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学案电解池金属的电化学腐蚀与防护[考纲要求].了解电解池的工作原理,写出电极反应和电池反应方程式。.理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的:、防止金属腐蚀的措施。知识点一电解池、电解原理.电解原理()电解:使通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在引起的过程。()电解池(也叫电解槽):把能转化为能的装置。()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。.电解溶液(如右图所示)()阳极反应:()阴极反应:()总方程式:问题思考.电解质的电离和溶液的导电有什么联系?.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.电解饱和食盐水()电极反应阳极反应式:(反应)阴极反应式:(反应)()总反应方程式:+\(,\\(电解))+↑+↑离子反应方程式:-+\(,\\(电解))-+↑+↑()应用:氯碱工业制、和。.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:()镀件作极,镀层金属银作极。()电解质溶液是。()电极反应:阳极:;阴极:。()特点:极溶解,极沉积,电镀液的浓度。.电解精炼铜()电极材料:阳极为;阴极为。()电解质溶液:含+的盐溶液。()电极反应:阳极为;阴极为。.电冶金利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属、、、等。()冶炼钠(熔融)\(,\\(电解))+↑电极反应:阳极:,阴极:。()冶炼铝(熔融)\(,\\(电解))+↑电极反应:阳极:,阴极:。问题思考.如何设计实验验证电解饱和食盐水的各种产物?.电解过程中放生碱型和放生酸型的实质是什么?.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.金属腐蚀的本质金属原子变为,金属发生。.金属腐蚀的类型()化学腐蚀与电化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀条件金属跟接触不纯金属或合金跟接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()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电极反应负极正极总反应式联系更普遍问题思考.铁锈是怎样形成的?.金属的防护()电化学防护①牺牲阴极的阳极保护法—原理.:比被保护金属活泼的金属;.:被保护的金属设备。②外加电流的阴极保护法—原理.:被保护的金属设备;.:惰性金属。()改变金属的内部结构,如制成合金、不锈钢等。()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.如何分析电解池中的两极变化?.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?典例导悟将含有、、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-②电解质溶液为无色③最终溶液显碱性④+、+、\\(-)的浓度几乎没有变化正确的是(设全部气体从溶液中出)().①②③.仅③.①④.均正确听课记录:二、电解类型及有关计算.用惰性电极电解电解质溶液的类型如下表所示:类型电极反应特点实例电解对象电解质浓度电解质溶液复原电解水型阴:++-↑阳:---+↑电解电解质型电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电放生碱型阴极:放生碱阳极:电解质阴离子放电放生酸型阴极:电解质阳离子放电阳极:放生酸.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、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()用惰性电极电解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后,使溶液恰好恢复到电解前的浓度和,电解过程中转移的电子为。()如果向所得的溶液中加入()后,使溶液恰好恢复到电解前的浓度和,电解过程中转移的电子为。()如果向所得的溶液中加入()后,使溶液恰好恢复到电解前的浓度和(不考虑的溶解),电解过程中转移的电子为。.比较金属腐蚀快慢判断金属腐蚀快慢的规律()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。()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。()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。()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().④>②>①>③.②>①>③>④.④>②>③>①.