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重庆专用创新设计高考化学一轮复习第3讲《电解池金属的电化学腐蚀与保护》省公开课金奖全国赛课一等奖微课.pptx

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资源描述
单击此处编辑母版文本样式,考基梳理 助学提升,考点通解 能力对接,考向集训 名师揭秘,1了解电解池工作原理。,2能写出电极反应和电解总反应方程式。,3了解金属发生电化学腐蚀原因,金属腐蚀危害,预防金属腐蚀办法。,第三讲电解池金属电化学腐蚀与保护,1/104,1电解池中电极反应式书写、电极附近溶液酸碱性改变、电解质溶液中离子移动、两极上得失电子守恒关系等。,2电解原理应用,尤其在新型充电电池中应用。,3,电解原理在金属防腐方面应用。,2/104,一、电解原理,1,电解,让,经过电解质溶液或熔融电解质,在两个电极上分别发生,和,过程。,2,能量转化形式,转化为,。,直流电,氧化反应,还原反应,电能,化学能,3/104,3,电解池,(1)组成条件,有与,相连两个电极;,电解质溶液(或,);,形成,。,(2)电极名称及电极反应(如图),电源,熔融电解质,闭合回路,4/104,(3)电子和离子移动方向,电子:从电源,流向电解池,;从电解池,流向电源,。,离子:阳离子移向电解池,;阴离子移向电解池,。,负极,阴极,阳极,正极,阴极,阳极,5/104,(1)电解时电子经过电解质溶液吗?,(2)电解质溶液导电时,一定会有化学反应发生吗?,提醒,(1)电解质溶液通电电解时,在外电路中有电子经过,而溶液中是依靠离子定向移动,形成了电流。,(2)一定有化学反应发生,因为在电解池两极有电子转移,发生了氧化还原反应,生成了新物质,所以一定有化学反应发生。,6/104,NaOH,H,2,Cl,2,氯碱工业,7/104,2,铜电解精炼,(1)电极反应,阳极(电极材料为,):,阴极(电极材料为,):Cu,2,2e,=Cu。,(2)溶液中各离子浓度改变,阴离子浓度,;,阳离子中Cu,2,浓度变,,Zn,2,、Fe,2,、Ni,2,等浓度变,。,(3)阳极泥成份:含有,等珍贵金属。,粗铜,精铜,不变,小,大,Ag、Pt、Au,8/104,3,电镀,(1)阳极:,;,(2)阴极:,;,(3)电镀液:普通用含有,电解质溶液作电镀液;,(4)电镀液浓度:,。,镀层金属,镀件,镀层金属阳离子,保持不变,9/104,4,电冶金,利用电解熔融盐或氧化物方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。,(1)冶炼钠:2NaCl(熔融)2NaCl,2,电极反应:阳极:,,,阴极:,。,2Cl,2e,=Cl,2,2Na,2e,=2Na,10/104,6O,2,12e,=3O,2,4Al,3,12e,=4Al,2Cl,2e=Cl,2,Mg,2,2e,Mg,11/104,Cu还原性比H,2,弱,能否采取一定办法使Cu将酸中H,置换出来?采取什么办法?,12/104,三、金属腐蚀和防护,1,金属腐蚀本质,金属原子,变为,,金属发生,。