电解池金属的电化学腐蚀和防护

《电解池金属的电化学腐蚀和防护》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电解池金属的电化学腐蚀和防护（9页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、导学案【考点规定】 1. 理解电解池的工作原理，能对的书写电极反映式。 2能进行有关电解产物的判断和计算。 3理解电镀池、电解精炼池及应用。 4理解金属发生电化学腐蚀的因素、金属腐蚀的危害，避免金属腐蚀的措施。【重点 、难点】 电解池的工作原理、电解池电极反映式的书写。【 基本知识】一、电解的原理1电解定义使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在_ 引起_的过程。2 能量转化形式_转化为_。3电解池(1)构成条件3 有与_相连的两个电极。4 _ (或_)。5 形成_ 。(2) 电极名称及电极反映(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

2、解池的_；阴离子移向电解池的_。二、电解原理的应用1电解饱和食盐水(1)电极反映：阳极：_ 阴极：_(2)总反映方程式：_(3)应用：氯碱工业制烧碱、氯气和氢气。2电镀铜或电解精炼铜(1)两极材料：待镀金属或精铜做_。 镀层金属或粗铜做_。(2)电极反映：阳极：_。 阴极：_。三、金属的腐蚀与防护1金属的腐蚀(1)实质(M代表金属原子)_(2)类型化学腐蚀 金属与周边的氧化剂直接接触发生_而产生的腐蚀。电化学腐蚀不纯金属或合金在潮湿空气里或电解质溶液中，发生_反映而产生的腐蚀。2电化学腐蚀的分类(1) 析氢腐蚀(2) 吸氧腐蚀3.金属的防护(1)电化学防护牺牲阳极的阴极保护法外加电流的阴极保护

3、法(2)其她变化金属内部构造，如制成合金；使金属与空气、水等物质隔离，如电镀、喷油漆等【考点梳理】考点1：电极产物的判断与电极反映式的书写【思考】1.通电前，溶液中有哪些离子？运动状况如何？ 2.通电后，离子的运动状况有什么变化？ 3.当离子定向移动到电极表面时，发生的是什么类型的反映？【总结】1电极产物的判断(1)阳极产物的判断一方面看电极，如果是活性电极(除Au、Pt、石墨以外的金属材料作电极)则电极材料失电子，电极被溶解，溶液中阴离子不能失电子。如果是惰性电极(Au、Pt、石墨)则要再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：S2IBrClOH 高价含氧

4、酸根(SO42、NO3等)F。 若S2、I、Br、Cl放电，产物是S、I2、Br2、Cl2；若OH放电，则得H2O和O2。(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：AgHg2Fe3Cu2HPb2Sn2Fe2Zn2Al3Mg2NaCa2K。若金属阳离子(Fe3除外)放电则得到相应金属单质，若H放电，则得H2。2电极反映式及电解总反映式的书写(1)电极反映式拟定电极：与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极。拟定电极反映：阳极发生氧化反映。若是活泼金属电极，电极材料放电，若是惰性电极，溶液中阴离子放电。阴极发生还原反映，溶液中的阳离子放电。写电极反映式：根据电极反映

5、分别写出两极反映式。(2)电解总反映式在保证两极转移电子数目相似的条件下，将两电极反映式合并即得总反映式。总反映式要注明条件：通电。若电解的H或OH来自于H2O，方程式中要以水分子的形式书写。【例题1】金属镍有广泛的用途。粗镍中具有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列论述对的的是 （ ） （已知：氧化性Fe2+Ni2+Cu2+）A阳极发生还原反映，其电极反映Ni2+ + 2e = NiB电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增长相等C电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+ 和 Zn2+D电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt【例题2】 用指定材料做电极来电解

