新课标2018高考化学一轮复习专题四基本理论第19讲电解池金属的腐蚀与防护讲解课件20170727153.ppt
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1、化学 课标版,第19讲 电解池 金属的腐蚀与防护,考点一 电解原理及规律 1.电解,2.电解池 (1)构成条件 a.直流电源。b.有与电源相连的两个电极。c.电解质溶液(或熔融盐)。 d.形成闭合回路。 (2)电极名称及电极反应式(如图),(3)电子和离子的移动方向,3.电极反应式的书写步骤与方法,特别提醒 (1)判断电解产物、书写电极反应式以及分析电解质溶液 的变化时首先要注意阳极是活性材料还是惰性材料。 (2)书写电解化学方程式时,应看清是电解电解质的水溶液还是熔融电 解质。A 、Mg2+、Na+、Ca2+、K+只有在熔融状态下才放电。,1.判断正误,正确的画“”,错误的画“”。 (1)任
2、何化学反应都可以设计成电解池反应 ( ) (2)电解时,电解液中阳离子移向阳极,发生还原反应 ( ) (3)某些不能自发进行的氧化还原反应,通过电解可以实现 ( ) (4)电解CuCl2溶液,阴极逸出的气体能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 色 ( ) (5)电解盐酸、硫酸等溶液,H+放电,溶液的pH逐渐增大 ( ) (6)用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后,加入Cu(OH)2可使电解质溶 液恢复到电解前的状态 ( ) (7)用惰性电极电解饱和食盐水,溶液的pH不变 ( ),答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7),2.【多维思考】 (1)电解质溶液通电时,一定会发生化学反
3、应吗?为什么? (2)要使电解后的CuSO4溶液复原,加入Cu(OH)2固体可以吗?,答案 (1)一定发生化学反应。因为在电解池的阴极、阳极分别发生了 还原反应和氧化反应,发生了电子的转移,生成了新物质,所以一定有化 学反应发生。 (2)若通电一段时间,CuSO4未电解完(即Cu2+未全部放电)或刚好电解 完,使溶液复原应加入CuO,而加入Cu(OH)2会使CuSO4溶液的浓度降 低。若Cu2+全部放电,又继续通电一段时间(此时电解水),要使溶液复 原应加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3,若只加入CuO,此时溶液浓度偏高。,1.以石墨为电极,电解KI溶液(其中含有少量酚酞和淀粉)。下列
4、说法错 误的是 ( ) A.阴极附近溶液呈红色 B.阴极逸出气体 C.阳极附近溶液呈蓝色 D.溶液的pH变小,题组一 电解原理和电解规律,答案 D 以石墨为电极,电解KI溶液的化学方程式是2KI+2H2O I2 +H2+2KOH。由于其中含有少量酚酞和淀粉,所以在阳极附近溶液变 为蓝色;在阴极附近溶液变为红色。因为产生了碱,溶液碱性增强,所以 溶液的pH变大。,2.(2016山东济南模拟)四个电解装置都以Pt作电极,它们分别装着如下 电解质溶液进行电解,电解一段时间后,测定其pH变化,所记录的结果正 确的是 ( ),答案 C 电解盐酸,溶质HCl的量会减少,溶剂的量不变,所以酸性减 弱,pH增
5、大,故A错误;电解硝酸银溶液生成硝酸、金属银和氧气,溶液酸 性增强,pH减小,故B错误;电解氢氧化钾溶液的实质是电解水,溶质的量 不变,溶剂量减少,碱性增强,pH增大,故C正确;电解氯化钡溶液得到的是 氢氧化钡、氢气和氯气,溶液碱性增强,pH增大,故D错误。,3.(2016课标,11,6分)三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图 所示,采用惰性电极,ab、cd均为离子交换膜,在直流电场的作用下,两膜 中间的Na+和S 可通过离子交换膜,而两端隔室中离子被阻挡不能进 入中间隔室。 下列叙述正确的是 ( ),A.通电后中间隔室的S 离子向正极迁移,正极区溶液pH增大 B.该法在处理含Na2