,2,金属腐蚀类型,(1)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_,联络,二者往往同时发生,腐蚀更普遍,失去电子,金属阳离子,氧化反应,非金属单质直接,电解质溶液,无,氧化,有微弱,氧化,电化学,13/104,(2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀,以钢铁腐蚀为例进行分析:,析氢腐蚀,吸氧腐蚀,条件,电极,反应,负极,正极,总反应式,联络,更普遍,水膜酸性较强,(pH4.3),水膜酸性很弱或呈中性,Fe2e,=Fe,2,2H,2e,=H,2,O,2,2H,2,O,4e,=4OH,Fe2H,=Fe,2,H,2,2Fe,O,2,2H,2,O,=2Fe(OH),2,吸氧腐蚀,14/104,铁锈形成,:,4Fe(OH),2,O,2,2H,2,O=4Fe(OH),3,,,2Fe(OH),3,=Fe,2,O,3,x,H,2,O(,铁锈,),(3,x,)H,2,O,。,15/104,3,金属防护,(1)电化学防护,牺牲阳极保护法,原理,a,:比被保护金属活泼金属;b.,:被保护金属设备。,外加电流阴极保护法,原理,a,:被保护金属设备;b.,:惰性金属。,(2)改变金属内部结构,如制成合金、不锈钢等。,(3)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。,原电池,负极,正极,电解,阴极,阳极,16/104,影响金属腐蚀原因有哪些?,提醒,影响金属腐蚀原因包含金属本性和介质两个方面。就金属本性来说,金属越活泼,就越轻易失去电子而被腐蚀。介质对金属腐蚀影响也很大,假如金属在潮湿空气中,接触腐蚀性气体或电解质溶液,都轻易被腐蚀。,17/104,18/104,19/104,四个对应,1,正极和负极对应。,2阳极和阴极对应。,3失电子和得电子对应。,4氧化反应和还原反应对应。,20/104,三个相等,(1)同一原电池正、负极电极反应得、失电子数相,等。,(2)同一电解池阴极、阳极电极反应中得、失电子数相,等。,(3)串联电路中各个电极反应得、失电子数相等。,上述三种情况下,在写电极反应式时,得、失电子数要,相等,在计算电解产物量时,应按得、失电子数相等计,算。,21/104,一个标准,用惰性电极电解电解质溶液时,若使电解后溶液恢复,原状态,应遵照,“,缺什么加什么,缺多少加多少,”,标准。,普通加入阴极产物与阳极产物化合物。,两种技巧,1,“,三池,”,判断技巧,原电池、电解池、电镀池判定规律:若无外接电源,可,能是原电池,然后依据原电池形成条件分析判定,若有外,接电源,两极插入电解质溶液中,则可能是电解池或电镀,池。当阳极金属与电解质溶液中金属阳离子相同则为电镀,池,其它情况为电解池。,22/104,2,串联电路中,“,原电池,”,与,“,电解池,”,判断,若无外接电源,必有一个是原电池,依据原电池组成条,件进行判断,其余是电解池。若有外接电源,则全是电解,池。,23/104,我体会,这一部分学习主要是掌握阴、阳两极离子放电次序,这么就能正确判断两极产物,书写电极方程式了。解题时要尤其注意活性电极作阳极情况,这种情况是很轻易被忽略。,我警示,原电池中电子由负极经导线流回正极。在电解池中,阳极失去电子,电子经导线流向电源正极,再从负极流向阴极,两种情况电流方向都与电子流向相反。,24/104,问题征解,氯碱工业中阳离子交换膜有什么作用?,提醒,氯碱工业中阳离子交换膜作用:将电解槽隔成阴极室和阳极室,它只允许阳离子(Na,)经过,而且阻止阴离子(Cl,、OH,)和气体经过。这么既能预防阴极产生H,2,和阳极产生Cl,2,相混合而引发爆炸,又能防止Cl,2,与NaOH作用生成NaClO而影响烧碱质量。,25/104,必考点44 电极产物判断与相关反应式书写,1,电解时电极产物判断,“,阳失阴得,”,26/104,2,电解池中电极反应式书写,(1)依据装置书写,依据电源确定阴、阳两极,确定阳极是否是活性金属电极,据电极类型及电解质溶液中阴、阳离子放电次序写出电极反应式。,在确保阴、阳两极转移电子数目相同条件下,将两极电极反应式合并即得总反应式。