高三复习电解池教案.doc

第二节　电解池　金属的电化学腐蚀和防护
考点一　电解的原理
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．组成条件
①有外接直流电源。②有与__直流电源__相连的两个电极。
③形成闭合回路。④有电解质溶液或熔融电解质。
4．电解池的组成和工作原理(以电解CuCl2溶液为例)

电子流向：
电子从电源__负极__沿导线流入电解池的__阴__极，经过阴、阳离子定向移动形成的内电路，再从电解池的__阳极__流出，并沿导线流回电源。
5．在惰性电极上离子的放电顺序
(1)阴极(与电极材料无关)：

(2)阳极(与电极材料有关)：

【练1】按要求书写电极反应式和总方程式：
(1)用惰性电极电解AgNO3溶液
阳极反应式________________________________________________________________；
阴极反应式________________________________________________________________；
总反应离子方程式________________________________________________________

(2)用惰性电极电解CuSO4溶液
阳极反应式________________________________________________________________；
阴极反应式________________________________________________________________；
总反应离子方程式__________________________________________________________。

(3)用铜电极电解CuSO4溶液
阳极反应式____________________________________
阴极反应式________________________________________________________________；
总反应离子方程式__________________________________________________________。

(4)用惰性电极电解NaCl溶液
阳极反应式________________________________________________________________；
阴极反应式_______________________________
总反应离子方程式__________________________________________________________。

(5)用铁作电极电解NaCl溶液
阳极反应式________________________________________________________________；
阴极反应式________________________________________________________________；
总反应化学方程式________________________

(6)用惰性电极电解MgCl2溶液
阳极反应式________________________________________________________________；
阴极反应式_______________________________________________________________；
总反应离子方程式__________________________________________________________。

(7)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__________________________________________________________。

(8)用惰性电极电解NaOH/NaSO4/ H2SO4 溶液
阳极反应式_______________________________________________________
阴极反应式_______________________________________________________________；
总反应离子方程式__________________________________________________________。

6.原电池与电解池相连

反应式：

考点二　电解原理的应用
1．氯碱工业
概念：用电解饱和NaCl溶液的方法来制取__Cl2__、H2和__NaOH__，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业，称为氯碱工业。
2．电镀
电镀时，用__镀层金属__作阳极，__待镀的金属制品__作阴极，用含__镀层金属离子__的溶液作电解质溶液。理论上讲，电镀时，电解质溶液的成分及浓度是不变的。
3．铜的精炼(粗铜中通常含有Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质)
电极名称
电极材料
电极反应
电解质溶液

阳极
粗铜
Zn－2e－===Zn2＋，

Fe－2e－===Fe2＋，

Ni－2e－===Ni2＋，

Cu－2e－===Cu2＋

阴极
纯铜
Cu2＋＋2e－===Cu
CuSO4溶液
粗铜中比较活泼的金属杂质形成阳离子进入溶液，金属活动性弱于铜的金属(Ag和Au)沉淀在电解槽底部，形成__阳极泥__。精炼时，电解质溶液成分是改变的，原浓度是减小的。
4．电冶金
金属冶炼：Mn＋＋ne－ ===M。
(1)电解熔融的氯化钠冶炼金属钠：
①阳极反应：__2Cl－－2e－===Cl2↑__。
②阴极反应：__2Na＋＋2e－===2Na__。
③总反应：__2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑__。
(2)电解熔融的氯化镁冶炼金属镁：
①阳极反应：__2Cl－－2e－===Cl2↑__。
②阴极反应：__Mg2＋＋2e－===Mg__。
③总反应：__MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑__。
(3)电解熔融的氧化铝冶炼金属铝：
①阳极反应：__6O2－－12e－===3O2↑__。
②阴极反应：__4Al3＋＋12e－===4Al__。
③总反应：__2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑__。
考点三　金属的腐蚀和防护1．化学腐蚀与电化学腐蚀的比较
类型
化学腐蚀
电化学腐蚀
条件
金属与反应物直接接触
不纯金属或合金与电解质溶液接触
现象
无电流产生
有微弱电流产生
本质
金属被氧化
较活泼的金属被氧化
联系
两种腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍

　　2.钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀
类型
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条件
水膜酸性较强
水膜呈弱酸性、中性
正极

反应
2H＋＋2e－===H2↑
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
负极

反应
Fe－2e－===Fe2＋
Fe－2e－===Fe2＋
总反

应式
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3

　　注意：Fe(OH)2继续与空气中的氧气作用，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O，铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O。
3．金属的防护
①改变金属内部的组成结构，将金属制成__合金__，如不锈钢，在钢中加入__镍和铬__。
②在金属表面覆盖__保护层__，使金属和周围物质隔离开来，如油漆、__钝__化、电__镀__等。
③电化学保护法
(ⅰ)牺牲阳极的阴极保护法：外加__负__极材料，构成__原电__池，被保护的金属作__正__极。
(ⅱ)外加电流的阴极保护法：接上外加__直流__电源构成__电解__池，被保护的金属作__阴__极。

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