幻灯片 1第三节 电解池
金属的电化学腐蚀与防护
----
幻灯片 2[考纲定位]
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。
----
幻灯片 3(2012·高考海南卷)下列各组中，每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是( )
A．HCl、CuCl2、Ba(OH)2
B．NaOH、CuSO4、H2SO4
C．NaOH、H2SO4、Ba(OH)2
D．NaBr、H2SO4、Ba(OH)2
解析：选C。电解质溶液电解时只生成O2和H2，相当于是电解水，根据电解时离子的放电顺序，当电解强酸、强碱、活泼金属含氧酸盐的溶液时均相当于电解水。
体验高考
----
幻灯片 4构建双基
1．电解原理及电解池
(1)电解：使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程
(2)电解池：将电能转化为化学能的装置
正极
负极
----
幻灯片 5----
幻灯片 6----
幻灯片 7化学
电化学
吸氧
析氢
----
幻灯片 8----
幻灯片 92．电解时电极产物的判断
(1)阳极产物的判断
首先看电极材料，如果是活性电极(除Au、Pt、石墨外的电
极)，则电极本身失电子，被溶解，溶液中的阴离子不能失电子；如果是惰性电极(Pt、Au、石墨)，则溶液中还原性离子失电子，这时要看溶液中离子的失电子能力。阴离子放电顺序：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根>F－。
(2)阴极产物的判断
直接根据阳离子放电顺序进行判断，与电极材料无关，阳离子放电顺序与金属活动性顺序相反，其中：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>Al3＋>Mg2＋>Na＋。
----
幻灯片 10即时应用
----
幻灯片 11----
幻灯片 122．用如图装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则表中所列各项对应关系均正确的一组是( )
----
幻灯片 13----
幻灯片 14----
幻灯片 15----
幻灯片 16----
幻灯片 17特别提醒：(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。
----
幻灯片 18即时应用
----
幻灯片 19----
幻灯片 20----
幻灯片 21----
幻灯片 221．化学腐蚀和电化学腐蚀
----
幻灯片 232.钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀
----
幻灯片 243.金属的防护
(1)电化学防护
①牺牲阳极的阴极保护法——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——电解池原理
a．阴极：被保护的金属设备；
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。
(2)判断金属腐蚀快慢的规律
电解池的阳极(活性电极)>原电池的负极>化学腐蚀>原电池的正极>电解池的阴极。
----
幻灯片 25即时应用
5.(2012·高考山东卷)下列与金属腐蚀有关的说法正确的是( )
A.图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重
B.图b中，开关由M改置于N时，CuZn合金的腐蚀速率减小
C.图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大
D.图d中，ZnMnO2干电池自放电
腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的
----
幻灯片 26解析：选B。A项：插入海水中的铁棒靠近液面的位置与氧气接触，易发生吸氧腐蚀；B项：开关由M改置于N时，Zn作负极，CuZn合金作正极，合金受到保护；C项：接通开关形成原电池，Zn作负极，Zn的腐蚀速率增大，但气体是在Pt电极上生成；D项：ZnMnO2中自放电腐蚀主要是Zn发生氧化反应而自放电。
----
幻灯片 276．下图各烧杯中盛有海水，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
解析：选A。铁在海水中的腐蚀属于电化学腐蚀，当钢铁与活泼性差的Sn相连时，Fe的腐蚀速率增大(比①大)；与活泼性强的锌连接则被保护(小于①)；在④中Fe为阳极，比铁的电化学腐蚀速率大得多。
----
幻灯片 28电解规律及电解的相关计算
1．以惰性电极电解电解质溶液的类型
----
幻灯片 29----
幻灯片 302.电解池中有关量的计算或判断
解题依据是得失电子守恒，其解题方法有守恒法、总反应式法、关系式法。
(1)根据守恒法计算：用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。
(2)根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式计算。
(3)根据关系式计算：根据得失电子守恒关系，在已知量与未知量之间，建立计算所需的关系式。
----
幻灯片 31----
幻灯片 32 (2013·潮州高三模拟)如图为相互串联的甲、乙两个电解池，试回答：