,27/104,(2)由氧化还原反应方程式书写电极反应式,找出发生氧化反应和还原反应物质,两极名称和反应物,利用得失电子守恒分别写出两极反应式。,若写出一极反应式,而另一极反应式不好写,可用总反应式减去已写出电极反应式即得另一电极反应式。,28/104,【典例1】,(重庆理综,29节选),臭氧是一个强氧化剂,惯用于消毒、灭菌等。O,3,可由臭氧发生器(原理如图)电解稀硫酸制得。,29/104,(1)图中阴极为_(填“A”或“B”),其电极反应式为,_。,(2)若C处通入O,2,,则A极电极反应式为_。,(3)若C处不通入O,2,,D、E处罚别搜集到,x,L和,y,L气体(标准情况),则E处搜集气体中O,3,所占体积分数为_。(忽略O,3,分解),30/104,解析,观察电解装置图知,特殊惰性电极B上产生了氧气和臭氧,该极失去电子发生氧化反应作阳极,则特殊惰性电极A为阴极,得电子发生还原反应,电极反应式为2H,2e,=H,2,;若从C处通入氧气,氧气将参加反应,阴极生成将是水,电极反应式为O,2,4H,4e,=2H,2,O;设,y,L混合气体中臭氧体积分数为,a,,由电子得失守恒有2,x,ya,6,y,(1,a,),4,解得,a,(,x,2,y,)/,y,。,答案,(1)A,2H,2e,=H,2,(2)O,2,4H,4e,=2H,2,O,(3)(,x,2,y,)/,y,31/104,电极反应式书写“二判二析一写”,32/104,【应用1】,(镇江模拟),CuI是一个不溶于水白色固体,它能够由反应:2Cu,2,4I,=2CuI,I,2,而得到。如图所表示装置中,a、b都是惰性电极,通电一段时间后,在KI淀粉溶液中阳极周围变蓝色,则以下说法正确是 ()。,33/104,解析,电解NaCl溶液(滴有酚酞),阴极附近变红。若a极变红,则X为电源负极,Y为正极,故Cu电极为阳极,则Cu2e,=Cu,2,,2Cu,2,4I,=2CuI,I,2,,淀粉遇碘变蓝;若b极变红,则X极为正极,Pt电极为阳极,则2I,2e,=I,2,,淀粉遇碘变蓝,故C正确。,答案,C,34/104,必考点45 电解类型、规律及相关计算,1,以惰性电极电解电解质溶液类型和规律,类型,电解质(水溶液),被电解,物质,电极产物,溶液pH改变原因、结果,电解质溶液复原,阳极,阴极,电解,水型,含氧酸(如H,2,SO,4,),水,O,2,H,2,水降低,酸溶液浓度增大,pH减小,加H,2,O,强碱(如NaOH),水,O,2,H,2,水降低,碱溶液浓度增大,pH增大,加H,2,O,活泼金属含氧酸盐,(如KNO3、Na2SO4),水,O,2,H,2,水降低,盐溶液浓度增大,pH不变或略改变(若为水解盐),加H,2,O,35/104,类型,电解质(水溶液),被电解物质,电极产物,溶液pH改变原因、结果,电解质溶液复原,阳极,阴极,电解电,解质型,无氧酸(如盐酸),除HF外,酸,非金属单,质(如Cl,2,),H,2,H,放电,,c,(H,)减小,pH增大,通HCl气体,不活泼金属无氧酸盐(如CuCl2),除氟化物外,盐,非金属单质(如Cl,2,),金属单质,(如Cu),pH基本不变,加CuCl,2,36/104,类型,电解质(水溶液),被电解物质,电极产物,溶液pH改变原因、结果,电解质溶液复原,阳极,阴极,放H,2,生碱型,活泼金属无氧酸盐(如NaCl),水和盐,非金属单,质(如Cl,2,),H,2,H,放电,,c,(H,)减小,,c,(OH,)增大,pH增大,通HCl气体,放O,2,生酸型,不活泼金属含氧酸盐(如CuSO4),水和盐,O,2,金属单质,(如Cu),OH,放电,,c,(OH,)减小,,c,(H,)增大,pH减小,加CuO或,CuCO,3,37/104,2,电解池中相关量计算或判断,电解池中相关量计算或判断主要包含以下方面:依据直流电源提供电量求产物量(析出固体质量、产生气体体积等)、溶液pH、相对原子质量或某元素化合价、化学式等。