专题63电解池金属的电化学腐蚀与防护（教学案）-2018年高考化学一轮复习精品资料

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1、1•了解电解池的工作原理，能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。一、电解原理1.电解在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。2.电解池(1)构成条件①有与电源相连的两个电极。②电解质溶液(或熔融盐)。③形成闭合回路。电源ti］独极名称：阴极秦羽/反应类型：还原反应妻饕［电极反应式：=CoCuCl?溶液(2)电极名称及电极反应式(如图)电极名称：阳极反应类和：氣化反应电极反应式：2CI-2e=C/(3)电子和离子移动方向①电子：从电源负极流向电解池的阴极；从电解池的阳极流向电源的正极。②离子：阳离子移

2、向电解池的阴极；阴离子移向电解池的阳极。3.以惰性电极电解电解质溶液的类型和规律类型电极反应特点实例电解对象电解质溶液浓度PH电解质溶液复原电解水型阴：2H++2e"—-H2t(或2出0+2e_—2OK+H2t)卩日：40厂一4厂=2出0+02t(或2H2O-4e_=4H4'+o2t)NaOH水增大增大加水H2SO4水增大减小加水Na2SO4水增大不变加水电解电解质电离出的阴、阳离子分HCI电解减小增大通氯化氢电解别在两极放电质质型CuCI2电解质减小/加氯化铜放h2生碱型阴极：出0放出生碱阳极：电解质阴离子放电NaCI电解质和水生成新电解质增大通氯化氢放。2生酸型阴极：电解质阳离子放电

3、阳极：出0放。2生酸CuSO4电解质和水生成新电解质减小加氧化铜或碳酸铜二、电解原理的应用1.氯碱工业⑴概念：用电解饱和NaCI溶液的方法来制取NaOH、出和CJ,并以它们为原料生产一系列化工产品的工业，称为氯碱工业。⑵原理'阳极C:2cr-2e"=阴极Fe:2H++2e_==CI2t氧化反应=H2t还原反应、总反应:2NaCI+2H2O==2NaOH+H2t+CI2t2.电镀与电解精炼铜电镀（Fe上镀Cu）电解精炼铜阳极电极材料铜粗铜（含Zn、Fe、Ni、Ag>Au等杂质）电极反应Cu—2e_=Cu2+Cu—2e=Cu2+Zn-2e"一Zn2+Fe—2e=Fe2Ni-2e=Ni2+阴极

4、电极材料铁纯铜电极反应Cu2++2e=Cu电解质溶液CuSO4溶液注：电解精炼铜时，粗铜中的Ag、Au等不反应，沉在电解池底部形成阳极泥3.电冶金利用电解熔融盐或氧化物的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg.Al等。⑴冶炼钠：2N电极反应:阳极：2Cr-2e~==CI2t;阴极：2Na^+2e"=2Na0⑵冶炼铝：2AI2O3（熔融）通电冰晶右4AI+3O2t电极反应:阳极：6O2_-12e~=3O2t;阴极：4AI3++12e"=4AL⑶冶炼镁：MgCI2（熔融）迪世Mg+CJt电极反应：阳极：2CI—2e==CI2t,阴极：Mg21+2e==Mgo三、金属的腐蚀与防护1.金属腐蚀的本质

5、金属原子失去电子变为金属阳离子，金属发生氧化反应。2.金属腐蚀的类型⑴化学腐蚀与电化学腐蚀类型化学腐蚀电化学腐蚀条件金属与接触到的干燥气体（如。2、CI2、SO2等）或非电解质液体（如石油）等接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触现象无电流产生有微弱电流产生本质金属被氧化较活泼金属被氧化联系两者往往同吋发生，电化学腐蚀更普遍⑵析氢腐蚀与吸氧腐蚀以钢铁的腐蚀为例进行分析:类型析红腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较强（PHW4.3）水膜酸性很弱或呈中性电极反应负极Fe—2e=Fe2+正极2H*+2e=H2tO2+2H2O+4e===4OH_总反应式Fe+2H=Fe2*+H2t2Fe+O2+2H2O==2

6、Fe(OH)2联系吸氧腐蚀更普遍铁锈的形成：4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3，2Fe（OH）3=Fe2O3・xH2O（铁锈）+（3—力出0。3.金属的防护（1）电化学防护①牺牲阳极的阴极保护法一一原电池原理a.负极：比被保护金属活泼的金属；b.正极：被保护的金属设备。②外加电流的阴极保护法一一电解原理a.阴极：被保护的金屈设备；b.阳极：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。高频考点突破高频考点一电解原理和电解规律的考查例1.下图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在

7、石墨电极a和b附近分别滴加儿滴石蕊溶液。下列实验现象描述正确的是()Na2SOtA.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【答案】D【解析】SyOH-移向b极，在b极OIF放电，产生5b极附近加石蕊溶液变红。Na+、H+移向a极，在a极H+放电产生吐，a极附近c(OH')>c(H-),石蕊滚液变蓝。所以产生的气体体