品 1 实验室用惰性电极电解100mL0 1mol L 1NaCl溶液 若阴阳两极均得到112mL气体 标准状况 则所得溶液的物质的量浓度是 忽略反应前后溶液体积的变化 2 某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器 用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液 通电时 为使Cl2被完全吸收 制得有较强杀菌能力的消毒液 设计了如图的装置 对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是 图显 隐 题组设计思维建模 A a为正极 b为负极 NaClO和NaClB a为负极 b为正极 NaClO和NaClC a为阳极 b为阴极 HClO和NaClD a为阴极 b为阳极 HClO和NaCl 3 实验室中很难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe OH 2沉淀 某同学利用上图装置 只更换一个电极 通过电解法制取较纯净的Fe OH 2沉淀 且较长时间不变色 该同学换上的电解材料是 用元素符号表示 总的反应式是 1 n H2 n Cl2 0 005mol 参加反应的n NaCl 0 01mol 说明NaCl恰好电解完毕 溶液变为NaOH溶液 n NaOH n NaCl 0 01mol c NaOH 0 1mol L 1 解析 题组设计思维建模 解析 答案 题组设计思维建模 电解原理应用中的注意要点1 阳离子交换膜 以电解NaCl溶液为例 只允许阳离子 Na 通过 而阻止阴离子 Cl OH 和分子 Cl2 通过 这样既能防止H2和Cl2混合爆炸 又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO影响烧碱质量 2 电解或电镀时 电极质量减少的电极必为金属电极 阳极 电极质量增加的电极必为阴极 即溶液中的金属阳离子得电子变成金属吸附在阴极上 题组设计思维建模 3 电解精炼铜 粗铜中含有的Zn Fe Ni等活泼金属失去电子 变成金属阳离子进入溶液 其活泼性小于铜的杂质以阳极泥的形式沉积 电解过程中电解质溶液中的Cu2 浓度会逐渐减小 4 电镀时 阳极 镀层金属 失去电子的数目跟阴极镀层金属离子得到电子的数目相等 因此电镀液的浓度保持不变 题组设计思维建模 1 2012 高考浙江卷 以铬酸钾为原料 电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下 下列说法不正确的是 A 在阴极室 发生的电极反应为 2H2O 2e 2OH H2 高考真题明确考向 答案 D 解析 2 2011 高考四川卷节选 按如图电解NaCl的饱和溶液 写出该电解池中发生反应的总反应方程式 将充分电解后所得溶液逐滴加入到酚酞试液中 观察到得现象是 解析 答案 高考真题明确考向 用石墨作阳极电解饱和浓盐水 阳极 C 2Cl 2e Cl2 阴极 Fe 2H 2e H2 阳极产生的Cl2与NaOH溶液发生反应 Cl2 2NaOH NaCl NaClO H2O 3 2014 高考新课标 卷节选 H3PO2也可用电渗析法制备 四室电渗析法 工作原理如图所示 阳膜和阴膜分别只允许阳离子 阴离子通过 写出阳极的电极反应式 分析产品室可得到H3PO2的原因 早期采用 三室电渗析法 制备H3PO2 将 四室电渗析法 中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替 并撤去阳极室与产品室之间的阳膜 从而合并了阳极室与产品室 其缺点是产品中混有 杂质 该杂质产生的原因是 解析 答案 图显 隐 高考真题明确考向 1 钢制品应接电源的 极 已知电镀过程中不产生其它离子且有机阳离子不参与电极反应 阴极电极反应式为 若改用AlCl3水溶液作电解液 则阴极产物为 2 为测定镀层厚度 用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层 当反应转移6mol电子时 所得还原产物的物质的量为 mol 解析 答案 高考真题明确考向 5 2013 高考福建卷节选 