解题依据是得失电子守恒,解题方法以下:,38/104,【典例2】,在下列图中,甲烧杯中盛有100 mL 0.50 molL,1,AgNO,3,溶液,乙烧杯中盛有100 mL 0.25 molL,1,CuCl,2,溶液,A、B、C、D均为质量相同石墨电极,假如电解一段时间后,发觉A极比C极重1.9 g,则,39/104,(1)电源E为_极,F为_极。,(2)A极电极反应式为_,,析出物质_mol。,(3)B极电极反应式为_,,析出气体_ mL(标准情况)。,(4)C极电极反应式为_,,析出物质_mol。,(5)D极电极反应式为_,,析出气体_mL(标准情况)。,(6)甲烧杯中滴入石蕊试液,_极附近变红,假如继续,电离,在甲烧杯中最终得到_溶液。,40/104,41/104,由此可知,两电解池内电解质均是足量,故两池电极反应式分别为:A极:4Ag,4e,=4Ag;B极:4OH,4e,=2H,2,OO,2,;C极:Cu,2,2e,=Cu;D极:2Cl,2e,=Cl,2,。A、C两极析出物质物质量分别为0.025 mol和0.012 5 mol;B极析出O,2,体积为:0.006 25 mol,22.4 Lmol,1,0.14 L140 mL;D极析出Cl,2,物质量为0.012 5 mol,22.4 Lmol,1,0.28 L280 mL。,42/104,答案,(1)负正,(2)4Ag,4e,=4Ag0.025,(3)4OH,e,=2H,2,OO,2,140,(4)Cu,2,2e,=Cu0.012 5,(5)2Cl,2e,=Cl,2,280,(6)BHNO,3,43/104,包括电化学计算题,可依据电子得失守恒原理,经过,“,转移电子数相等,”,之桥,寻找关系式进行计算。,提醒,经过4 mol e,为桥可构建以下关系式:,说明:M为金属,,n,为其化合价。,当然,也可依据电解池总反应式列百分比式求解。,44/104,【应用2】,(合肥调研),将等物质,量浓度CuSO,4,和NaCl等体积混合后,用石墨电极进行电解,电解过程中,溶液pH随时间,t,改变曲线以下列图所表示,则以下说法错误是 ()。,45/104,A阳极先析出Cl,2,,后析出O,2,,阴极先产生Cu,后析出H,2,BAB段阳极只产生Cl,2,,阴极只产生Cu,CBC段表示在阴极上是H,放电产生了H,2,DCD段相当于电解水,46/104,解析,因为两种溶液体积相等,物质量浓度也相等,即溶质物质量相等,设CuSO,4,和NaCl物质量各1 mol,电解分3个阶段:第一阶段阳极:1 mol氯离子失1 mol电子,阴极:0.5 mol铜离子得1 mol电 子,因为铜离子水解使溶液显酸性,伴随电解进行,铜离子浓度降低,酸性减弱,pH将增大。,47/104,第二阶段阳极:1 mol氢氧根离子失1 mol电子(起源于水电离),阴极:0.5 mol铜离子再得1 mol电子,因为氢氧根离子消耗,使水溶液中氯离子浓度增大,pH快速减小。第三阶段阳极:氢氧根离子失电子,阴极:氢离子得电子,它们都起源于水电离,实质是电解水,造成溶液体积减小,使溶液中氢离子浓度增大,pH继续减小。,答案,C,48/104,必考点46 电解原理在工农业生产中应用,1,氯碱工业,(1)食盐水精制,49/104,(2)主要生产过程,50/104,2,电镀(如铁件镀锌),电镀液:含Zn,2,盐溶液(如ZnCl,2,溶液),阳极(Zn):Zn2e,=Zn,2,阴极(铁件):Zn,2,2e,=Zn,电镀过程中电镀液浓度不发生改变。