5-3电能转化为化学能——电解 金属的腐蚀与防护ppt-高考化学（苏教版）一轮复习课件

考纲展示 1.了解电解池的工作原理，能写出电极反应式和电池反应方程式。 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。,第三单元 电能转化为化学能电解 金属的腐蚀与防护,主干知识 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 的过程。 2电解池(电解槽) 电解池是把 的装置。,氧化还原反应,电能转化为化学能,3电解池的组成和工作原理 以电解CuCl2溶液为例：,二、电解原理的应用 有如图的电解池装置：,氧化,a,(2)电解时，电子从电源 沿导线流入电解池的 ，再从电解池的 流出，并沿导线流回电源的 。 (3)若用该装置给铁钉镀铜，则a极为 ，b极为 ，电解质溶液应为 溶液。 (4)若用该装置电解精炼粗铜，则 作a极， 作b极，电解质溶液应为 溶液。一段时间后溶液中c(Cu2) ，粗铜中的 等沉淀至阳极底部，形成阳极泥。 电解是物理变化，还是化学变化？ 提示：电解过程发生氧化还原反应，故是化学变化。,阳极,负极,阴极,正极,Cu,CuSO4,纯铜,粗铜,CuSO4,减小,Ag、Au、Pt,铁钉,三、金属的腐蚀与防护 1金属腐蚀的本质 金属原子 电子变为金属阳离子，金属发生 反应。 2化学腐蚀与电化学腐蚀 (1) 腐蚀有电流产生。 (2)金属的 腐蚀比较普遍，而且危害性大，腐蚀速率快。 3钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀 如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。,失去,氧化,电化学,电化学,(1)红墨水柱 高 低，两试管的相同的电极反应是： 。 (2)a中发生 腐蚀，正极反应为： ； (3)b中发生 腐蚀，正极反应为： 。 (4)金属的电化学腐蚀以 腐蚀为主。 4金属腐蚀由快到慢的规律 下列各烧杯中液体均为海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为 。,左,右,Fe2e=Fe2,吸氧,O24e2H2O=4OH,析氢,2H2e=H2,吸氧,5金属的电化学防护 (1)如图，保护铁，铁作 极，锌作 极，此种方法叫 保护法 (2)外加直流电源，使被保护的金属与电源的 极相连，此种方法叫 保护法。,正,负,牺牲阳极的阴极,负,外加电源的阴极,铜在酸雨较严重的地区发生的是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀？为什么？ 提示：吸氧腐蚀。铜位于金属活动顺序表氢以后，不能以酸溶液中置换出H2。而是发生吸氧腐蚀生成Cu2(OH)2CO3。,自我诊断 1电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程。() 2CuH2SO4=CuSO4H2可以设计成电解池，但不能设计成原电池。() 3.下图电解池在工作中，其阳极发生的反应为：2Cl2e=Cl2。(×) 4电解精炼粗铜时电解质溶液中离子的浓度不变。(×) 5用石墨做电极电解CuSO4溶液，通电一段时间后，欲使电解液恢复到原状态，应向溶液中加入适量的CuO而不是Cu(OH)2。() 6镀层损坏后镀锌铁(白铁皮)比马口铁(镀锡铁)更耐腐蚀。(),1下列各装置中，在铜电极上无气体产生的是( ) 解析：A、C、D三项中，Cu均作电解池的阴极，电极反应均为：2H2e=H2；B项，Cu作阳极，电极反应为：Cu2e= Cu2。 答案：B,电极产物的判断,1电解质溶液中离子的流向 2阳极产物(先看阳极材料、再看阴离子放电顺序),3阴极产物(看阳离子得电子能力，与电极材料无关) 特别提醒 (1)Al3、Mg2、Na、Ca2、K只有在熔融状态下放电。 (2)电解质溶液的导电过程，就是该溶液的电解过程，是化学变化。 (3) 在水溶液中，含氧酸根和活泼金属离子一般不放电，而是OH和H放电。,4电极反应式的书写 (1)首先判断阴、阳极，分析电极材料，判断是电极材料放电还是溶液中的离子放电。阳极为金属活性电极时，电极材料放电。 (2)再分析溶液中的离子种类，根据离子放电顺序，分析电极反应，并判断电极产物，写出电极反应式。 5电解离子方程式的书写 (1)必须在等号上标明通电。 (2)只是电解质被电解，电解化学方程式中只写电解质及电解产物。,特别提醒 (1)书写电解化学方程式时，首先看清是电解的是水溶液还是熔融电解质。 (2)当电解过程中被电解的是水和电解质时，电极反应式中出现的是H或OH放电，但在书写总反应式时要将反应物中的H或OH均换成水。,典例1 (2013年高考浙江卷)电解装置如图所示，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。