6、SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品 C.负极反应为2H2O-4e- O2+4H+,负极区溶液pH降低 D.当电路中通过1 mol电子的电量时,会有0.5 mol的O2生成,答案 B 负极区(阴极)电极反应为:4H+4e- 2H2,正极区(阳极) 电极反应为:4OH-4e- 2H2O+O2。A项,通电后S 向正极移动,正 极区OH-放电,溶液酸性增强,pH减小;C项,负极反应为4H+4e- 2H2, 溶液pH增大;D项,当电路中通过1 mol电子的电量时,会有0.25 mol O2 生成。,反思归纳 以惰性电极电解电解质溶液的规律,题组二 电极反应式、电解方程式的书写,4.Na2FeO
7、4是一种既能杀菌、消毒,又能絮凝净水的水处理剂,其电解制 法如图所示,请根据图示分析: Fe为 (填“阴”或“阳”)极,其电极反应式为 ,与铁电极相连的为电源的 极。,答案 阳 Fe+8OH-6e- Fe +4H2O 正,解析 Na2 O4,铁元素化合价升高,发生氧化反应,故铁作阳 极。,5.(2015山东理综,29,节选)利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极 材料。LiOH可由电解法制备,钴氧化物可通过处理钴渣获得。 利用如图装置电解制备LiOH,两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶 液。B极区电解液为 溶液(填化学式),阳极电极反应式为 ,电解过程中Li+向 电极迁移(填“A”或
8、,“B”)。,答案 LiOH 2Cl-2e- Cl2 B,解析 B极区产生H2,则B极区发生还原反应,为阴极;A极电极反应式为 2Cl-2e- Cl2,为阳极。A极区电解液为LiCl溶液,B极区电解液为 LiOH溶液;Li+(阳离子)向阴极(B电极)移动。 反思归纳 1.做到“三看”,正确书写电极反应式 (1)一看电极材料,若是金属(Au、Pt除外)作阳极,金属一定被氧化(注:Fe 生成Fe2+)。 (2)二看介质,介质是否参与电极反应。 (3)三看电解质状态,若是熔融状态,就是金属的电冶炼。,2.规避电解池中化学方程式书写的四个易失分点 (1)书写电解池中电极反应式时,要以实际放电的离子表示
9、,但书写总电 解反应方程式时,弱电解质要写成化学式。 (2)电极反应式的书写首先根据题干要求及信息大胆写出反应物和生成 物,然后根据“阴得阳失”加上得失电子数目,最后根据电解质溶液酸 碱性补上H+、OH-和H2O,依据电荷守恒配平。 (3)注意运用H+、OH-、H2O进行配平:电解池电极反应中,如果是H+、 OH-放电,不论溶液酸碱性则一定写H+、OH-得、失电子,其他情况下酸 性溶液中一定不能存在OH-,同理在碱性溶液中一定不能存在H+。 (4)要确保两极得失电子数目相等,总电解反应方程式注明条件“电 解”或“通电”。,考点二 电解原理的应用 1.电解饱和食盐水 总反应方程式: 2NaCl+
10、2H2O 2NaOH+H2+Cl2 。,2.电镀 镀层金属作 阳 极,待镀元件作 阴 极,电解质溶液含有 镀层金属离子 。 如铁上镀锌,见图:,3.电解精炼铜,4.电冶金 利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。,1.判断正误,正确的画“”,错误的画“”。 (1)电解饱和食盐水时,两个电极均不能用金属材料 ( ) (2)电解精炼铜时,同一时间内阳极溶解铜的质量比阴极析出铜的质量 小 ( ) (3)在镀件上电镀铜时,镀件应连接电源的正极 ( ) (4)电解冶炼镁、铝通常电解MgCl2和Al2O3,也可电解MgO和AlCl3 ( ) (5)Cu+H2SO4 CuSO4+H2可以
11、设计成电解池,但不能设计成原电 池 ( ),答案 (1) (2) (3) (4) (5),2.【多维思考】 电解饱和食盐水时,如何用简便的方法检验产物?,答案 阳极产物Cl2可以用淀粉-KI试纸检验,阴极产物H2可以通过点燃 检验,NaOH可以用酚酞试液检验。,1.金属镍有广泛的用途,粗镍中含有Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,可用电解 法制得高纯度的镍。下列叙述中正确的是(已知:氧化性Fe2+Ni2+Cu2+) ( ) A.阳极发生还原反应,其电极反应式为:Ni2+ 2e- Ni B.电解过程中,阳极质量的减少量与阴极质量的增加量相等 C.电解后,溶液中存在的阳离子只有Fe2+ 和Zn2+ D.
