内容正文:
大主题整合(三) 电解池 金属的腐蚀与防护(3课时教学)
课标要求
1.认识电能转化为化学能的实际意义及其重要应用。了解电解池的工作原理,认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。
2.了解金属发生电化学腐蚀的本质,知道金属腐蚀的危害,了解防止金属腐蚀的措施。能利用电化学原理解释金属腐蚀现象,选择并设计防腐措施。
微课时突破1 基础知识一课过(零散知识系统化,为深化学习奠基)
形成大概念——建构知识体系
一电解原理
[基础盘查]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)电解质溶液导电和导线导电原理不同(√)
(2)某些不能自发进行的氧化还原反应,通过电解可以实现(√)
(3)阳极是与电源负极相连的电极(×)
(4)电解时电子流动方向为负极→阴极→电解质溶液→阳极→正极(×)
(5)电解足量CuSO4溶液一段时间,可加入Cu(OH)2复原电解质溶液(×)
(6)粗铜精炼前后硫酸铜溶液的浓度不变(×)
2.如图所示为一电解池装置, A、B都是惰性电极,电解质溶液c是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在U形管两边各滴入几滴酚酞试剂,试判断:
(1)a电极是________极(填“正”或“负”),B电极是______极(填“阴”或“阳”),______极(填“A”或“B”)酚酞溶液显红色。
(2)A电极上的电极反应式为_________________________________________________,
B电极上的电极反应式为____________________________________________________;
(3)检验A电极上产物的方法是_____________________________________________
________________________________________________________________。
答案:(1)正 阴 B
(2)2Cl--2e-===Cl2↑
2H2O+2e-===H2↑+2OH-
(3)把湿润的淀粉碘化钾试纸放在A电极附近,试纸变蓝,则证明A电极上的产物为氯气
[关键点拨]
1.电解池工作原理
电解
使电流通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。在此过程中,电能转化为化学能
电解池
电能转化为化学能的装置,其构成条件:①外接电源;②电极插入电解质溶液或熔融电解质;③闭合回路
工作原理示意图
[注意] ①电子流向:电源负极→阴极,阳极→电源正极;②离子移动方向:阳离子移向阴极,阴离子移向阳极;③电流闭合:电源正极→阳极→溶液→阴极→电源负极。
2.惰性电极电解电解质溶液的四种类型
放H2生碱型(以NaCl为例)
阳极反应式:2Cl--2e-===Cl2↑
阴极反应式:2H2O+2e-===H2↑+2OH-
电解电解质型(以HCl为例)
阳极反应式:2Cl--2e-===Cl2↑
阴极反应式:2H++2e-===H2↑
电解水型(以H2SO4为例)
阳极反应式:2H2O-4e-===O2↑+4H+
阴极反应式:2H++2e-===H2↑
放O2生酸型(以CuSO4为例)
阳极反应式:2H2O-4e-===O2↑+4H+
阴极反应式:Cu2++2e-===Cu
[注意] 电解后电解质溶液复原遵循“缺么补么”原则,如电解NaCl溶液时减少H和Cl,通入HCl复原,电解CuSO4溶液时减少的是Cu和O,补CuO复原等。
3.电解过程分析的思维模型
[验收评价]
1.(2023·遵义模拟)关于如图装置的说法正确的是( )
A.装置中电子移动的途径:负极→Fe→M溶液→石墨→正极
B.若M溶液为滴加酚酞的NaCl溶液,通电一段时间后,铁电极附近溶液显红色
C.若M溶液为CuSO4溶液,可以实现石墨上镀铜
D.若将电源反接,M溶液为NaCl溶液,可以用于制备Fe(OH)2并可以使其较长时间保持白色
解析:选B 该装置是电解池,电子只能沿着导线移动,不能进入溶液中,A项错误;铁电极为阴极,溶液中的H+在此电极上得电子变为H2,溶液中的OH-浓度增大,碱性增强,酚酞遇碱变红,B项正确;石墨作阴极才能实现石墨上镀铜,C项错误;若将电源反接,铁作阳极,铁失电子生成Fe2+,石墨作阴极,溶液中的H+在此极得电子变为H2,溶液中的OH-浓度增大,Fe2+和OH-反应生成Fe(OH)2白色沉淀,但是溶液中的O2能够把Fe(OH)2氧化为红褐色沉淀Fe(OH)3,Fe(OH)2不能较长时间保持白色,D项错误。
2.电解法处理含铬(六价铬)废水的原理如图所示,阳极区溶液中的离子反应式为Cr2O+6Fe