镀层金属作阳极,镀件作阴极,电镀液中必须含有镀层金属离子。,51/104,3,电解精炼,如粗铜(含Zn、Fe、Ag等)提纯,电解质溶液:含Cu,2,盐溶液(如CuSO,4,溶液),阳极(粗铜):Zn2e,=Zn,2,Fe2e,=Fe,2,Cu2e,=Cu,2,阴极(纯铜):Cu,2,2e,=Cu,电解过程中,活泼性比Cu弱Ag、Au不放电,形成阳极泥(可从阳极泥中提纯Ag、Au);电解质溶液中,c,(Cu,2,)会不停减小,应定时更换电解质溶液。,52/104,【典例3】,(重庆名校联考),有一个节能氯碱工业新工艺,将电解池与燃料电池相组合,相关流程如图所表示(电极未标出):,53/104,回答以下相关问题:,(1)电解池阴极反应式为_。,(2)通入空气电极为_,,燃料电池中阳离子移动方向_(填,“,从左向右,”,或,“,从右向左,”,)。,(3)电解池中产生2 mol Cl,2,,理论上燃料电池中消耗_mol O,2,。,(4),a,、,b,、,c,大小关系为:_。,54/104,解析,(2)氧气是氧化剂,在正极被消耗,生成氢氧根离子,所以正极需要阳离子补充电荷,所以阳离子从左向右移动;(3)产生2 mol Cl,2,,转移4 mol电子,所以消耗氧气1 mol;(4)阴极产生,a,%氢氧化钠溶液加入燃料电池中,正极生成氢氧化钠使浓度增大,负极氢气失电子生成氢离子消耗氢氧根离子,所以负极出来氢氧化钠溶液浓度减小,所以,c,a,b,。,答案,(1)2H,2e,=H,2,或2H,2,O2e,=H,2,2OH,(2)正极从左向右(3)1(4),c,a,b,55/104,56/104,A石墨电极上产生氢气,B铜电极发生还原反应,C铜电极接直流电源负极,D当有0.1 mol电子转移时,有0.1 mol Cu,2,O生成,57/104,解析,本题突破点是电解法制氧化亚铜电解方程式,经过氧化还原反应判断电极名称,进而推断电源正、负极,电源负极与电解池阴极相连,电源正极与电解池阳极相连。依据电解方程式知,铜发生氧化反应,水中氢离子发生还原反应。石墨为阴极,铜为阳极。H,在阴极反应:2H,2e,=H,2,,A选项正确;在电解池中,阳极发生氧化反应,铜为活性电极,失去电子能力比OH,强,故铜极发生氧化反应。B选项错误;铜为阳极,铜极与直流电源正极相接,C选项错误;依据电解方程式知,铜由0价升至1价,故生成0.1 mol Cu,2,O必转移0.2 mol电子,D选项错误。,答案,A,58/104,必考点47 金属腐蚀与防护,电化学腐蚀规律,1对同一个金属来说,腐蚀快慢:强电解质溶液弱电解质溶液非电解质溶液。,2活动性不一样两金属:活动性差异越大,活动性强金属腐蚀越快。,3对同一个电解质溶液来说,电解质溶液浓度越大,腐蚀越快,且氧化剂浓度越高,腐蚀越快。,59/104,4电解原理引发腐蚀原电池原理引发腐蚀化学腐蚀有防护办法腐蚀。,5对于不一样氧化剂来说,氧化性越强,金属腐蚀越快。,反之,防腐办法由好到差次序为:外接电源阴极保护法防腐牺牲阳极阴极保护法防腐有普通防护条件防腐无防护条件防腐,60/104,【典例4】,如图各容器中盛有海水,铁在其中被腐蚀时由快到慢次序是 ()。,A,B,C,D,思维引入,搞清原电池、电解池失电子规律。,61/104,解析,中Fe放置在海水中,形成了无数微小原电池,发生电化学腐蚀。,均组成了原电池。,中Fe活动性强于Sn,Fe作负极被腐蚀;,中Zn活动性比Fe强,Zn作负极被腐蚀,而Fe被保护;,形成电解池,其中,中Fe作阳极被腐蚀而,中Fe作阴极,Cu被腐蚀,Fe被保护。所以Fe被腐蚀由快到慢次序为,。答案为A。,答案,A,62/104,1.