专题08 电解池 金属的腐蚀与防护-【寒假自学课】2024年高二化学寒假提升学与练（人教版2019）

专题08 电解池 金属的腐蚀与防护 目录 考点聚焦：复习要点+知识网络，有的放矢 重点速记：知识点和关键点梳理，查漏补缺 题型归纳：归纳常考热点题型，高效解题 难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升 学以致用：真题感知+提升专练，全面突破 复习要点聚焦 1.电解池的构成、工作原理，电极反应式和总反应方程式的书写。 2.氯碱工业、电解精炼、电镀、电冶金等的反应原理。 3.金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。 知识网络聚焦 一、电解原理 1、实验探究：电解CuCl2溶液 电解装置 电解过程分析 通电前 存在微粒 Cu2＋、Cl－、H＋、OH－ 微粒运动 自由移动 通电后 微粒运动 Cu2＋、H＋ 移向阴极，Cl－、OH－ 移向阳极 电极反应 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 电解反应 CuCl2Cu＋Cl2↑ 实验现象 阴极： 覆盖一层红色固体 阳极：①有气泡放出；② 闻到刺激性的气味 ；③湿润的淀粉碘化钾试纸变为 蓝色 2、电解和电解池 （1）电解：使电流通过 电解质溶液 (或熔融电解质)而在阳极、阴极引起 氧化还原 反应的过程。 （2）电解池：将 电能 转化为 化学能 的装置(也称电解槽)。 （3）电解池的构成条件：①直流电源；②两个电极；③电解质溶液或熔融电解质；④形成 闭合回路 。 3、电解原理 （1）电极反应类型：阳极→ 氧化 反应；阴极→ 还原 反应。 （2）电子流向：电源 负 极→ 阴 极； 阳 极→电源 正 极。 （3）电流方向：电源 正 极→ 阳 极； 阴 极→电源 负 极。 （4）离子流向：阳离子→ 阴 极；阴离子→ 阳 极。 二、电解原理的应用 1、电解饱和食盐水的原理 （1）通电前：溶液中的离子是 Na＋、Cl－、H＋、OH－ 。 （2）通电后：①移向阳极的离子是 Cl－、OH－ ，Cl－比OH－容易失去电子，被氧化成 氯气 。 （3）阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑( 氧化 反应)。 （4）移向阴极的离子是 Na＋、H＋ ， H＋比 Na＋ 容易得到电子，被还原成 氢气 。其中H＋是由水电离产生的。 （5）阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－( 还原 反应)。 （6）总反应： 化学方程式为2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH； 离子方程式为2Cl－＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2OH－。 2、氯碱工业生产流程 （1）阳离子交换膜电解槽 （2）阳离子交换膜的作用：只允许 Na＋ 等阳离子通过，不允许 Cl－、OH－ 等阴离子及气体分子通过，可以防止阴极产生的 氢气 与阳极产生的 氯气 混合发生爆炸，也能避免氯气与阴极产生的氢氧化钠反应而影响氢氧化钠的产量。 3、氯碱工业产品及其应用 （1）氯碱工业产品主要有 NaOH、盖一层红色固体、 盐酸、含氯漂白剂。 （2）电解饱和食盐水为原理的氯碱工业产品在有机合成、盖一层红色固体璃、肥皂、纺织、印染、农药 、金属冶炼等领域中广泛应用。 4、电镀与电解精炼 装置 电镀 精炼 阳极材料 镀层金属Cu 粗铜(含 锌、银、金 等杂质) 阴极材料 镀件金属Fe 纯铜 阳极反应 Cu－2e－===Cu2＋ Zn－2e－===Zn2＋、Cu－2e－===Cu2＋等 阴极反应 Cu2＋盖一层红色固体u Cu2盖一层红色固体u 溶液变化 硫酸铜溶液浓度保持不变 Cu2＋浓度减小，金、银等金属沉积形成阳极泥 5、电冶金 （1）金属冶炼的本质：使矿石中的 金属离子 获得电子变成 金属单质 的过程。如Mn＋＋ne－=== M。 （2）电解法用于冶炼较活泼的金属(如 钾、钠、镁、铝 等)，但不能电解其盐溶液，应电解其熔融态。 三、金属的腐蚀 1、金属的腐蚀 （1）概念：金属或合金与周围的 气体或液体 发生 氧化还原 反应而引起损耗的现象。其实质是金属原子 失去 电子变为阳离子，金属发生 氧化 反应。 （2）根据与金属接触的 气体或液体 不同，金属腐蚀可分为两类： ①化学腐蚀：金属与其表面接触的一些物质(如盖一层红色固体等)直接反应而引起的腐蚀。腐蚀的速率随温度升高而 加快 。 ②电化学腐蚀：当 不纯 的金属与 电解质 溶液接触时会发生 原电池 反应，比较 活泼