③>②>④>①题组一电解原理及其应用.(·上海,)用电解法提取氯化铜废液中的铜,方案正确的是().用铜片连接电源的正极,另一电极用铂片.用碳棒连接电源的正极,另一电极用铜片.用氢氧化钠溶液吸收阴极产物.用带火星的木条检验阳极产物.(·海南,)利用电解法可将含有、、、等杂质的粗铜提纯,下列叙述正确的是().电解时以精铜作阳极.电解时阴极发生还原反应.粗铜连接电源负极,其电极反应是--+.电解后,电解槽底部会形成含少量、等金属的阳极泥.(·全国理综Ⅱ,)右图是一个用铂丝作电极,电解稀的溶液的装置,电解液中加有中性红指示剂,此时溶液呈红色。(指示剂的变色范围:~,酸色—红色,碱色—黄色)回答下列问题:()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);①管溶液由红变黄②管溶液由红变黄③管溶液不变色④管溶液不变色()写出管中发生反应的反应式:;()写出管中发生反应的反应式:;()检验管中气体的方法是;()检验管中气体的方法是;()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。题组二金属的电化学腐蚀和防护.(·北京理综,)结合下图判断,下列叙述正确的是().Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护.Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是--+.Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是++--.Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量[()]溶液,均有蓝色沉淀.(·山东理综,)以和混合液为电镀液在铁制品上镀锌,下列说法正确的是().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.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.电镀时保持电流恒定,升高温度不改变电解反应速率.镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用.(·浙江理综,)将溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上,一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区()已被腐蚀而变暗,在液滴外沿形成棕色铁锈环(),如右图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。下列说法正确的是().液滴中的-由区向区迁移.液滴边缘是正极区,发生的电极反应为++--.液滴下的因发生还原反应而被腐蚀,生成的+由区向区迁移,与区的-形成(),进一步氧化、脱水形成铁锈.若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板,在铜铁接触处滴加溶液,则负极发生的电极反应为--+.(·北京理综,)下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是().钢管与电源正极连接,钢管可被保护.铁遇冷浓硝酸表面钝化,可保护内部不被腐蚀.钢管与铜管露天堆放在一起时,钢管不易被腐蚀.钢铁发生析氢腐蚀时,负极反应是--+题组三电解的规律及有关计算.(·全国理综Ⅰ,)下图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放的溶液、足量的溶液和的溶液,电极均为石墨电极。()接通电源,经过一段时间后,测得丙中质量分数为,乙中电极质量增加。据此回答问题:①电源的端为极;②电极上发生的电极反应为;③列式计算电极上生成的气体在标准状况下的体积。④电极的质量变化是;⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化,简述其原因:甲溶液;乙溶液;丙溶液;()如果电解过程中铜全部析出,此时电解能否继续进行,为什么?题组一电解原理及其应用.(·大同质检)如图、、、均为石墨电极,通电进行电解(电解液足量)。下列说法正确的是().甲中的电极反应式为---↑+.电解时向乙中滴入酚酞溶液,电极附近变红.向乙中加入适量盐酸,溶液组成可以恢复.当极有析出时,电极产生气体题组二电解的规律及有关计算.和()的混合溶液中(\\(-))=·-,用石墨作电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到气体(标准状况下),假定电解后溶液体积仍为,下列说法正确的是().原混合溶液中(+)=·-.电解后溶液中(+)=·-.上述电解过程中共转移电子.电解后得到的的物质的量为.用石墨电极电解溶液一段时间后,向所得溶液中加入()后,恰好使溶液恢复到电解前的浓度。则电解过程中转移的电子的物质的量为()....题组三金属的电化学腐蚀与防护.铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示,下列有关说法中,不正确的是().正极的电极反应式为:++-↑.