,下列说法不正确的是( ) A右侧发生的电极反应式： 2H2O2e=H22OH,答案 D,1(2012年高考安徽卷)某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时，先断开K2，闭合K1，两极均有气泡产生；一段时间后，断开K1，闭合K2，发现电流表A指针偏转。,答案：D,电解类型及有关计算,2用铂做电极电解相同浓度的盐酸和硫酸，电解一段时间后，下列说法可能正确的是( ) A盐酸和硫酸的浓度都增大 B盐酸和硫酸的浓度都减小 C盐酸的浓度减小，硫酸的浓度增大 D盐酸的浓度增大，硫酸的浓度减小 答案：C,1用惰性电极电解电解质溶液,2.分析实验现象 (1)分析电极及电极区的pH及实验现象时，要从电极反应式入手，如电解CuSO4溶液，阳极发生4OH4e=2H2OO2，OH浓度减小，酸性增强；,3有关电化学的计算 电解池中有关量的计算或判断主要包括以下几方面：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，有如下解题方法： (1)根据电子守恒法计算：用于串联电路、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，最后根据总反应式计算。 (3)根据关系式计算：根据得失电子守恒关系，在已知量与未知量之间，建立计算所需的关系式： 4e4Ag2Cu2Cl22H2O24H4OH,特别提醒 (1)电解过程中产生的H或OH，其物质的量等于转移电子的物质的量。 (2)在电解池中阳极生成的气体一般是O2或Cl2，阴极生成的气体一定是H2。 (3)电解后要恢复原电解质溶液的浓度，可以按：“析出什么，加上什么”的思路，加上适量某物质，该物质可以是阴极与阳极产物的化合物。如用惰性电极电解CuSO4溶液时，若要恢复原溶液，可加入CuO、CuCO3，而不是Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3。 (4)Fe3的放电能力大于H，其放电反应为Fe3e=Fe2，而不是Fe33e=Fe。,Ad极为阴极 B若利用甲池精炼铜，b极应为粗铜,答案 B,2用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3后恰好恢复到电解前的浓度和pH(不考虑CO2的溶解)。则电解过程中共转移电子的物质的量是( ) A0.8 mol B0.6 mol C0.5 mol D0.4 mol,答案：B,1污水处理电浮选凝聚法 (1)实验装置：,电解原理的应用,(2)化学反应： 阳极：Fe2e=Fe2，2H2O4e=4HO2，4Fe210H2OO2=4Fe(OH)38H 阴极：2H2e=H2 (3)原理及操作： 接通直流电源后，与直流电源正极相连的阳极铁失去电子生成 Fe2，进一步被氧化，并生成Fe(OH)3沉淀，Fe(OH)3有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化的作用；与直流电源负极相连的阴极产生H2，气泡把污水中的悬浮物带到水面形成浮渣层，积累到一定厚度时刮去(或撇掉)浮渣层，即起到了浮选净化的作用。,2通过电解实验实现不活泼金属与非氧化性酸反应 Cu与稀H2SO4(或稀盐酸)的反应，铜作阳极，碳棒作阴极，稀H2SO4作电解质溶液。 阳极反应式：Cu2e=Cu2 阴极反应式：2H2e=H2,3利用电解实验测量铜(或Ag)的相对原子质量 (1)实验装置： (2)实验原理： 阳极反应式：Cu2e=Cu2 阴极反应式：Cu22e=Cu,(3)实验操作： 准确称量电解前阴极铜电极的质量为m1 g； 按图组装好仪器，接通直流电源，并记录电流表的电流强度为I A； 电解一段时间后，切断电源，用秒表准确记录通电时间为t秒； 取出阴极铜片，干燥后称重，其质量为m2 g。 (4)数据处理：,【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5.06.0，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。,(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_。 aH2SO4 bCH3CH2OH cNa2SO4 dNaOH eBaSO4 (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 ._； ._。 (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1.6 g CH4参加反应，则C电极理论上生成气体_L(标准状况)。,答案 (1)c (2)Fe2e=Fe2 4OH4e=O22H2O (3)CO2 (4)8.96,本小节结束 请按ESC键返回,