电解池 技术的电化学腐蚀与防护

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1、第2节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，能写出电极反应式和总反应方程式。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。★高考动向本节在高考中的考点主要有：一是电解池的工作原理，如电解池阳阴极的判断、电极反应式的书写及溶液pH的变化等；二是电解规律及其应用，如氯碱工业、粗铜的精炼、电镀等；三是金属腐蚀的原因和金属的防护措施。预计将电化学、元素及其化合物、有机化学、电解质溶液、化学实验设计、化学计算等知识融合在一起进行综合考查，是今后高考命题的趋势。★基础知识梳理一、电解原理1．电解使电源通过电

2、解质溶液(或熔融的电解质)而在阳极和阴极引起氧化还原反应的过程。2．电解池(也叫电解槽)把电能转变为化学能的装置。3．电解池的组成和工作原理(用石墨电极电解CuCl2溶液)⑤阴极　⑥还原反应　⑦Cu2＋＋2e－===Cu　⑧该电极上有红色物质生成　⑨阳极　⑩氧化反应　⑪2Cl－－2e－===Cl2↑　⑫刺激性　⑬变蓝总反应式：CuCl2Cu＋Cl2↑15思考1　电解质溶液导电时，一定会有化学反应发生吗？【提示】　一定有化学反应发生，因为在电解池的两极发生了氧化还原反应，有电子转移，生成了新物质，所以一定有化学反应发生。二、电解原理的应用1．电解

3、饱和食盐水(1)电极反应：阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑　　　　　　阴极：2H＋＋2e－===H2↑(2)总反应方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑(3)应用：氯碱工业制NaOH、H2和Cl2。2．电镀(1)电极材料阳极：镀层金属阴极：镀件(或待镀金属)(2)电解质溶液：含含镀层金属离子的溶液(3)特点：阳极质量减少，阴极质量增加，电解质溶液浓度不变。3．电解精炼铜(1)电极材料阳极：粗铜(含Zn、Fe、Ni、Cu、Ag、Au)阴极：纯铜(2)电解质溶液：含Cu2＋的盐溶液(3)电极反应阳极：Zn－2e－==Zn2＋　

4、Fe－2e－==Fe2＋　Ni－2e－==Ni2＋　Cu－2e－==Cu2＋阴极：Cu2＋＋2e－===Cu(4)特点：阳极：质量减少，最后阳极金属为Ag、Au成为阳极泥。阴极：质量增加，最后得到纯铜。电解质溶液：增加Zn2＋，减少Cu2＋(但一般变化不大)最后溶液中含有Zn2＋　Fe2＋　Ni2＋　Cu2＋等金属离子。4．电解冶炼15利用电解熔融盐的方法冶炼Na、Mg、Al等活泼金属；冶炼Na。(以电解熔融NaCl为例)①电极反应：阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑阴极：2Na＋＋2e－===2Na②总反应：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2

5、↑思考2　电解进行时，溶液中的离子浓度一定会减小吗？【提示】　不一定，有的减小，用惰性电极电解CuCl2溶液时，因为Cu2＋、Cl－均发生电极反应被消耗，最终CuCl2溶液一定变稀。还有的浓度要变大，如电解Na2SO4、NaOH等，实际消耗了水。还有的浓度不变，如恒温下电解饱和Na2SO4溶液。三、金属的腐蚀与防护1．金属的腐蚀金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。(1)化学腐蚀：金属与接触的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。(2)电化学腐蚀：不纯的金属跟电解质溶液接触发生原电池反应，较活泼的金属被氧化的腐蚀。2．金属的防

6、护(1)电化学防护①牺牲阳极的阴极保护法，如在船舶的外壳装上锌块：锌作原电池的负极(阳极)，铁作为原电池的正极(阴极)。②外加电源的阴极保护法，如钢闸门被保护：阳极为惰性电极，与电源正极相连；阴极为钢闸门与电源负极相连。(2)改变金属的内部结构，如不锈钢。(3)加防护层，如喷油漆等。★高考高频考点考点一原电池、电解池、电镀池的比较15类别性质　原电池电解池电镀池定义(装置特点)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反应特征自发反应非自发反应非自发反应装置特征无电源，两极材料不同有电源，两

7、极材料可同可不同有电源形成条件①活动性不同的两极(连接)②电解质溶液(两极插入其中并与电极发生自发反应)③形成闭合回路①两电极连接电源②两电极插入电解质溶液中③形成闭合回路①镀层金属接电源正极，待镀金属接电源负极②电镀液必须含有镀层金属的离子电极名称(电极构成)负极：较活泼的金属(电子流出的极)正极：较不活泼的金属或能导电的非金属(电子流入的极)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，但是有限制条件阳极：必须是镀层金属阴极：镀件电极反应负极：氧化反应，金属直接失电子正极：还原反应，溶液中的阳离子得电子或者氧气得电子(吸氧腐蚀

8、)阳极：氧化反应，溶液中的阴离子失电子，或电极金属直接失电子阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子阳极：金属电极失电子阴极：电镀液中阳离子得电子电子流向