2015高考电化学讲义和练习(打印版).doc

电解池和原电池综合应用 一、金属腐蚀与防护 金属的腐蚀：金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。其本质是金属原子失去电子被氧化的过程。 1、化学腐蚀与电化腐蚀 化学腐蚀 电化腐蚀 一般条件 金属直接和强氧化剂接触 不纯金属，表面潮湿 反应过程 氧化还原反应，不形成原电池 因原电池反应而腐蚀 有无电流 无电流产生 有电流产生 反应速率 电化腐蚀＞化学腐蚀 结果 使金属腐蚀 使较活泼的金属腐蚀 2、析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以Fe为例） 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜酸性较强pH＜4.3 水膜酸性很弱或中性 电极反应 负极 Fe-2e—→Fe2+ 正极 2H++2e—→H2↑ O2+2H2O+4e—→4OH— 总反应式 Fe+2H+→Fe2++H2↑ 2Fe+O2+2H2O→2Fe(OH)2 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2=4Fe(OH)3Fe2O3.xH2O 腐蚀作用 发生在某些局部区域内 是主要的腐蚀类型，具有广泛性 3、金属防护的几种重要方法 ①改变金属内部的组成结构，将金属制成合金，增强抗腐蚀能力。 ②在金属表面覆盖保护保护层，使金属和周围物质隔离开来。 ③电化学保护法：利用电化学反应使金属钝化而受到保护，或者利用原电池反应将需要保护的金属作为电池的正极而受到保护。 4、金属腐蚀速率大小：电解池阳极＞原电池负极＞化学腐蚀＞原电池正极＞电解池阴极 四电解原理在工业生产中的应用 1、电解精炼反应原理(电解精炼铜) 阳极(粗铜)：Cu-2e—→Cu2+，阴极(纯铜)：Cu2++2e—→Cu 阳极上铜溶解的速率与阴极上铜沉积的速率相等，所以溶液中CuSO4的浓度基本保持不变。 2、镀铜反应原理 阳极(纯铜)：Cu-2e—→Cu2+，阴极(镀件)：Cu2++2e—→Cu 溶液中的Cu2+浓度保持不变。 3、氯碱工业反应原理 阳极：2Cl—-2e—→Cl2↑，阴极：2H++2e—→H2↑ 总反应式 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ 电镀铜 精炼铜 形成条件 镀层金属作阳极，镀件作阴极，电镀液必须含有镀层金属的离子 粗铜金属作阳极，精铜作阴极，CuSO4溶液作电解液 电极反应 阳极 Cu －2e- = Cu2+ 阴极 Cu2++2e- = Cu 阳极：Zn - 2e- = Zn2+ Cu - 2e- = Cu2+ 等 阴极：Cu2+ + 2e- = Cu 溶液变化 电镀液的浓度不变 溶液中溶质浓度减小 五、 原电池、电解池、电镀池的比较 原电池 电解池 电镀池 定义 将化学能转变成电能的装置 将电能转变成化学能的装置 应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属的装置。一种特殊的电解池 装置 举例 形成 条件 ①活动性不同的两电极(连接) ②电解质溶液(电极插入其中并与电极自发反应) ③形成闭合回路 ①两电极接直流电源 ②两电极插人电解质溶液 ③形成闭合回路 ①镀层金属接电源正极，待镀金属接电源负极 ②电镀液必须含有镀层金属的离子 电极 名称 负极：较活泼金属； 正极：较不活泼金属(或能导电的非金属等) 阳极：电源正极相连的电极 阴极：电源负极相连的电极 阳极：镀层金属； 阴极：镀件 电极 反应 负极（氧化反应）：金属原子失电子； 正极（还原反应）：溶液中的阳离子得电子 阳极（氧化反应）：溶液中的阴离子失电子，或金属电极本身失电子； 阴极（还原反应）：溶液中的阳离子得电子 阳极（氧化反应）：金属电极失电子； 阴极（还原反应）：电镀液中阳离子得电子 电子 流向 负极正极 电源负极阴极 电源正极阳极 电源负极阴极 电源正极阳极 电解、电离、电镀的比较 电解 电离 电镀 条件 受直流电作用 受热或水分子作用 受直流电作用 实质 阴阳离子定向移动，在两极发生氧化还原反应 阴阳离子自由移动，无明显的化学变化 用电解的方法在金属表面镀上一层金属或合金 实例 CuCl2 Cu＋Cl2 CuCl2==Cu2++2Clˉ 阳极 Cu －2e- = Cu2+阴极 Cu2++2e- = Cu 关系 先电离后电解，电镀是电解的应用 六、常见实用电池的种类和特点 1.干电池（属于一次电池） ①结构：锌筒、填满MnO2的石墨、溶有NH4Cl的糊状物。 ②电极反应 负极：Zn-2e-=Zn2+ 正极：2NH4++2e-=2NH3+H2 NH3和H2被Zn2＋、MnO2吸收： MnO2+H2=MnO+H2O,Zn2＋＋4NH3=Zn(NH3)42＋ 2.铅蓄电池（属于二次电池、可充电电池） 结构：铅板、填满PbO2的铅板、稀H2SO4。 A.放电反应 负极： Pb