利用化石燃料开采 加工过程产生的H2S废气制取氢气 既价廉又环保 利用H2S废气制取氢气的方法有多种 电化学法制氢气过程的示意图如下 反应池中反应物的流向采用气 液逆流方式 其目的是 反应池中发生反应的化学方程式为 反应后的溶液进入电解池 电解总反应的离子方程式为 解析 答案 图显 隐 高考真题明确考向 1 增大反应物接触面积 使反应更充分H2S 2FeCl3 2FeCl2 S 2HCl 6 2012 高考福建卷节选 1 电镀时 镀件与电源的 极连接 2 化学镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉积在镀件表面形成的镀层 若用铜盐进行化学镀铜 应选用 填 氧化剂 或 还原剂 与之反应 2012 高考新课标卷节选 粗铜的电解精炼如图所示 在粗铜的电解过程中 粗铜板是图中电极 填图中的字母 在电极d上发生的电极反应为 若粗铜中还含有Au Ag Fe 它们在电解槽中的存在形式和位置为 图显 隐 高考真题明确考向 2012 高考山东卷节选 以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜 含Al Zn Ag Pt Au等杂质 的电解精炼 下列说法正确的是 a 电能全部转化为化学能b 粗铜接电源正极 发生氧化反应c 溶液中Cu2 向阳极移动d 利用阳极泥可回收Ag Pt Au等金属 1 电镀池中 镀件就是待镀金属 作阴极 与电源的负极相连 镀层金属为阳极 与电源正极相连 2 要把铜从铜盐中置换出来 比如用铁就可以 铁是作还原剂的 所以应加入还原剂 粗铜的电解精炼时 粗铜作阳极与电源正极相连 所以粗铜板是图中电极c d是阴极 发生的反应是Cu2 2e Cu Au Ag不如铜活泼 以单质的形式沉积在c 阳极 下方 Fe比铜活泼 以Fe2 的形式进入电解质溶液中 粗铜的电解精炼时 电能不可能全部转化为化学能 a错误 粗铜作阳极与电源正极相连 发生氧化反应 b正确 溶液中Cu2 向阴极移动 c错误 不活泼金属Ag Pt Au等金属在阳极沉积 可以回收 解析 答案 高考真题明确考向 1 负 2 还原剂 cCu2 2e CuAu Ag以单质的形式沉积在c 阳极 下方 Fe以Fe2 的形式进入电解液中 b d 考点三应对电化学计算的三大技巧 知识梳理思维深化 原电池和电解池的定量计算包括两极产物的定量计算 溶液pH的计算 相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算 以及与转移电子关系的定量计算等 1 根据电子守恒计算用于串联电路中阴阳两极产物 正负两极产物 相同电量等类型的计算 其依据是电路中转移的电子数相等 2 根据总反应式计算先写出电极反应式 再写出总反应式 最后根据总反应式列出比例式计算 3 根据关系式计算根据得失电子守恒定律关系建立起已知量与未知量之间的桥梁 构建计算所需的关系式 如以通过4mole 为桥梁可构建如下关系式 知识梳理思维深化 考点三应对电化学计算的三大技巧 式中M为金属 n为其离子的化合价数值 该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值 熟记电极反应式 灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题 提示 在电化学计算中 还常利用Q I t和Q n e NA 1 60 10 19C来计算电路中通过的电量 知识梳理思维深化 考点三应对电化学计算的三大技巧 1 2015 开封模拟 用两支惰性电极插入CuSO4溶液中 通电电解 当有1 10 3mol的OH 放电时 溶液显浅蓝色 则下列叙述正确的是 A 阳极上析出3 6mLO2 标准状况 B 阴极上析出32mgCuC 阴极上析出11 2mLH2 标准状况 D 阳极和阴极质量都无变化 用惰性电极电解CuSO4溶液时 电极反应为 阴极 2Cu2 4e 2Cu 阳极 4OH 4e O2 2H2O 当有1 10 3mol的OH 放电时 生成标准状况下的O2为5 6mL 此时转移电子为1 0 10 3mol 则在阴极上析出32mgCu 题组设计思维建模 解析 答案 B A 原混合溶液中c K 为0 2mol L 