6、一定浓度的溶液甲，然后加入物质乙能使溶液恢复为甲溶液本来的浓度，则合适的组是：阳极 阴极溶液甲物质乙APt PtNaOHNaOH固体BPtPtH2SO4H2OCCFeNaCl盐酸D粗铜精铜CuSO4Cu(OH)2【考点2】 电解质溶液的电解规律及有关计算【思考】1、电解会变化溶液的PH吗？ 2、电解时阳极质量一定减少，阴极质量一定增吗？ 3、电解符合哪些规律？【总结】电解含氧酸、强碱溶液、活泼金属的含氧酸盐溶液时，实质上是电解水。 电解无氧酸溶液(氢氟酸除外)、不活泼金属的无氧酸盐溶液时，实质上是电解质 自身被电解。 电解不活泼金属的含氧酸盐时，电解质和水均有一部分被电解 电解活泼金属的含氧酸

7、盐溶液时，电解质和水均有一部分被电解【例题3】从H+ 、Cu2+ 、Na+ 、Cl-、SO42-五种离子中选出两种离子构成电解质，按下列规定进行电解，用电解质的化学式填空（使用惰性电极电解）（1） 电解过程中溶液的pH增大的有_ （2） 电解过程中溶液的pH减小的有_ （3） 电解过程中溶液的pH不变的有_ 【例题4】用两只惰性电极插入100mLCuSO4溶液中，通电电解。当溶液的pH值由6.0下 降到2.0 (电解过程中溶液体积变化忽视不计)，阴极析出铜的质量 （ ） 16 32 64 128【考点3】 电解原理的应用 （氯碱工业、电解精炼、电镀、电冶金）【思考】1、氯碱工业的重要产物是什么

8、？ 2、电解精炼铜时，阳极减少的质量与阴极增长的质量相等吗？ 3、为什么说电解质溶液的导电过程就是电解过程？【例题5】在铁制品上镀上一定厚度的锌层，如下设计方案对的的是 ( ) A锌作阳极，镀件作阴极，溶液中具有锌离子 B铂作阴极，镀件作阳极，溶液中具有锌离子 C铁作阳极，镀件作阴极，溶液中具有亚铁离子 D锌用阴极，镀件作阳极，溶液中具有锌离子【例题6】如下图,四种装置中所盛有的溶液体积均为200ml，浓度均为0.6mol/L，工作一段时间后，测得测得导线上均通过了0.2mol电子，此时溶液中的pH由大到小的顺序是（ ）A B C D 【考点4】金属的腐蚀与防护 【思考】1、如何才干保护金属不

9、被腐蚀？ 2、影响金属腐蚀的因素有哪些？【总结】1判断金属腐蚀快慢的规律(1) 对同一电解质溶液来说，腐蚀的快慢：电解池原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防护措施的腐蚀。(2) 对同一金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液中弱电解质溶液中非电解质溶液中。(3) 活泼性不同的两种金属，活泼性差别越大，腐蚀越快。(4) 对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，金属腐蚀速率越快。2金属防护的常用措施(1)加保护层避免形成原电池：改电解质溶液为非电解质溶液，如涂上油漆、矿物性油脂等。镀上一层纯金属(锌、镍、铬等)以变化电极，使不存在活泼性不同的两个电极，只有一极形不成原电池。表面钝化形成致密的氧

10、化膜。(2)电化学防护：牺牲阳极的阴极保护法：这种措施一般是在被保护的钢铁设备上(如锅炉的内壁、船舶的外壳等)装上若干镁合金或锌块。镁、锌比铁活泼，它们就成为原电池的负极，不断被腐蚀，要定期予以更换；而作为正极的钢铁设备被保护了下来。外加电流的阴极保护法：这种措施是外加直流电源把被保护的钢铁设备(如钢闸门)变为阴极，用惰性电极作为辅助阳极，两者都处在电解质溶液(海水)中。(3)变化金属内部的构造构成，将金属制成合金，增强抗腐蚀能力。【例题7】分别放置在图所示装置(都盛有0.1 molL1的H2SO4溶液)中的四个相似的纯锌片，腐蚀最快的是 【例题8】炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中含NaCl)，

