2017届高三化学一轮复习总结导学案：第八章-学案39-电解池-金属的电化学腐蚀与防护
学案39 电解池 金属的电化学腐蚀与防护
[考纲要求] 1.了解电解池的工作原理，写出电极反应和电池反应方程式。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。
知识点一 电解池、电解原理
1．电解原理
(1)电解：使________通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在__________引起 ____________________的过程。
(2)电解池(也叫电解槽)：把____能转化为________能的装置。 (3)电极名称与电极反应：
与电源正极相连的为________，发生________反应； 与电源负极相连的为________，发生________反应。
2．电解CuCl2溶液(如右图所示) (1)阳极反应：
________________________________________________________________________ (2)阴极反应：
________________________________________________________________________ (3)总方程式：
________________________________________________________________________ 问题思考
1．电解质的电离和溶液的导电有什么联系？
2．电解池的阴、阳极与电极材料有什么关系？
知识点二 电解原理的应用 1．电解饱和食盐水 (1)电极反应 阳极反应式：
________________________________________________________________________ (________反应) 阴极反应式：
________________________________________________________________________ (________反应)
(2)总反应方程式：2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 离子反应方程式：2Cl＋2H2O=====2OH＋H2↑＋Cl2↑ (3)应用：氯碱工业制________、________和________。
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电解
电解
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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：
________________________________________________________________________； 阴极：
________________________________________________________________________。 (4)特点：____极溶解，____极沉积，电镀液的浓度
________________________________________________________________________。 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： 阳极为
________________________________________________________________________； 阴极为
________________________________________________________________________。 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
2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl2↑ 电极反应： 阳极：
________________________________________________________________________， 阴极：
________________________________________________________________________。 (2)冶炼铝
2Al2O3(熔融)=====4Al＋3O2↑ 电极反应： 阳极：
________________________________________________________________________， 阴极：
________________________________________________________________________。 问题思考
3．如何设计实验验证电解饱和食盐水的各种产物？
4．电解过程中放H2生碱型和放O2生酸型的实质是什么？
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电解电解
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5．用惰性电极电解，若要使电解后的溶液复原，应怎样操作？
知识点三 金属的腐蚀和防护 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 化学腐蚀 电化学腐蚀 不纯金属或合金跟________________接条件 金属跟__________接触 触 现象 ____电流产生 ______电流产生 本质 金属被____ 较活泼金属被________ 联系 两者往往同时发生，________腐蚀更普遍 (2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀 以钢铁的腐蚀为例进行分析： 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 负 极 电极反应 正 极 总反应式 联系 ________更普遍 问题思考 6．铁锈是怎样形成的？
3．金属的防护 (1)电化学防护
①牺牲阴极的阳极保护法—________原理 a．________：比被保护金属活泼的金属； b．________：被保护的金属设备。
②外加电流的阴极保护法—________原理 a．________：被保护的金属设备； b．________：惰性金属。
(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。
一、电解池的电极及电极产物的判断
1．如何分析电解池中的两极变化？
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2．如何判断电解池的电极产物及书写电极反应式和总反应式？
典例导悟1 将含有KCl、CuCl2、Na2SO4三种物质的水溶液用铂电极进行电解，且电解时间足够长。有以下结论：
－＋＋－
①溶液中几乎没有Cl ②电解质溶液为无色 ③最终溶液显碱性 ④K、Na、SO24的浓度几乎没有变化
正确的是(设全部气体从溶液中出)( )
A．①②③ B．仅③ C．①④ D．均正确 听课记录：
二、电解类型及有关计算
1．用惰性电极电解电解质溶液的类型如下表所示： 电极反应特电解 电解质 电解质溶 pH 类型 实例 点 对象 浓度 液复原 ＋阴：4H＋4e－===2H2↑ NaOH 电解 －H2SO4 阳：4OH－ 水型 －4e===2H2ONa2SO4 ＋O2↑ 电解质电离电解 HCl 出的阴、阳离电解 子分别在两质型 CuCl2 极放电 阴极：H2O放放H2 H2生碱 NaCl 生碱 阳极：电解质型 阴离子放电 阴极：电解质放O2 阳离 CuSO4 生酸 子放电 型 阳极：H2O放O2生酸 2.电解池中有关量的计算或判断 电解池中有关量的计算或判断主要包括以下方面：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。
典例导悟2 (1)用惰性电极电解400 mL一定浓度的硫酸铜溶液(不考虑电解过程中溶液体积的变化)，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol CuO后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，电解过程中转移的电子为________ mol。
(2)如果向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，电解过程中转移的电子为________ mol。
(3)如果向所得的溶液中加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH(不考虑CO2的溶解)，电解过程中转移的电子为________ mol。
3．比较金属腐蚀快慢 判断金属腐蚀快慢的规律
(1)电解池原理引起的腐蚀>__________引起的腐蚀>________腐蚀>有防护措施的腐蚀。 (2)对同一种金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。 (3)活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，活泼性强的金属腐蚀越________。
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(4)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度
________________________________________________________________________， 腐蚀越快。
典例导悟3 下面各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是( )
A．④>②>①>③ B．②>①>③>④ C．④>②>③>① D．③>②>④>①
题组一 电解原理及其应用
1．(2011·上海，16)用电解法提取氯化铜废液中的铜，方案正确的是( ) A．用铜片连接电源的正极，另一电极用铂片 B．用碳棒连接电源的正极，另一电极用铜片 C．用氢氧化钠溶液吸收阴极产物 D．用带火星的木条检验阳极产物
2．(2010·海南，9改编)利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是( )
A．电解时以精铜作阳极 B．电解时阴极发生氧化反应
－＋
C．粗铜连接电源负极，其电极反应是Cu－2e===Cu2
D．电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥
3.(2010·全国理综Ⅱ，29)
右图是一个用铂丝作电极，电解稀的MgSO4溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色。(指示剂的pH变色范围：6.8～8.0，酸色—红色，碱色—黄色)
回答下列问题：
(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是________(填编号)； ①A管溶液由红变黄 ② B管溶液由红变黄 ③A管溶液不变色 ④B管溶液不变色 (2)写出A管中发生反应的反应式：
________________________________________________________________________； (3)写出B管中发生反应的反应式：
________________________________________________________________________； (4)检验a管中气体的方法是
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； (5)检验b管中气体的方法是
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； (6)电解一段时间后，切断电源，将电解液倒入烧杯内观察到的现象是
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