牺牲阳极阴极保护法,在被保护钢铁设备,(,如海水中闸门、地下天然气管道等,),上连接或直接安装若干锌块,使锌、铁形成原电池,锌作阳极,从而保护了钢铁免受腐蚀。,2.外加电流阴极保护法,外加电流阴极保护法是使被保护钢铁设备作为阴极,(,接电源负极,),,用惰性电极作为阳极,(,接电源正极,),,在二者之间连接直流电源。通电后,电子被强制流向被保护钢铁设备,从而使钢铁表面产生电子积累,抑制钢铁设备失去电子,起到保护作用。,金属两大防腐方法,63/104,【应用4】,(潮州检测),以下关于各装置图叙述中,不正确是 ()。,64/104,A用装置,精炼铜,则a极为粗铜,电解质为CuSO,4,溶液,B装置,总反应是:Cu2Fe,3,=Cu,2,2Fe,2,C装置,中钢闸门应与外接电源负极相连,D装置,中铁钉几乎不被腐蚀,解析,精炼铜时,粗铜为阳极,由电流方向知a极为阳极,A正确;装置,为原电池,Fe作负极,铜为正极,总反应是:Fe2Fe,3,=3Fe,2,,B错误;在电解池中,铁被保护,则应与外接电源负极相连,C正确;装置,中,铁遇浓硫酸,“,钝化,”,,D正确。,答案,B,65/104,两看:,一看,“,电极材料,”,:若阳极材料是除金、铂以外其它金属,则在电解过程中,优先考虑阳极材料本身失去电子被氧化,而不考虑溶液中阴离子放电难易。,再看,“,离子放电难易,”,:若阳极材料是惰性电极,则在电解过程中首先分析溶液中离子放电难易。,66/104,67/104,4二次电池放电时表达原电池原理,充电时表达电解池原理。,5电解池阳极阴离子放电次序(失电子由易到难)为S,2,I,Br,Cl,OH,含氧酸根;阴极阳离子放电次序(得电子由易到难)为Ag,Fe,3,Cu,2,H,Fe,2,Zn,2,。,68/104,69/104,答案,D,70/104,Hold住考向,考向1,电解原理分析,5年8考,考向2,电解原理应用及计算,5年9考,考向3,金属腐蚀与防护,5年6考,71/104,名师揭秘,电解原理及其应用是高考高频考点,因其与氧化还原反应、离子反应,电解质溶液、元素化合物性质等知识联络亲密而成为高考重点和热点。因为电解原理在工业上应用愈加广泛,预测年高考,仍会联络化学工艺过程对电解原理应用进行考查。应给予高度关注。,72/104,角度1.原理分析,1,(安徽理综卷,11),某兴趣小组设计如图所表示微型试验装置。试验时,先断开K,2,,闭合K,1,,两极都有气泡产生;一段时间后,断开K,1,,闭合K,2,,发觉电流表A指针偏转。以下相关描述正确是 ()。,73/104,74/104,答案,D,75/104,2,(浙江理综,10),以铬酸钾为原料,电化学法制备重铬酸钾试验装置示意图以下:,76/104,77/104,答案,D,78/104,角度2.规律应用,3,(海南化学,3),以下各组中,每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气是 ()。,AHCl、CuCl,2,、Ba(OH),2,BNaOH、CuSO,4,、H,2,SO,4,CNaOH、H,2,SO,4,、Ba(OH),2,DNaBr、H,2,SO,4,、Ba(OH),2,解析,电解质溶液电解时只生成氧气和氢气,相当于是电解水,依据电解时离子放电次序,当电解强酸、强碱、活泼金属含氧酸盐溶液时均相当于电解水。,答案,C,79/104,4,(纲领全国,10),用石墨做电极电解CuSO,4,溶液。通电一段时间后,欲使电解液恢复到起始状态,应向溶液中加入适量 ()。,A,CuSO,4,B,H,2,O,C,CuO D,CuSO,4,5H,2,O,答案,C,80/104,1,(山东理综,15),以KCl和ZnCl,2,混合液为电镀液在铁制品上镀锌,以下说法正确是 ()。