11、第二天便会因腐蚀浮现红褐色锈斑试回答： (1)铁锅的锈蚀应属于_，腐蚀的因素是_； (2)铁锅锈蚀的电极反映式为：负极_，正极_正负电极反映产物会继续发生反映，反映的离子方程式或化学方程式为_【课堂反馈 1 下列有关电解原理的说法不对的的是（ A ）A电解饱和食盐水时,一般用铁作阳极,碳作阴极B电镀时,一般把待镀的金属制品作阴极,把镀层金属作阳极C对于冶炼像钠、钙、镁、铝等这样活泼的金属,电解法几乎是唯一可行的工业措施D电解精炼铜时，用纯铜板作阴极，粗铜板作阳极2用惰性电极在一定温度下电解某Na2SO4饱和溶液200 g。当两极共产生原则状况下67.2L气体时，从溶液中析出64.4g Na2S

12、O410H2O 晶体。则剩余溶液的溶质质量分数约是 ( D ) A64.7 B47.5C 32.2 D28.33 在25时，将两个铜电极插入一定质量的硫酸钾饱和溶液中进行电解。通电一段时间后，阴极上逸出a mol气体，同步有W g 无水硫酸钾晶体析出。在温度不变条件下，下列说法不对的的是 ( C ) A电解过程中共消耗2amol水B剩余溶液中有大量蓝色沉淀产生C剩余溶液中溶质的质量分数为 W / (W+18a) 100D剩余溶液中溶质的质量分数为 W / (W+36a) 1004 某溶液中具有两种溶质AlCl3和H2SO4，它们的物质的量之比为2:1。用石墨做电极电解该混合溶液时，根据电极产物

13、，可分为若干个阶段，下列论述不对的的是( D )A阴极自始至终只有H2 B阳极先析出Cl2后析出O2C电解最后阶段为电解水 D溶液中先有白色沉淀生成后沉淀所有溶解5下图是电解精炼铜装置，其中c、d为铜电极。则下列有关的判断不对的的是（ C ）Ac为粗铜板、d为纯铜板B 电解过程中，SO42-浓度几乎不变C电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增长相等 D 电解过程中，c电极板附近沉积不溶物，d电极板质量增长6PHa的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的pHa，则该电解质也许是（ A ）ANaOH BH2SO4 CAgNO3 DNa2SO47室温下某金属为液态，当电解它的一

14、价金属的硝酸盐溶液时，阴极得到的产物是该金属的单质。当阴极消耗2 mol该盐的阳离子时，阳极可得1 mol的气体产物，则此气体的产物是 (填分子式)。由此可推断得知该盐的化学式是 ,其阴极上所发生的还原反映方程式是： 。答案7O2 Hg2(NO3)2 Hg22+2e2Hg8工业品氢氧化钾的溶液中具有某些含氧酸根杂质，可用离子互换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子互换膜（只容许阳离子通过），其工作原理如图所示。该电解槽的阳极反映式为 ；通电开始后，阴极附近溶液pH会增大；其因素是 ；除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出品 （填写“A”或“B”）导出。答案84OH4e2H2O+O2 H+放电，增进H2O

15、的电离，从而使OH浓度增大B9已知电极材料：铁、铜、银、石墨、锌、铝；电解质溶液：CuCl2溶液、Fe2（SO4）3溶液、盐酸。接规定回答问题：电工操作上规定：不能把铜导线和铝导线连接在一起使用。请阐明因素 。若电极材料选铜和石墨，电解质溶液选硫酸铁溶液，外加导线，能否构成原电池？ ，若能，请写出电极反映式，负极 ，正极 。若电极反映为：Cu+2H+= Cu2+H2，请在右边框图内画出实现该反映的装置图（运用题目所给材料和药物）。答案9构成原电池，负极铝加快腐蚀 能 Cu2e = Cu2+ 2Fe3+2e2Fe2+ 见下图（其她合理答案均得分）【解析】(1)满足形式原电池的条件，可形成原电池，导致铝腐蚀加快。(2)能。负极材料失电子：Cu-2e- =Cu2+ 正极：2Fe3+ +2e- =2Fe2+(3)设计时Cu做负极材料，电解质溶液中能提供H+失电子，不能有氧化性强于H+的粒子。