电解池金属的电化学腐蚀与防护

第三讲 电解池 金属的电化学腐蚀与防护

[考纲要求] 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。

三维目标：1.知识目标：在学生对原电池理解的基础上，对反向的电解的原理在深入学习，明白非直发的氧化还原反应还可以用电解的方法实现，辩证的理解反应的条件与反应的关系，掌握判断电解池装置的方法，了解电极反应，掌握电子、离子、电流的方向。

2.能力目标： 培养学生以现有知识为载体，可以创新其他的以前不会反应的氧化还原反应，如怎么实现铜和稀硫酸反应。

3：情感目标：培养辩证的看待问题的理念。

考点一 电解的原理

一、知识梳理

1．电解定义

在____作用下，电解质在两个电极上分别发生_________和________的过程。 2．能量转化形式:______转化为________。 3．电解池

(1)构成条件①有与____相连的两个电极。②______________。③___________。 (2)电极名称及电极反应式(如图) (3)电子和离子的移动方向

注意:电解时，在外电路中有电子通过，而在溶液中是依靠离子定向移动形成电流，即电子本身不会通过电解质溶液。 4．分析电解过程的思维程序

(1)首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。

(2)再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶液中的H和OH)。 (3)然后排出阴、阳两极的放电顺序

阴极：阳离子放电顺序：Ag>Fe3>Cu2>H(酸)>Fe2>Zn2>H(水)>Al3>Mg2>Na>Ca2>K。

＋

＋

＋

＋

＋

＋

＋

＋

＋

＋

＋

＋

＋－

阳极：活泼电极>S2>I>Br>Cl>OH>含氧酸根离子。

－

－

－

－

－

注意 ①阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。②最常用、最重要的放电顺序是：阳极，Cl>OH；阴极：Ag>Cu2>H。③电解水溶液时，K～

－

－

＋

＋

＋

＋

Al3不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。

＋

(4)分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。

(5)最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。

注意: (1)书写电解池中电极反应式时，要以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成分子式。

(2)要确保两极电子转移数目相同，且注明条件“通电”。

＋－

(3)电解水溶液时，应注意放电顺序中H、OH之后的离子一般不参与放电。

二、课堂练习

1．用分析电解过程的思维程序分析电解下列物质的过程，并总结电解规律(用惰性电极电解) 电解 类型 电解水 实例 H2SO4 NaOH NaNO3 HBr CuCl2 NaCl 电极反应式 阳极： 阴极： 电解总反应式 溶液pH 恢复 电解自身 生碱析氢 生酸CuSO4 放氧 2．用惰性电极电解下列溶液，电解一段时间后，阴极质量增加，电解液的pH下降的是( ) A．CuSO4

B．NaOH

C．BaCl2

D．H2SO4

3．用铂电极电解一定浓度的下列物质的水溶液，在电解后的电解液中加适量水，能使溶液浓度恢复到电解前浓度的是 ( )

A．NaCl B．Na2CO3 C．CuSO4 D．K2S

4．右图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加几滴石蕊溶液。下列实验现象描述正确的是( ) A．逸出气体的体积，a电极的小于b电极的 B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气体 C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色 D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色 三、课后练习

1．按要求书写有关的电极反应式及总方程式。 (1)用惰性电极电解AgNO3溶液：

总反应离子方程式________________________________________________。 (2)用惰性电极电解MgCl2溶液

总反应离子方程式________________________________________________。 (3)用铁作电极电解NaCl溶液

阳极反应式______________________________________________________； 阴极反应式______________________________________________________； 总化学方程式____________________________________________________。

(4)用铜作电极电解盐酸溶液

阳极反应式_____________________________________________________； 阴极反应式_____________________________________________________； 总反应离子方程式________________________________________________。 (5)用惰性电极电解熔融MgCl2

阳极反应式______________________________________________________； 阴极反应式_______________________________________________________； 总反应离子方程式_____________________________________________。

2．CuI是一种不溶于水的白色固体，可以由反应：2Cu2＋4I===2CuI↓＋I2得到。现以石墨为阴

＋

－

极，以Cu为阳极电解KI溶液，通电前向电解液中加入少量酚酞和淀粉溶液。回答下列问题： (1)阳极区的现象____________________________________________________。 (2)阳极电极反应式__________________________________________________。

3．[2010·大纲全国卷Ⅱ，29(1)(2)(3)(4)(5)]如图是一个用铂丝作电极，电解稀的MgSO4

[溶液的装置，电解液中加有中性指示剂，此时溶液呈红色。(指示剂pH变色范围：6.8～8.0，酸色—红色，碱色—黄色) 回答下列问题：

(1)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)；

①A管溶液由红变黄；② B管溶液由红变黄；③ A管溶液不变色；④B管溶液不变色

(2)写出A管中发生反应的反应式：_____________________________________； (3)写出B管中发生反应的反应式：_____________________________________； (4)检验a管中气体的方法是_______________________________________； (5)检验b管中气体的方法是___________________________________________。

考点二 电解原理的应用

一、知识梳理