2012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).doc

第二节 电解池 金属的电化学腐蚀与防护 【高考目标导航】 考纲导引 考点梳理 1.了解电解池的工作原理，能写出电极反应式和电池反应方程式。 2.理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害和防止金属腐蚀的措施。 1.电解原理 2.电解原理的应用 3.金属的腐蚀与防护。 【基础知识梳理】 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．电解池的工作原理 以电解CuCl2溶液为例 (1)电极名称和电极反应 与电源正极相连的为阳极，发生氧化反应，电极反应式2Cl－－2e－ === Cl2↑ 与电源负极相连的为阴极，发生还原反应，电极反应式为：Cu2＋＋2e－ === Cu (2)总反应方程式：Cu2++2Cl-==== Cl2↑+ Cu 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： 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 (1)两极材料：待镀金属或精铜做阴极，镀层金属或粗铜做阳极。 (2)电极反应：阳极：Cu—2e-==Cu2+阴极：Cu2++2e-==Cu 3．电解冶炼钠(电解熔融NaCl) ⑴电极反应：阳极：2Cl-—2e-==Cl2↑ 阴极：2Na++2e-==2Na⑵总反应方程式：2NaCl====2Na+ Cl2↑⑶应用：冶炼Na、Mg、Al等活泼金属。1．金属的腐蚀 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 金属与干燥气体或非电解质直接接触 不纯金属或合金跟电解质溶液接触 特点 无电流产生 有电流产生 本质 金属失电子变成金属阳离子而被氧化（M—ne-==Mn+） 金属被氧化的过程 较活泼的金属被氧化的过程 相互关系 两种腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍，危害更严重 ? 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 金属在较强的酸性溶液中 金属在中性或酸性 很弱的溶液中 电极 反应 负极(Fe)：Fe－2e－＝Fe2＋ 正极(C)：2H＋＋2e－＝H2↑ 负极(Fe)： 2Fe－4e－＝2Fe2＋ 正极(C)： 2H2O＋O2＋4e－＝4OH－ 发生 情况 相对较少 腐蚀速率一般较快 非常普遍 腐蚀速率一般较慢 联系 两种腐蚀常相继发生，吸氧腐蚀为主 3.金属的防护 (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——原电池原理 正极：。 负极：。 ②——电解原理 阴极：。 阳极：(3)添加缓蚀剂。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。 ．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＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋＞Pb2＋＞Sn2＋＞Fe2＋＞Zn2＋，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S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根。 ．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：Cu2＋、H＋，阴离子：OH－、SO。 第二步：判断阴阳两极附近离子种类及离子放电顺序 阴极：Cu2＋H＋ 阳极：OH－SO第三步：写电极反应式和总的电解方程式 阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu 阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑或2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 使得失电子数相等，两极反应式相加得总方程式：2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋(离子方程式)或2CuSO4＋2H2O2Cu＋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－===Cu2＋，阴极电极反应式不变。 ②电极反应式的书写要以实际放