此过程中还涉及到反应:()++().此过程中铜并不被腐蚀.此过程中电子从移向.如图水槽中试管内有一枚铁钉,放置数天观察。()若试管内液面上升,则原溶液呈性,发生腐蚀,电极反应:负极:;正极:。()若试管内液面下降,则原溶液呈性,发生腐蚀,电极反应:负极:;正极:。题组四实验探究.下列四种装置中,①盛·-硫酸铜溶液②盛·-硫酸③盛氯化锌溶液④盛氯化钾溶液()上述四种装置中,为电解池的是(用编号回答),装置①中两电极的电极反应式分别是(注明电极名称);()用离子方程式回答:通电时装置④中的总反应式是,溶液中可能发生的副反应是;()工作一段时间后,测得导线上均通过电子,则上述四种装置中溶液最小的是(用编号回答,溶液体积变化忽略不计);()若将装置④中的外加电源拆去,用导线将两个电极连接,则极上发生的反应是,极上发生的反应是。学案电解池金属的电化学腐蚀与防护【课前准备区】知识点一.()电流阴、阳两极氧化还原反应()电化学()阳极氧化阴极还原.()---↑()++-()\(,\\(电解))+↑知识点二.()---↑氧化++-↑还原()烧碱氯气氢气.()阴阳()溶液等含镀层金属阳离子的溶液()--+++-()阳阴不变.()粗铜纯铜()--+++-.()---↑++-()---↑++-知识点三.失去电子金属阳离子氧化反应.()化学腐蚀电化学腐蚀条件金属跟非金属单质直接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时发生,电化学腐蚀更普遍().()①原电池.负极.正极②电解.阴极.阳极问题思考.溶液的导电,首先要有电解质的电离,大家知道,非电解质的水溶液并不导电,就是因为溶液中没有自由离子。因此,电解质溶于水就发生电离,产生了自由离子,该溶液就可以导电。电解质的导电过程就是其电解过程。.电解池的阴、阳极取决于外接电源的正负极,与电极材料的金属活动性无关。.向饱和食盐水中滴加几滴酚酞,电解后阴极区域溶液变红,证明有生成;用两支试管分别收集两极气体,阳极产物用湿润的淀粉-试纸验证,阴极产物用爆鸣实验验证。.放生碱型的实质是水电离出的+放电,破坏了水的电离平衡,使-浓度增大,放生酸型的实质是水电离出的-放电,破坏了水的电离平衡,使+浓度增大。.用惰性电极电解时,若要使电解后的溶液恢复到原状态,应遵循“缺什么加什么,缺多少加多少”的原则,一般加入阴极产物与阳极产物形成的化合物。.铁被腐蚀后,一般会生成铁锈,其原因是:随着析氢腐蚀进行,溶液中(+)降到一定浓度后,则发生吸氧腐蚀,发生的反应为--+,++--,++-(),() ++(),()·(铁锈)+(-)。【课堂活动区】一、.分析电解池中两极的变化,首先要看清楚电解池的电极,一般、、石墨为惰性电极,其他的金属电极均为非惰性电极;与电源正极相连的是电解池的阳极,金属电极或电解质提供的自由移动的阴离子将在该极上失电子发生氧化反应;与电源负极相连的是电解池的阴极,电解质提供的自由移动的阳离子在该极上得电子发生还原反应。.首先要看清楚电解池的电极。在阳极:如果阳极是活泼金属(除金、铂外)形成的活性电极,则电解时,阳极是电极放电,即电极溶解变为金属阳离子;如果是惰性电极,可以按下列步骤分析电极反应:()分析电解质水溶液的组成,找全离子并分为阴、阳两组。()分别对阴、阳离子排出放电顺序,写出各电极的电极反应式。①阳极电极式的书写:溶液中,阴离子放电顺序为->->->->->含氧酸根>-。按此顺序依次放电,若溶液中有-和-,则-先放电,反应为---↑,只有当-反应完了才发生反应:---↑+。②阴极电极式的书写:直接根据阳离子放电顺序进行判断,阳离子放电顺序与金属活动性顺序相反,其中+>+>+>+>+>+>+>+>+。其电极反应式为++-。()分析各电极反应,找出放电物质(或离子)的来源,写出总反应方程式。二、..()原电池原理化学()快()越大典例导悟..()()()解析()电解硫酸铜溶液的反应方程式为+\(,\\(电解))++↑,从方程式可以看出,电解硫酸铜过程中只析出铜和释放出氧气,加入可以使溶液恢复至原来状态,说明参与反应的硫酸铜只有,转移的电子为。()加入()可以使溶液恢复至原来状态,说明电解过程中不仅硫酸铜被电解,而且有水被电解。()可以看作是和,则转移的电子为。()加入()可以看作、和,相当于有的硫酸铜和的水被电解,因此转移的电子为。.[在原电池中,活泼金属为负极,该金属被氧化,不活泼金属便被保护起来,其被腐蚀的速率大大减。宰爸芒壑械奶桓吹乃俾时娶僦械穆环粗,当铁与比它不活泼的金属,如、等连接起来,则被腐蚀的速率增大,所以在容器②中铁比容器①中的铁腐蚀得快。容器④是一个电镀池,在这里铁是阳极,不断以+的形式进入容器中,从而加速了铁的腐蚀,在上述四种容器中,容器④中的铁被腐蚀速率是最快的。综上分析,铁被腐蚀的快慢顺序为④>②>①>③。]【课后练习区】高考集训.[电解氯化铜溶液的总反应式为\(,\\(通电))+↑,阴极产物为,阳极产物为,所以、错误;若将铜片连接到电源正极上,则发生反应--+,显然与从废液中提取铜的主旨是相违背的,故错,正确。].[电解时粗铜作阳极,与电源正极相连,失电子发生氧化反应;精铜作阴极,与电源负极相连,得电子发生还原反应,、错,正确;因为在金属活动性顺序表中、排在的后面,所以电解时、不会失电子,正确。].