1B 上述电解过程中共转移0 2mol电子C 电解得到的Cu的物质的量为0 05molD 电解后溶液中c H 为0 2mol L 1 解析 答案 题组设计思维建模 A 3 在如图中 甲烧杯中盛有100mL0 50mol LAgNO3溶液 乙烧杯中盛有100mL0 25mol LCuCl2溶液 A B C D均为质量相同的石墨电极 如果电解一段时间后 发现A极比C极重1 9g 则 1 电源E为 极 F为 极 2 A极的电极反应式为 析出物质 mol 题组设计思维建模 3 B极的电极反应式为 析出气体 mL 标准状况 4 C极的电极反应式为 析出的物质 mol 5 D极的电极反应式为 析出气体 mL 标准状况 6 甲烧杯中滴入石蕊试液 极附近变红 如果继续电解 在甲烧杯中最终得到 溶液 解析 答案 题组设计思维建模 1 负正 2 4Ag 4e 4Ag0 025 3 4OH 4e 2H2O O2 140 4 Cu2 2e Cu0 0125 5 2Cl 2e Cl2 280 6 BHNO3 1 2013 高考山东卷 图为电解精炼银的示意图 填a或b 极为含有杂质的粗银 若b极有少量红棕色气体生成 则生成该气体的电极反应式为 高考真题明确考向 解析 答案 解析 答案 图显 隐 高考真题明确考向 3 2012 高考重庆卷 人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素 原理如图 电源的负极为 填 A 或 B 阳极室中发生的反应依次为 电解结束后 阴极室溶液的pH与电解前相比将 若两极共收集到气体13 44L 标准状况 则除去的尿素为 g 忽略气体的溶解 解析 答案 图显 隐 高考真题明确考向 由图像电解产生产物知 生成氢气的极为阴极 则B为负极 阳极室中Cl 失电子产生Cl2 阴极减少的H 可通过质子交换膜补充 而使pH不变 气体物质的量为13 44L 22 4L mol 0 6mol 由电子守恒及其原子个数守恒CO NH2 2 3Cl2 N2 CO2 3H2 则CO NH2 2的物质的量为0 6mol 5 0 12mol 质量为0 12mol 60g mol 7 2g B 2Cl 2e Cl2 CO NH2 2 3Cl2 H2O N2 CO2 6HCl 不变7 2 考点四金属的腐蚀及防护 知识梳理思维深化 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 失去电子 金属阳离子 氧化反应 非金属单质直接 电解质 无 有微弱 氧化 氧化 电化学 溶液 考点四金属的腐蚀及防护 知识梳理思维深化 2 析氢腐蚀与吸氧腐蚀以钢铁的腐蚀为例进行分析 水膜酸性较强 pH 4 3 水膜酸性很弱或呈中性 吸氧腐蚀 考点四金属的腐蚀及防护 知识梳理思维深化 铁锈的形成 4Fe OH 2 O2 2H2O 4Fe OH 3 2Fe OH 3 Fe2O3 xH2O 铁锈 3 x H2O 3 金属的防护 1 电化学防护 牺牲阳极的阴极保护法 原理a 比被保护金属活泼的金属 b 被保护的金属设备 外加电流的阴极保护法 原理a 被保护的金属设备 B 惰性电极 原电池 负极 正极 电解 阴极 阳极 考点四金属的腐蚀及防护 知识梳理思维深化 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 微点拨 1 影响金属腐蚀的因素包括金属本身的性质和介质两个方面 就金属本身的性质来说 金属越活泼 就越容易失去电子而被腐蚀 介质对金属腐蚀的影响也很大 如果金属在潮湿的空气中 接触腐蚀性气体或电解质溶液 都容易被腐蚀 2 由于在通常情况下 金属表面不会遇到酸性较强的溶液 所以吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式 而且析氢腐蚀最终也会被吸氧腐蚀所代替 3 电化学腐蚀中吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍 在金属活动性顺序表中位于氢前面和氢之后的金属都能发生吸氧腐蚀 但只有在金属活动性顺序表中位于氢前面的金属才可能发生析氢腐蚀 考点四金属的腐蚀及防护 知识梳理思维深化 如图所示 甲 乙两试管中各放一枚铁钉 