,A未通电前上述镀锌装置可组成原电池,电镀过程是该原电池充电过程,B因部分电能转化为热能,电镀时经过电量与锌析出量无确定关系,C电镀时保持电流恒定,升高温度不改变电解反应速率,D镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用,81/104,解析,A项,未通电时是原电池,但电镀过程并不是原电池充电过程,故A错误;B项,锌析出量与经过电量有确定关系,故B错误;C项,电镀时保持电流恒定,有利于确保电镀质量,温度不影响电解速率,故C正确;D项,镀锌层破损后与铁组成了原电池,锌作负极被腐蚀,保护了铁,故D错误。,答案,C,82/104,2,(北京理综,26节选),氯碱工业中电解饱和食盐水原理示意图以下列图所表示。,83/104,(1)溶液A溶质是_。,(2)电解饱和食盐水离子方程式是_。,(3)电解时用盐酸控制阳极区溶液pH在23。用化学平衡移动原了解释盐酸作用:_,_。,84/104,85/104,3,重庆理综,29(节选),人工肾脏可采取间接电化学方法除去代谢产物中尿素,原理如图所表示。,86/104,(1)电源负极为_(填“A”或“B”)。,(2)阳极室中发生反应依次为_、_。,(3)电解结束后,阴极室溶液pH与电解前相比将_;若两极共搜集到气体13.44 L(标准情况),则除去尿素为_g(忽略气体溶解)。,87/104,解析,依据电解池中电极产物H,2,和Cl,2,能够判断出A为电源正极,B为电源负极,故阳极室中发生反应依次为:2Cl,2e,=Cl,2,,CO(NH,2,),2,3Cl,2,H,2,O=N,2,CO,2,6HCl;,阴极反应为:2H,2,O2e,=2OH,H,2,(或2H,2e,=H,2,),依据上述反应式能够看出在阴、阳极上产生OH,、H,数目相等,阳极室中反应产生H,经过质子交换膜进入阴极室与OH,恰好反应生成水,所以阴极室中电解前后溶液pH不变;,88/104,答案,(1)B(2)2Cl,2e,=Cl,2,CO(NH,2,),2,3Cl,2,H,2,O=N,2,CO,2,6HCl(3)不变7.2,89/104,1,(山东理综,13),以下与金属腐蚀相关说法正确是 ()。,90/104,A图a中,插入海水中铁棒,越靠近底端腐蚀越严重,B图b中,开关由M改置于N时,CuZn合金腐蚀速率减小,C图c中,接通开关时Zn腐蚀速率增大,Zn上放出气体速率也增大,D图d中,ZnMnO,2,干电池自放电腐蚀主要是由MnO,2,氧化作用引发,91/104,解析,图a中,铁棒发生化学腐蚀,靠近底端部分与氧气接触少,腐蚀程度较轻,A项错误;图b中开关由M改置于N,CuZn作正极,腐蚀速率减小,B项正确;图c中接通开关时Zn作负极,腐蚀速率增大,但氢气在Pt上放出,C项错误;图d中干电池自放电腐蚀是Zn与C活动性不一样形成原电池,与MnO,2,性质无关,MnO,2,作用是原电池放电过程中吸收H元素预防电池溶胀,D项错误。,答案,B,92/104,2,(海南,10),以下叙述错误是 ()。,A生铁中含有碳,抗腐蚀能力比纯铁弱,B用锡焊接铁质器件,焊接处易生锈,C在铁制品上镀铜时,镀件为阳极,铜盐为电镀液,D铁管上镶嵌锌块,铁管不易被腐蚀,93/104,解析,生铁中含有碳,组成原电池加紧了腐蚀速率,A项正确;用锡焊接铁质器件,焊接处易生锈,因为组成原电池中Fe作负极,加紧了腐蚀速率,B项正确;在铁制品上镀铜时,镀件应为阴极,镀层金属铜作阳极,C项错误;铁管上镶嵌锌块,组成原电池中Fe作正极,受到保护,D项正确。