()①④()++-↑(或+--+↑)++-()↓()---+↑(写--++↑同样给分)()用拇指按住管口,取出试管,靠近火焰,放开拇指,有爆鸣声,管口有蓝色火焰()用拇指按住管口,取出试管,放开拇指,将带有火星的木条伸入试管内会复燃()溶液呈红色,白色沉淀溶解(或大部分溶解)解析该电解池为阴极,反应式为++-↑,为阳极,电极反应式为---↑+,管附近产生-,故溶液由红变黄,管附近产生+溶液仍呈红色,管附近产生的-与+结合生成()沉淀。但停止电解后,生成的()与+反应,白色沉淀溶解,溶液仍呈红色。检验管中产生的的方法是:用拇指按住管口,取出试管,靠近火焰,放开拇指,有爆鸣声,管口有蓝色火焰,证明是;检测管中产生的的方法是:用拇指按住管口,取出试管,放开拇指,将带火星的木条伸入试管内复燃,证明是。.[项两个装置都是原电池,负极都是活泼金属,根据原电池原理可知,原电池对正极起到了保护作用,故正确;项Ⅰ中的负极反应为--+,故错误;项Ⅱ中的正极反应为++-↑,故错误;项Ⅰ中不能生成蓝色沉淀。].[项,未通电时是原电池,但电镀过程并不是原电池的充电过程,故错误;项,消耗锌时转移的电子与通过的电量有确定的关系,故锌的析出量与通过的电量有确定关系,故错误;项,电镀时保持电流恒定,有利于保证电镀的质量,温度不影响电解的速率,故正确;项,镀锌层破损后与铁构成了原电池,锌作负极被腐蚀,保护了铁,故错误。].[-由区向区迁移,错;正极反应为++--,正确;由题干知铁板发生吸氧腐蚀,铁作负极,发生氧化反应,因此项错;铜镙丝钉作正极,因此错。].[钢管与电源正极连接,作电解池的阳极,被氧化而腐蚀,项错;铁在冷浓硝酸中表面生成一层致密的氧化物保护膜,从而保护内部不被腐蚀,项正确;钢管与铜管堆放在一起时,构成原电池,钢管作负极而易被腐蚀,项错;钢铁发生析氢腐蚀时,负极反应:--+,项错。].()①正②---+↑③水减少的质量:×(-\())=,生成的体积:\(·-)×\()×·-=④⑤碱性增大,因为相当于电解水酸性增大,因-放电,+增多酸碱性不变,相当于电解水()能继续进行,因为溶液已转变为溶液,反应也就变为水的电解反应。解析()①乙中电极质量增加,则处发生的反应为++-,即处为阴极,由此可推出为阳极,为阴极,为负极,为正极。丙中为,相当于电解水,设电解的水的质量为。由电解前后溶质质量相等有,×=(-)×,得=4.5g,故为。由方程式+可知,生成,转移电子,所以整个反应中转化电子,而整个电路是串联的,故每个烧杯中的电极上转移电子数是相等的。②甲中为,相当于电解,阳极处为阴离子-放电,即---+↑。③转移电子,则生成为=,标况下的体积为×·-=。④++-,转移电子,则生成的()=×64g·-=16g。⑤甲中相当于电解水,故的浓度增大,变大。乙中阴极为+放电,阳极为-放电,所以+增多,故减小。丙中为电解水,对于而言,其几乎不变。()铜全部析出,可以继续电解,有电解液即可电解。考点集训.[本题易误。诘缃庖鹤懔康那榭鱿,电解过程中只逸出和,只需补充氢和氯两种元素即可,不能加入盐酸,因为盐酸中有,应通入适量气体才能达到目的。].[阳极收集到,转移-,而阴极收集到,转移-,则生成转移-,故()的物质的量为,由(\\(-))=·-×0.5L=,则的物质的量为,电解后(+)=÷0.5L=·-。].[若只电解加入即可恢复电解前的浓度,题意加入()说明电解了和,故转移的电子数目为+=。].[铁钉发生吸氧腐蚀时,负极为铁,反应为--+,正极为铜,反应为++--,总反应++(),又发生()++(),反应中电子从负极流向正极,铜不被腐蚀。].()中性、碱性或弱酸吸氧--+\()+-+-()较强酸析氢--+++-↑.()①③④阴极:++-,阳极:---↑+()-+\(,\\(电解))↑+↑+-+--+-+()②()--+++--解析()装置④中是惰性电极电解氯化钾溶液,生成氢气、氯气、,其中与会发生氧化还原反应。()工作一段时间后,①②③溶液呈现酸性,④中呈现碱性。通过电子时,①中生成+为,+浓度为·-;②中消耗+为,剩余+为·-×××-3L-=,同时溶液中的硫酸锌也会水解;③中为氯化锌溶液,其酸性是由+水解所得,酸性较弱。所以②()若将装置④中的外加电源拆去,用导线将两个电极连接,因为氯化钾溶液呈中性,所以装置④就成了电化学腐蚀中的吸氧腐蚀。天·星权天·星权天星kok电子竞技权天星天·星权天·星权天星kok电子竞技权天星她似一缕阳光,时时燃烧着爱的火焰,处处流淌着情的甘泉。面对一张张稚气可爱的脸,自然地还以灿烂的笑容,面对一颗颗纯真无瑕的心灵,真诚地给以阳光般的温暖。虽然阳光不能洒遍每一个角落,润泽每一颗成长中的幼苗,但爱孩子是教师的天职,因为她们懂得没有爱就没有教育,赏识、期待使她们的心中时刻升腾着爱的灵焰,情的灵光。教师就是在以一颗普通人的心灵,播撒爱的种子、培育爱的心灵的过程中,追求着未来的事业,成就着辉煌的人生。生活中处处都有语文,更不缺少语文,而是缺少我们发现语文的眼睛,善于发问的心。让我们在生活中,去寻找更有趣、更广阔、更丰富的语文吧!天行。右宰郧坎幌ⅲ坏厥评,君子以厚德载物。我不是天才,但我愿发愤图强,永不停息,就让所有的困苦艰难一起来吧,因为宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来!无论你做什么事,一开始时不要被唱反调的人把信心击溃。请记。判氖窍M母嘤停

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