甲试管中为NH4Cl溶液 乙试管中为NaCl溶液 数天后导管中观察到的现象是导管中液面 甲中正极反应为 乙中正极反应为 提示 左低右高4H 4e 2H2 2H2O O2 4e 4OH 知识梳理思维深化 考点四金属的腐蚀及防护 1 2015 浙江名校联考 如图所示 各烧杯中盛有海水 铁在其中被腐蚀的速度由快到慢的顺序为 A B C D 题组设计思维建模 题组一金属腐蚀快慢的比较 解析 答案 C 是Fe为负极 杂质碳为正极的原电池腐蚀 是铁的吸氧腐蚀 腐蚀较慢 其电极反应式 负极Fe 2e Fe2 正极2H2O O2 4e 4OH 均为原电池 中Fe为正极 被保护 中Fe为负极 均被腐蚀 但Fe和Cu的金属活泼性差别大于Fe和Sn的 故Fe Cu原电池中Fe被腐蚀的较快 是Fe接电源正极作阳极 Cu接电源负极作阴极的电解腐蚀 加快了Fe的腐蚀 是Fe接电源负极作阴极 Cu接电源正极作阳极的电解腐蚀 防止了Fe的腐蚀 根据以上分析可知铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为 2 相同材质的铁在下图中各情形下最不易被腐蚀的是 题组设计思维建模 题组一电解原理和电解规律的考查 解析 答案 C A中 食醋作电解质溶液 铁勺和铜盆是相互接触的两个金属极 形成原电池 铁是活泼金属作负极 B中 食盐水作电解质溶液 铁炒锅和铁铲都是铁碳合金 符合原电池形成的条件 铁是活泼金属作负极 碳作正极 C中 铜镀层将铁球覆盖 使铁被保护 所以铁不易被腐蚀 D中 酸雨作电解质溶液 铁铆钉和铜板分别作负极 正极 形成原电池 金属腐蚀既受到其组成的影响 又受到外界因素的影响 通常金属腐蚀遵循以下规律 1 在同一电解质溶液中 金属腐蚀的速率是 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 2 在不同溶液中 金属在电解质溶液中的腐蚀 金属在非电解质溶液中的腐蚀 金属在强电解质溶液中的腐蚀 金属在弱电解质溶液中的腐蚀 3 对同一种电解质溶液来说 电解质溶液浓度越大 腐蚀越快 4 由于金属表面一般不会遇到酸性较强的溶液 故吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式 只有在金属活动性顺序表中排在氢以前的金属才可能发生析氢腐蚀 而位于氢之后的金属只能发生吸氧腐蚀 题组设计思维建模 3 结合下图判断 下列叙述正确的是 A 和 中正极均被保护B 和 中负极反应均是Fe 2e Fe2 C 和 中正极反应均是O2 2H2O 4e 4OH D 和 中分别加入少量K3 Fe CN 6 溶液 均有蓝色沉淀 A项 电子从负极流向正极 抑制正极失电子 所以正极均被保护 B项 中的负极反应为Zn 2e Zn2 C项 中的正极反应为2H 2e H2 D项 由于 中负极反应产生Zn2 不会与K3 Fe CN 6 溶液作用产生蓝色沉淀 题组设计思维建模 题组二对析氢腐蚀和吸氧腐蚀的考查 解析 答案 图显 隐 A 4 某课外活动小组 为研究金属的腐蚀和防护的原理 做了以下实验 将剪下的一块镀锌铁片 放入锥形瓶中 并滴入少量食盐水将其浸湿 再加数滴酚酞试液 按如图所示的装置进行实验 过一段时间后观察 下列现象不可能出现的是 A B中导气管产生气泡B B中导气管里形成一段水柱C 金属片剪口变红D 锌被腐蚀 题组设计思维建模 解析 答案 图显 隐 题组二对析氢腐蚀和吸氧腐蚀的考查 A 该题思考的切入点是铁 锌 NaCl溶液构成原电池 由于溶液显中性 锌又比铁活泼 只能是锌作负极 铁作正极 在负极上发生Zn 2e Zn2 正极 O2 2H2O 4e 4OH 所以在A中由于其中的氧气作氧化剂而使锥形瓶内气体的量减小 导致B中的水沿导气管进入而使导气管里形成一段水柱 同时锌被腐蚀 金属片上由于O2得到电子 使金属片剪口处溶液c OH 增大 使得溶液显碱性 遇到酚酞试液而变红 故综合以上选A 1 下列说法正确的打 错误的打 1 2014 天津高考 1A 铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性 2 2013 江苏高考 11B 电解法精炼铜时 以粗铜作阴极 纯铜作阳极 3 2012 江苏高考 10B 