(1)若甲池利用电解原理在铁上镀银，则A是__________、____________(依次填电极材料和电极名称)，电极反应式是____________；B(要求同A)是________、________，电极反应式是____________________________，应选用的电解质溶液是____________。
(2)乙池中若滴入少量酚酞试液，开始电解一段时间，铁极附近呈________色，C极附近呈________色。
----
幻灯片 33
(3)若甲槽阴极增重43.2 g，则乙槽中阳极上放出的气体在标况下的体积是________mL。
(4)若乙槽中剩余溶液仍为400 mL，则电解后所得溶液的物质的量浓度为________ mol·L－1，pH等于________。
----
幻灯片 34----
幻灯片 35----
幻灯片 36----
幻灯片 37【解题感悟】 电解计算的一般解题思路
(1)先看阳极材料，是活性电极还是惰性电极。
(2)找全离子，将溶液中的所有离子按阴、阳离子分开。
(3)根据电子守恒，串联电路中转移的电子数目相同，即阴离子(活泼电极)失的电子数等于阳离子得的电子数，列出关系式进行计算。常用的计算关系式有：4H＋～4OH－～2H2～O2～2Cu2＋～2Cu～4Ag～4Ag＋～4Cl－～2Cl2等。
----
幻灯片 38跟踪训练
1．(2011·高考大纲全国卷)用石墨作电极电解CuSO4溶液。通电一段时间后，欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的( )
A．CuSO4 B．H2O
C．CuO D．CuSO4·5H2O
----
幻灯片 392．(2013·佛山高三模拟)如下图所示，若电解5 min时，测得铜电极的质量增加2.16 g。试回答：
(1)电源中X极是________(填“正”或“负”)极。
(2)通电5 min时，B中共收集到224 mL(标准状况)气体，溶液体积为200 mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计)，则通电前c(CuSO4)＝________。
(3)若A中KCl溶液的体积也是200 mL，则电解后溶液的pH＝________。
----
幻灯片 40解析：(1)铜极增重，说明银在铜极析出，则铜极为阴极，
X为负极。
(2)C中铜极增重2.16 g，即析出0.02 mol Ag，电路中通过0.02 mol电子。由4e－～O2，可知B中产生的O2只有0.005 mol，即112 mL。但B中共收集到224 mL气体，说明还有112 mL是H2，即Cu2＋全部在阴极放电后，H＋接着放电产生了112 mL H2，则通过0.01 mol电子时，Cu2＋已被电解完。由2e－～Cu，可知n(Cu2＋)＝0.005 mol，则：c(CuSO4)＝0.005 mol÷0.2 L＝0.025 mol·L－1。
(3)由4e－～4OH－知，A中生成0.02 mol OH－，则：
c(OH－)＝0.1 mol·L－1，pH＝13。
答案：(1)负 (2)0.025 mol·L－1 (3)13
----
幻灯片 411．(2011·高考上海卷)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
解析：选B。溶液中的铜离子应在阴极放电而析出，Cl－在阳极放电产生Cl2，A、C、D错。
----
幻灯片 422．(2011·高考山东卷)以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是( )
A．未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程
B．因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系
C．电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率
D．镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用
解析：选C。本题考查电镀，意在考查考生对电镀原理的理解和应用能力。未通电前，题述装置不能构成原电池，A项错误；锌的析出量与通过的电量成正比，B错；电镀时电解反应速率只与电流大小有关，与温度无关，C项对；镀锌层破损后，会形成铁锌原电池，铁作正极，得到保护，D项错误。
----
幻灯片 43----
幻灯片 44③若C处不通入O2，D、E处分别收集到x L和y L气体(标准状况)，则E处收集的气体中O3所占的体积分数为________。(忽略O3的分解)
----
幻灯片 45----
幻灯片 46----
幻灯片 474．(2012·高考海南卷)下列叙述错误的是( )
A．生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱
B．用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈
C．在铁制品上镀铜时，镀件为阳极，铜盐为电镀液
D．铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀
解析：选C。生铁中含有能导电的碳，两者可以作为原电池的两极，加快铁的腐蚀，A对；铁和锡作为原电池的两极，当其腐蚀时，铁会被腐蚀，B对；电镀铜时，镀层金属做阳极，镀件做阴极，C错；锌铁形成原电池，锌被腐蚀，D对。
----
幻灯片 48----
幻灯片 49----
【点此下载】