2013版化学一轮精品复习学案：9.2 电解池 金属的电化学腐蚀与防护(选修)

第二节 电解池 金属的电化学腐蚀与防护

【高考新动向】

【考纲全景透析】

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（以电解CuCl2溶液为例）

总反应方程式：Cu+2Cl==== Cl2↑+ Cu

2+

-

二、电解原理的应用

1．电解饱和食盐水

(1)电极反应：阳极2Cl－2e ==== Cl2↑

阴极 2H＋2e ==== H2↑

(2)总反应方程式：

电解

2NaCl+ 2H2O ====2NaOH+Cl2↑+H2↑ (3)应用：氯碱工业制烧碱、氯气、氢气。 2．电镀铜或电解精炼铜

＋

－

－

－

3．电解冶炼钠(电解熔融NaCl)

⑴电极反应：阳极：2↑ 阴极：2Na+2e==2Na

⑵总反应方程式：2↑ ⑶应用：冶炼Na、Mg、Al等活泼金属。

--+

-

三、金属的腐蚀与防护

1．化学腐蚀和电化学腐蚀的比较

2.析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较 (1)加防护层，如在金属表面加上耐腐蚀的油漆、搪瓷、陶瓷、沥青、塑料、橡胶及电镀、喷镀或表面钝化等方法。 (2)电化学防护

①牺牲负极的正极保护 ——原电池原理 正极：被保护的金属设备 。

负极：比被保护的金属活泼的金属 。 ②外加电流的阴极保护 ——电解原理 阴极：被保护的金属设备 。 阳极：惰性电极 (3)添加缓蚀剂。

【热点难点全析】

※考点一 原电池、电解池、电镀池的比较

类型 本质 装置判断 电极判断

原电池

化学能转化为电能 无外加电源

负极：还原性较强的极或电子流出的极

正极：还原性较弱的极或电子流入的极

电极上的反应

（1）负极本身或还原剂失去电子发生氧化反应

（2）正极：溶液中某些阳离子或氧化剂得到电子

极

（1）阳极发生氧化反应即阳极金属或溶液中阴离子失去电子的反应

（2）阴极本身不反应，溶液中的阳离子得到电子发生还原反应

电子流向

负极→外电路→正极

电源负极→由导线→阴极→由溶液→阳极→电源正极

电流方向

正极→外电路→负极

电源正极→由导线→阳极→由溶液→阴极→电源负极

应用

铅蓄电池

电镀、精炼、冶金 极

阴极：与直流电源负极相连的电解池

电能转化为化学能 有外加电源

阳极：与直流电源正极相连的

【警示】(1)判断是原电池和电解池的关键是看是否有外加电源，有时并无外加电源，存在自发进行氧化还原反应的装置相当于电源，另一个装置则是电解池。

(2)二次电池的放电过程是原电池，充电过程是电解池。

原电池的两极称为正、负极，是由两极材料的相对活泼程度决定。(原电池的正、负极在内电路中有时也分别称为阴极、阳极)电解池的两极称为阴、阳极，是由外接电源决定。

无论是原电池还是电解池，阳离子总是向阴极移动，阴离子总是向阳极移动。 1．电极产物的判断

阴极与电源负极相连，得电子发生还原反应。其规律有两个：一是电极本身不参加反应；二是电解质溶液中氧化性强的阳离子先得电子，如Ag＞Fe＞Cu＞H＞Pb＞Sn＞Fe＞Zn，要注意到金属活动性顺序表中Al及Al前面的金属离子在溶液中不放电。

阳极与电源正极相连，失去电子发生氧化反应。其规律有两个：一是若阳极为非惰性电极(除Pt、Au之外的金属作电极)，电极本身失去电子被氧化，电解质溶液中的阴离子不参与电极反应；二是若阳极为惰性电极(Pt、Au或非金属作电极)，电解质溶液中还原性强的阴离子失去电子被氧化，如S＞ I＞Br＞Cl＞OH＞含氧酸根。

2．电极方程式、电解方程式的书写

书写电解反应的一般步骤是：以写出用石墨做电极电解CuSO4溶液的电极反应式及总的电解方程式为例。

第一步：明确溶液中存在哪些离子

溶液中的阳离子：Cu、H，阴离子：OH、SO4。 第二步：判断阴阳两极附近离子种类及离子放电顺序 阴极：Cu>H 阳极：OH>SO4

第三步：写电极反应式和总的电解方程式 阴极：2Cu＋4e===2Cu

阳极：4OH－4e===2H2O＋O2↑或2H2O－4e===O2↑＋4H

－

－

－

＋

2＋

－

－

2－

2＋

＋

2＋

＋

－

2－

－

－

－

－

2－

＋

3＋

2＋

＋

2＋

2＋

2＋

2＋

电解2＋＋

使得失电子数相等，两极反应式相加得总方程式：2Cu＋2H2O=====2Cu＋O2↑＋4H(离子方程式)或电解

2CuSO4＋2H2O=====2Cu＋O2↑＋2H2SO4。

[注意] ①上述例子中的电极若换成铜棒，阳极电极反应式为：Cu－2e===Cu，阴极电极反应式不变。 ②电极反应式的书写要以实际放电的离子表示，但电解方程式的书写中，弱电解质要以分子式的形式书写。如本例中的阳极反应式可写为OH，但是电解总反应方程式则必须写为H2O。 【典例1】(2012·潍坊模拟)有关下列装置的叙述不正确的是( )

－

－

2＋

A.图①铝片发生的电极反应式是：Al+4OH--3e-====AlO2-+2H2O B.图②发生析氢腐蚀，离子方程式为：Fe+2H+====Fe2++H2↑ C.图③溶液中发生的变化：4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3 D.图④充电时，阳极反应是：PbSO4+2H2O-2e-= …… 此处隐藏：9973字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……