,答案,C,94/104,【常见考点】,电解池工作原理及应用是电化学主要内容,相关电解时电解质溶液改变、电极产物判断、溶液pH改变等内容都是每年高考命题热点内容,包括电解原理与工业生产亲密联络氯碱工业、电解精炼、电解法处理污水等内容成为高考考查重点。,【探究方向】,(1)电解原理及产物判断试验探究。,(2)电浮选凝聚法处理污水试验探究。,(3)工农业生产方面试验探究。,【常考题型】,简答题,95/104,【样题1】,污水处理,电浮选凝聚法是工业上采取一个处理污水方法,试验过程中,污水pH一直保持在5.0到6.0之间。如图是电解污水试验装置示意图。接通直流电源一段时间后,在A电极附近有深色物质产生,在B电极附近有气泡产生。气泡可将污水中悬浮物带到水面形成浮渣层,积累到一定厚度时刮去(或撇掉)浮渣层,即起到了浮选净化作用。试依据以上试验现象以及图示回答以下问题:,96/104,(1)电解池电极A、B分别为_极和_极。,(2)B电极材料物质X名称能够是_。,(3)因深色物质含有_性,因而能够将水中污物沉积下来。,(4)阳极电极反应式为_、,2H,2,O4e,=4H,O,2,;阳极区生成深色物质离子方程式是_。,(5)若污水导电性不良时,能够加入适量_溶液(写某盐化学式)。,97/104,解析,依据试验现象,A极附近产生了含有吸附作用Fe(OH),3,,所以A极与电源正极相连为阳极,Fe失去电子变为Fe,2,,同时A极附近水电离产生OH,也失去电子产生O,2,:2H,2,O4e,=4H,O,2,,产生O,2,将Fe,2,氧化为Fe,3,而形成Fe(OH),3,胶体:4Fe,2,O,2,10H,2,O=4Fe(OH),3,(胶体)8H,。溶液中H,在B极取得电子产生H,2,:2H,2e,=H,2,,X电极选择能导电Cu、Al、石墨均可。若污水导电性不良时,说明溶液中离子浓度较小,加入Na,2,SO,4,、KNO,3,等盐类即可增强其导电性。,98/104,答案,(1)阳阴(2)石墨(其它合理答案也可)(3)吸附(4)2Fe4e,=2Fe,2,4Fe,2,O,2,10H,2,O=4Fe(OH),3,(胶体)8H,(5)Na,2,SO,4,、KNO,3,等,99/104,【样题2】,工农业生产,铝阳极氧化,是一个惯用金属表面处理技术,它能使铝表面生成一层致密氧化膜,该氧化膜不溶于稀硫酸。某化学研究小组在试验室中按以下步骤模拟该生产过程。请回答:,(1)配制试验用溶液。要配制200 mL密度为1.2 gcm,3,溶质质量分数为16%NaOH溶液,需要称取_g NaOH固体。,100/104,(2)把铝片浸入热16%NaOH溶液中约半分钟洗去油污,除去表面氧化膜,取出用水冲洗。写出除去氧化膜离子方程式_。,(3)按下列图组装好仪器,接通开关K,通电约25 min。在阳极生成氧化铝,阴极产生气体。写出该过程中电极反应式。,阳极_;,阴极_。,101/104,(4)断开电路,取出铝片,用1%稀氨水中和表面酸液,再用水冲洗洁净。写出该过程发生反应离子方程式_,_。,102/104,解析,(1),m,NaOH(aq),V,200 mL,1.2 gcm,3,240 g,,m,(NaOH),m,NaOH(aq),w,240 g,16%38.4 g。(2)铝片表面氧化膜为Al,2,O,3,,是一个两性氧化物,可与强碱反应生成四羟基合铝酸盐和水。(3)阳极是Al失去电子,与H,2,O共同作用转化成Al,2,O,3,;阴极是电解质溶液中H,得到电子而转化成H,2,。(4)NH,3,H,2,O属于弱碱,写离子方程式时要写成化学式形式。,103/104,104/104,
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