第六章 第3课时 电解池 金属的腐蚀与防护-【直击双1流】2024高考化学一轮复习讲义

第 3 课时　 电解池　 金属的腐蚀与防护 考点一　电解原理 1. 电解定义 使电流通过电解质溶液(或熔融电解质)而 在阳极、阴极引起的氧化还原反应的过程。 电解 池是将电能转化为化学能的装置。 2. 电解池 (1)构成条件 ①有与直流电源相连的两个电极。 ②电解质溶液(或熔融盐)。 ③形成闭合回路。 (2)电解池的工作原理 3. 电解池中阴、阳极的判断方法 4. 阴阳两极的放电顺序 (1)阴极 与电极材料无关。 氧化性强的先放电,放电 顺序如图所示。 (2)阳极 若是活性电极作阳极,则活性电极首先失电 子,发生氧化反应。 若是惰性电极作阳极,放电 顺序如图所示。 考点二　电解原理的应用 1. 电解饱和食盐水 习惯上把电解饱和食盐水的工业生产称为 氯碱工业。 (1)电极反应 阳极:2Cl- -2e-􀪅􀪅Cl2↑(氧化反应) 阴极:2H2O+2e -􀪅􀪅H2↑+2OH -(还原反应) 总反应:2NaCl+ 2H2O 电解 􀪅􀪅2NaOH+H2↑+Cl2↑ (2)阳离子交换膜作用只允许阳离子通过, 能得到纯度更高的 NaOH 溶液,且避免 H2 和 Cl2 反应、OH -和 Cl2 反应。 2. 电镀 利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层 其他金属或合金的加工工艺。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 09　　　直击双 1流　高考化学 3. 电解精炼铜 4. 电冶金 利用电解法可将通常极难被还原的活泼金 属从化合物中还原出来,是来冶炼钠、镁、铝等活 泼金属的方法。 (1)电解熔融 NaCl 制取金属钠 阴极:2Na+ +2e-􀪅􀪅2Na。 阳极:2Cl- -2e-􀪅􀪅Cl2↑。 总反应:2NaCl(熔融) 电解 􀪅􀪅2Na+Cl2↑。 (2)电解熔融 MgCl2 制取金属镁 阴极:Mg2+ +2e-􀪅􀪅Mg。 阳极:2Cl- -2e-􀪅􀪅Cl2↑。 总反应:MgCl2(熔融) 电解 􀪅􀪅Mg+ Cl2↑。 (3)电解熔融 Al2O3 和冰晶石( Na3AlF6 )制 取金属铝 阴极:4Al3+ +12e-􀪅􀪅4Al。 阳极:6O2- -12e-􀪅􀪅3O2↑。 总反应:2Al2O3(熔融) 电解 冰晶石 􀪅􀪅􀪅􀪅4Al+3O2↑。 5. 电有机合成 许多有机反应包含电子的转移,使这些反应 在电解池中进行时称为电有机合成。 与其他有 机合成反应相比,电有机合成具有反应条件温 和、反应试剂纯净和生产效率高等优点。 例如电合成己二腈的反应: 阳极:H2O-2e -􀪅􀪅 1 2 O2↑+2H +。 阴极:2CH2 􀪅CHCN+2H ++2e-􀪅􀪅NC(CH2)4CN。 总反应:2CH2 􀪅CHCN+H2O 􀪅􀪅NC( CH2 ) 4CN+ 1 2 O2↑。 考点三　金属的腐蚀与防护 1. 金属腐蚀的本质 金属原子失去电子变为金属阳离子,发生氧 化反应。 2. 金属腐蚀的类型 (1)化学腐蚀与电化学腐蚀 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 金属与其表面接触的一些 物 质 ( 如 O2 、 Cl2 、 SO2 等)直接发生化学反应而 引起的腐蚀 不纯的金属与电解质 溶液接触时,会发生 原电池反应,较活泼 的金属失去电子而被 氧化 腐蚀对象 金属 较活泼金属 联系 二者往往同时发生,电化学腐蚀更普遍 　 　 ( 2) 析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以钢铁的腐蚀 为例) 类型 吸氧腐蚀 析氢腐蚀 条件 水膜 呈 中 性 ( 或 酸 性 很 弱),但溶有一定量 O2 水膜呈酸性 正极 O2+2H2O+4e -􀪅􀪅4OH- 2H+ +2e- 􀪅􀪅H2 ↑ 负极 Fe-2e- 􀪅􀪅Fe2+ 总反应 2Fe+O2 +2H2 O 􀪅􀪅 2Fe(OH) 2 Fe+2H+􀪅􀪅Fe2+ +H2↑ 其他反应 Fe2+ +2OH- 􀪅􀪅Fe(OH) 2 ↓, 4Fe(OH) 2 +O2 +2H2O 􀪅􀪅4Fe(OH) 3,2Fe(OH) 3 􀪅􀪅Fe2O3 ·xH2O+(3- x)H2O,Fe2O3·xH2O 是铁锈的主要成分 3. 金属腐蚀的一般规律 (1)在同一电解质溶液中,金属腐蚀的速率 快慢顺序:电解原理引起的阳极