12、电解后,电解槽底部的阳极泥中有Cu和Pt,题组一 电解原理的常规应用,答案 D 电解时,阳极Zn、Fe、Ni失去电子,发生氧化反应,A错误;因 氧化性Ni2+Fe2+Zn2+,故阴极反应为 Ni2+ 2e- Ni,可见,阳极质量减 少是因为 Zn、Fe、Ni 溶解,而阴极质量增加是因为析出Ni,B错误;电解 后溶液中的阳离子除Fe2+和Zn2+外,还有Ni2+、H+,C错误。,2.(2016湖北孝感模拟)某同学用下图所示装置进行铜的电解精炼实验 (粗铜中有锌、铁、镍、银等杂质,部分导线未画出),下列说法正确的是 ( ) A.a应与c相连接,b应与d相连接 B.电解一段时间,b与d两极析出物质的
13、物质的量相等,C.电解一段时间,b极附近溶液的pH降低 D.电解过程中,Y池中Cu2+的浓度始终不变,答案 B X池中Zn为负极,接Y池的纯铜,X池中Cu为正极,接Y池的粗 铜,故A错误;b极电极反应式为2H+2e- H2,d极电极反应式为Cu2+ 2e- Cu,所以电解一段时间后,b、d两极析出物质的物质的量相同,故 B正确;b极电极反应式为2H+2e- H2,电解后pH升高,故C错误;Y池 中c极电极反应式为Zn-2e- Zn2+、Fe-2e- Fe2+、Cu-2e- Cu2+,d 极电极反应式为Cu2+2e- Cu,故D错误。,3.利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产上的应用。下列说法
14、正 确的是 ( ) A.氯碱工业中,X电极上反应式是4OH-4e- 2H2O+O2 B.电解精炼铜时,Z溶液中的Cu2+浓度不变 C.在铁片上镀铜时,Y是纯铜 D.制取金属镁时,Z是熔融的氯化镁 答案 D 氯碱工业中阳极是Cl-放电生成Cl2;电解精炼铜时阳极粗铜溶解,阴极Cu2+放电析出Cu,由于粗铜中含有锌、铁、镍等杂质,溶液中Cu2+浓度变小;铁片上镀铜时,阴极应该是铁片,阳极是纯铜。,技法总结 电解原理应用的四点注意事项 (1)阳离子交换膜只允许阳离子通过,而阻止阴离子和分子通过。 (2)电解或电镀时,质量减小的电极必为金属电极阳极;质量增加的 电极必为阴极,即溶液中的金属阳离子得电子
15、变成金属附着在阴极上。 (3)电解精炼铜,粗铜中含有的Zn、Fe、Ni等活泼金属失去电子,变成金 属阳离子进入溶液,其中活泼性小于铜的杂质以阳极泥的形式沉积。电 解过程中电解质溶液中的Cu2+浓度会逐渐减小。 (4)电镀时,阳极(镀层金属)失去电子的数目跟阴极镀层金属离子得到电,子的数目相等,因此电镀液的浓度保持不变。,4.工业上用电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示。 下列说法不正确的是 ( ) 已知:Ni2+在弱酸性溶液中发生水解 氧化性:Ni2+(高浓度)H+Ni2+(低浓度),题组二 电解原理的特殊应用,A.碳棒上发生的电极反应:4OH-4e- O2+2H2O B.电解过
16、程中,B室中NaCl溶液中溶质的物质的量浓度将不断减小 C.为了提高Ni的产率,电解过程中需要控制废水pH D.若将图中阳离子膜去掉,将A、B两室合并,则电解反应总方程式发生 改变,答案 B 电极反应式为 阳极:4OH-4e- 2H2O+O2 阴极:Ni2+2e- Ni、2H+2e- H2 A项正确;B项,由于C室中Ni2+、H+不断减少,Cl-通过阴离子膜从C室移向 B室,A室中OH-不断减少,Na+通过阳离子膜从A室移向B室,所以B室中 NaCl溶液中溶质的物质的量浓度不断增大,错误;C项,由于H+的氧化性 大于Ni2+(低浓度)的氧化性,所以为了提高Ni的产率,电解过程需要控制 废水的p
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- 新课 2018 高考 化学 一轮 复习 专题 基本理论 19 电解池 金属 腐蚀 防护 讲解 课件 20170727153
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