镀铜铁制品镀层受损后 铁制品比受损前更容易生锈 4 2011 江苏高考 3D 铜的金属活泼性比铁的弱 可在海轮外壳上装若干铜块以减缓其腐蚀 5 2011 江苏高考 12C 铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生还原反应 1 2 3 4 5 答案 高考真题明确考向 2 2012 高考海南卷 下列叙述错误的是 A 生铁中含有碳 抗腐蚀能力比纯铁弱B 用锡焊接的铁质器件 焊接处易生锈C 在铁制品上镀铜时 镀件为阳极 铜盐为电镀液D 铁管上镶嵌锌块 铁管不易被腐蚀 生铁中含有碳 构成原电池加快了腐蚀速率 A项正确 用锡焊接的铁质器件 焊接处易生锈 因为构成的原电池中Fe作负极 加快了腐蚀速率 B项正确 在铁制品上镀铜时 镀件应为阴极 镀层金属铜作阳极 C项错误 铁管上镶嵌锌块 构成的原电池中Fe作正极 受到保护 D项正确 解析 答案 高考真题明确考向 C 3 2013 高考北京卷 下列金属防腐的措施中 使用外加电流的阴极保护法的是 A 水中的钢闸门连接电源的负极B 金属护栏表面涂漆C 汽车底盘喷涂高分子膜D 地下钢管连接镁块 水中的钢闸门连接电源的负极之后 作电解池的阴极 被保护起来 所以采用的是外加电流的阴极保护法 金属护栏表面涂漆 汽车底盘喷涂高分子膜均使用的是覆盖保护层法的保护措施 地下钢管连接镁块 镁作负极被腐蚀 从而起到保护钢管的作用 所以使用的是牺牲阳极的阴极保护法 解析 答案 高考真题明确考向 A 4 2012 高考山东卷 下列与金属腐蚀有关的说法正确的是 A 图a中 插入海水中的铁棒 越靠近底端腐蚀越严重B 图b中 开关由M改置于N时 Cu Zn合金的腐蚀速率减小C 图c中 接通开关时 Zn腐蚀速率增大 Zn上放出气体的速率也增大D 图d中 Zn MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的 图a中 铁棒发生电化学腐蚀 靠近底端的部分与氧气接触少 腐蚀程度较轻 A项错误 图b中开关由M改置于N Cu Zn作正极 腐蚀速率减小 B项正确 图c中接通开关时Zn作负极 腐蚀速率增大 但氢气在Pt上放出 C项错误 图d中干电池自放电腐蚀是Zn与C活动性不同形成原电池 与MnO2性质无关 MnO2的作用是原电池放电过程中吸收H元素防止电池溶胀 D项错误 解析 答案 图显 隐 高考真题明确考向 B 常见考点 电解池的工作原理及应用是电化学的重要内容 有关电解时电解质溶液的变化 电极产物的判断 溶液pH的变化等内容都是每年高考命题的热点内容 涉及电解原理与工业生产密切联系的氯碱工业 电解精炼 电解法处理污水等内容成为高考考查的重点 探究方向 1 电解原理及产物判断的实验探究 2 电浮选凝聚法处理污水的实验探究 3 工农业生产方面的实验探究 电解原理的实验综合探究 典例 工业上采用的一种污水处理方法如下 保持污水的pH在5 0 6 0 通过电解生成Fe OH 3沉淀 Fe OH 3有吸附性 可吸附污物而沉积下来 具有净化水的作用 阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层 刮去 或撇掉 浮渣层 即起到了浮选净化的作用 某科研小组用该原理处理污水 设计装置示意图如图所示 电解原理的实验综合探究 1 实验时若污水中离子浓度较小 导电能力较差 产生气泡速率缓慢 无法使悬浮物形成浮渣 此时应向污水中加入适量的 a H2SO4b CH3CH2OHc Na2SO4d NaOHe BaSO4 2 电解池阳极实际发生了两个电极反应 其中一个反应生成一种无色气体 则阳极的电极反应式分别是 电解原理的实验综合探究 3 该燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质 CH4为燃料 空气为氧化剂 稀土金属材料作电极 为了使该燃料电池长时间稳定运行 电池的电解质组成应保持稳定 电池工作时必须有部分A物质参加循环 见上图 A物质的化学式是 4 已知燃料电池中有1 6gCH4参加反应 则C电极理论上生成气体 L 标准状况 解析 答案 1 c 2 Fe 2e Fe2 4OH 4e O2 2H2O 3 CO2 4 8 96 电解原理的实验综合探究