第30讲 电解池 金属的腐蚀与防护-2024高考化学一轮复习课件

第30讲 电解池　金属的腐蚀与防护 诊断性评价 (2022·广东，10)以熔融盐为电解液，以含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解，实现Al的再生。该过程中 A.阴极发生的反应为Mg－2e－===Mg2＋ B.阴极上Al被氧化 C.在电解槽底部产生含Cu的阳极泥 D.阳极和阴极的质量变化相等 √ 一、电解池 电极材料：惰性电极/活泼电极 电极反应： 阳极（氧化反应），阴极（还原反应） 离子导体： 阴离子向阳极移动 阳离子向阴极移动 电子导体：导线 离子导体 Cu2＋ H＋ Cl－ OH－ ＋ － 直流电源 C C e- e- 阴极 阳极 电子导体 电极材料 S2﹣＞I﹣＞Br﹣＞Cl﹣＞OH﹣＞含氧酸根离子＞F﹣ Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Pb2＋＞Sn2＋＞Fe2＋ ＞Zn2＋＞H＋(水) ＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋ 阴极 阳极 溶液中的微粒得电子 惰性 电极 活泼 电极 溶液中的微粒失电子 活泼电极自身失电子 放电 顺序 类型 电极反应特点 实例 电解质溶液浓度变化 pH 电解质溶液 复原 电解 水型 阴极：酸或水中的H＋放电 阳极：碱或水中的OH－放电 NaOH H2SO4 Na2SO4 电解本身型 电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电 HCl CuCl2 放氢生 碱型 阴极：H2O放出H2生成OH－ 阳极：电解质阴离子放电 KCl 放氧生 酸型 阴极：电解质阳离子放电 阳极：H2O放出O2生成H＋ CuSO4 增大 增大 增大 增大 增大 增大 增大 减小 减小 减小 减小 生成新 电解质 生成新 电解质 不变 加水 加水 加水 通HCl 通HCl 加CuCl2 加CuO或 CuCO3 二、陌生电解池电极式的书写 ①Ce4＋从电解槽的_____(填字母)口流出，电极反应式：___________________。 a Ce3＋－e－===Ce4＋ ②写出阴极的电极反应式：___________________________________。 三、电解池中的竞争、先后问题 铅的电解精炼需要调控好电解液中的c(H2SiF6)。其他条件相同时，测得槽电压(槽电压越小，对应铅产率越高)随起始时溶液中c(H2SiF6)的变化趋势如图所示。由图可推知， 随c(H2SiF6)增大，铅产率先增大后减小，减小的原因可能是_______________________ ________________________________________________________________________。 A.电解过程中，a电极表面先有红色物质析出，后有气泡产生 B.b电极上发生的反应为氢氧根离子放电生成氧气 C.OP段表示氢气的体积变化 D.Q点时收集到的混合气体中H2和O2体积比为1:1 √ 四、电解原理应用1——多室电解池 两室电解池 电极反应？总反应？ a、b、c、d分别对应的物质？ X、Y分别对应的物质？ 离子交换膜的类似？作用？ 氯碱工业可以得到哪些产品？ 利用三室电解装置制备NH4NO3，其工作原理如图所示。 三室电解池 电极反应？总反应？ 物质A为？ a、b分别对应何种离子交换膜？ A a b 技巧：找到电极反应 关注目标产物 确定离子交换膜种类 四室电解池 利用“四室电渗析法”制备H3PO2(次磷酸) 电极反应？ a、b、c分别对应何种离子交换膜？ 技巧：关注隔室名称 确定离子交换膜种类 a b c 四、电解原理应用2——电解精炼 粗铜与精铜分别放哪一极？ 粗铜 精铜 （含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质） Cu－2e-＝Cu2+ 氧化反应 阳极 Zn－2e-＝Zn2+ 等等 还原反应 阴极 Cu2+ + 2e-＝Cu CuSO4溶液 电解质溶液选用什么？ 电解结束后，阳极泥中含有Au、Pt、Ag等， 电解质溶液中的金属阳离子有Zn2＋、Cu2＋等， 需定期补充电解液 依据得失电子守恒，溶液中的铜离子浓度有何变化？ 但电解液中Cu2＋的浓度减小 四、电解原理应用3——电镀 阴极材料 （镀件） 阳极材料 （镀层金属） 离子导体 （含镀层金属离子的盐溶液） 电子导体 电极反应 （氧化） 电极反应 （还原） 助剂 电解液浓度 电压 大小 电解 时间 电极 间距 表面光滑程度 调控 电镀是材料表面处理中不可或缺的一部分，解答下列问题： (1)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是_______________ ___________________________________________________。 (2)以铝材为阳极，电解H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜。 阳极反应式