2026届高三化学一轮复习 电解池 金属的腐蚀和防护 课件

该高中化学高考复习课件聚焦“电解池 金属的腐蚀与防护”核心模块，覆盖电解池工作原理、电解应用（氯碱工业、电镀、电冶金）及金属腐蚀与防护三大高考高频考点。通过分考点系统整合知识，如电解池构成与放电顺序、电解类型及溶液复原方法，对接高考评价体系分析近考频，明确电极反应式书写、金属腐蚀快慢比较等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“原理辨析+真题实例+素养提升”，如结合思考题（Cu作阳极电解稀H₂SO₄实现非自发反应）、应用示例（电解NaCl与H₂SO₄混合溶液三阶段分析），培养科学思维与科学探究能力。通过易错点判断（如电镀与精炼铜电解质变化）、电解后溶液复原方法（加CuO或CuCO₃）指导应试，助力学生掌握答题技巧，教师可精准开展高频考点突破训练。

　电解池　金属的腐蚀与防护 考点一　电解池及工作原理 考点二　电解原理的应用 考点三　金属的腐蚀与防护 内容索引 考点一 电解池及工作原理 返回 1.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)而在阴、阳两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。 (3)电解池的构成：①有与______相连的两个电极；②____________(或____________)；③形成__________。 必备知识 整合 电源 电解质溶液 熔融电解质 闭合回路 (1)电子、离子移动方向 ①电子移动方向: 电源负极→电解池________;电解池的________→电源的正极。  ②离子移动方向: 阳离子:移向电解池________;阴离子:移向电解池________。  阴极 阳极 阴极 阳极 2.电解池工作原理(以电解CuCl2溶液为例) 阴极的放电顺序： 阴极上放电的一般是溶液中的阳离子，与电极材料无关， 得电子能力（氧化性）强的离子先放电。 Ag+>Fe3+>Cu2+>H+酸>Pb2+>Sn2+ >Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+>Na+ >Ca2+>K+ 这5种金属离子在水中不放电，只有在熔融状态下放电，制备单质时只有电解熔融氯化物或熔融氧化物。 这4种金属离子浓度较大时，先于H+放电。 Fe3+得电子能力比Cu2+强， Fe3++e-= Fe2+ （阴极发生还原反应） 阴极的放电顺序： 阴极上放电的一般是溶液中的阳离子，与电极材料无关， 得电子能力（氧化性）强的离子先放电。 Ag+>Fe3+>Cu2+>H+酸>Pb2+>Sn2+ >Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+>Na+ >Ca2+>K+ （阴极发生还原反应） 阳极的放电顺序： 阳极上放电的顺序与电极材料有关，活性电极优先放电； 惰性电极：失电子能力(还原性)强的离子先放电 （阳极发生氧化反应） 活性电极（除Pt，Au，C外）> S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子 (1)根据金属活动性顺序表，Cu和稀H2SO4不反应，根据电化学的原理怎样实现Cu和稀H2SO4反应产生H2？____________________ ________________________________________________________________________________________________________________ _______________________________________________。 Cu作阳极，C作阴极，稀H2SO4作电解质溶液，通入直流电就可以实现该反应。电极反应式阳极：Cu－2e－Cu2＋，阴极：2H＋＋2e－H2↑。 总反应式：Cu＋2H＋Cu2＋＋H2↑ (1)用铜作阳极电解稀硫酸。 阳极(Cu) ：___________________； 阴极：___________________； 总反应： ___________________________； 2H++ 2e- =H2↑ Cu- 2e- =Cu2+ Cu +H2SO4 === CuSO4 + H2 ↑ 电解 电解------可以使非自发的氧化还原反应进行 试一试：写出下列电解的电极反应式，并总结书写电极反应式的步骤。 4.用惰性电极电解不同类型电解质溶液 (1)电解水型 实例 电极反应式及总反应式 电解质溶液浓度 复原方法 H2SO4 溶液 强碱 NaOH溶液 Na2SO4溶液 (活泼金属的含氧酸盐） 增大 加水 阴极:2H2O + 2e- = H2↑+2OH- 阳极:4OH-- 4e- = 2H2O + O2↑ 阴极:2H2O + 2e- = H2↑+2OH- 阳极:2H2O-4e- = 4H+ + O2↑ 电解 总反应式: 2H2O = 2H2↑+O2↑ 阴极：2H＋＋2e－ =H2↑ 阳极：2H2O－4e－ = O2↑＋4H＋ (2)电解电解质型 实例 电极反应式及总反应式 电解质溶液浓度 复原方法 HCl ______ _____________ CuCl2 阴极：Cu2＋＋2e－=Cu 阳极：2Cl—2e－=Cl2↑ 总反应式：CuCl2== Cu＋Cl2↑ _____________ 减小 通入HCl气体 加CuCl2固体 电解 电解 阴极：2H＋＋2e－= H2↑ 阳极：2Cl—2e－= Cl2↑ 总反应式：2HCl == H2↑＋Cl2↑ (3)电解质和水均参与电解型 实例 电极反应式及总反应式 电解质溶 液浓度 复原 方法 NaCl (放H2生碱) 阴极：2H2O＋2e－ =H2↑＋2OH－ 阳极：2Cl—2e－ = Cl2↑ 总反应式：2Cl－＋2H2O==Cl2↑＋H2↑＋2OH－ 减小并 生成新 电解质 _________ _________ CuSO4(放O2生酸) 阴极：Cu2＋＋2e－==Cu 阳极：2H2O－4e－==4H＋＋O2↑ 总反应式：2Cu2＋＋2H2O==2Cu＋O2↑＋4H＋ ________ ________ ________ _______ 通入HCl 气体 减小并 生成新 电解质 加CuO 电解 电解 【应用示例】用石墨作电极电解溶有物质的量之比为3∶1的NaCl和H2SO4的水溶液。根据反应产物,电解可明显分为三个阶段,这三个阶段电解的电解质分别是__________、__________、__________ (填化学式)。  HCl NaCl H2O 必备知识•梳理 关键能力•提升 2.以惰性电极电解100 mL 0.05 mol·L－1 CuSO4溶液。 (1)阳极产生56 mL(标准状况下)气体时，所得溶液的pH为　　　　(不考虑溶液体积变化)，要使溶液恢复到电解前的状态，可加入　 g的　　 。 1 0.4 CuO(或0.62gCuCO3) 0.0025mol (2)继续通电电解，此时被电解的物质为　　 　　，若加入0.1 mol Cu(OH)2可使溶液复原，则电路中转移的电子为　　　　 mol。 水(或H2O) 0.4 (3)通电足够长时间，加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3可使溶液复原，则电路中转移电子为　　　　 mol。 0.6 分析电解过程的思维流程 思维建模 考向2 电极反应式及电解总反应式的书写 3.按要求书写电极反应式和总反应方程式。 (1)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：__________________________________________　。 2Cl——2e－Cl2↑ 2H2O＋2e－＋Mg2＋H2↑＋Mg(OH)2↓ Mg2＋＋2Cl－＋2H2OMg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑ (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：　　　　　　　　　　　　　　　　　　； 阴极反应式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　； 总反应方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)电解MnSO4溶液可制备MnO2，其阳极的电极反应式为______________ _________________________。 2Al－6e－＋3H2OAl2O3＋6H＋　 2H＋＋2e－H2↑　 2Al＋3H2OAl2O3＋3H2↑ Mn2＋＋2H2O－ 2e－MnO2↓＋4H＋ 考点二 电解原理的应用 返回 1.氯碱工业 习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业。 (1)反应原理 阳极：___________________。 阴极：___________________________。 总反应离子方程式：_____________________________________。 特别提醒：电解所用的食盐水要精制。 必备知识 整合 2Cl——2e－Cl2↑ 2H2O＋2e－H2↑＋2OH－ 2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ 1.氯碱工业 习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业。 精制饱和NaCl溶液 H2O(含少量NaOH) 淡盐水 NaOH溶液 Cl2 阳离子交换膜的作用? ①阻止NaOH进入与Cl2发生副反应； ②阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。 H2 石墨 排气孔 饱和氯化钠溶液 自制消毒液 + — 21 21 21 21 电解技术的应用并不局限于工业生产。大家看我手中拿的84消毒液，它的有效成分——次氯酸钠，工业上怎样制备含有次氯酸钠的消毒液，氢氧化钠溶液中通氯气。而我们的研学小组设计了这样一套装置，自己制出了84消毒液，它可以简化为这样的装置图，瓶中装有饱和氯化钠溶液，两端为石墨电极，通过导线与电源正负极相连，装置上端有一排气孔。通电一段时间后，就可以制得84消毒液。如果你是研究小组的成员，你会怎样连接电源，为什么这样连，反过来连会怎样？同学们可以尝试自己动手制消毒液了，但要注意：真正操作时要在通风处进行。防止溢出来的氯气危害身体健康。 2.电镀与电解精炼铜 项目 电镀 电解精炼铜 示意图     阳极   先是粗铜中比铜活动性强的Zn、Fe、Ni失电子,然后是Cu-2e-═Cu2+ 阴极     电解质溶液 c(CuSO4)基本　　  (CuSO4)　　　  Cu-2e-══ Cu2+ Cu2++2e- ══ Cu Cu2++2e- ══ Cu 不变 变小 粗铜（含有Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质） 阳极泥 电镀时，在CuSO4溶液中加入一些氨水，制成深蓝色铜氨溶液，可使镀层光亮 必备知识•梳理 关键能力•提升 纯铜 粗铜 必备知识•梳理 关键能力•提升 3.电冶金 利用电解熔融盐(或氧化物)的方法来冶炼活泼金属,如Na、Ca、Mg、Al等。 项目 电解总反应 电极反应式 冶炼钠   阳极: ______________________ 阴极:Na++e-═Na 冶炼镁   阳极:2Cl--2e-═Cl2↑ 阴极: ______________________ 冶炼铝   阳极: ______________________ 阴极:Al3+ + 3e- ═Al 2NaCl(熔融) 2Na+Cl2↑ 2Cl--2e-══ Cl2↑ MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑ Mg2++2e- ══ Mg 2Al2O3(熔融) 4Al+3O2↑ 2O2--4e- ══ O2↑ 必备知识•梳理 关键能力•提升 电解熔融氯化钠工业制钠 选1课本P105 图4-16 1.电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料 ( ) 2.电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)均保持不变 ( ) 3.电解精炼时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料 ( ) 4.用Zn作阳极，Fe作阴极，ZnCl2作电解质溶液，不可能在铁上镀锌 ( ) 正误判断 × × √ × 考向1 氯碱工业原理 1.工业上利用电解食盐溶液制取盐酸和氢氧化钠的装置如图所示。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H＋和OH－。 下列有关说法错误的是 A.N表示阴离子交换膜 B.甲室流出的为氢氧化钠溶液 C.电解总反应：NaCl＋H2ONaOH＋HCl D.相比现有氯碱工业制取氢氧化钠，该方法更环保 关键能力 提升 √ 考向2 活性金属电极电解应用——电镀、电解精炼 2.金属镍有广泛的用途，粗镍中含有Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制得高纯度的镍。下列叙述中正确的是(已知氧化性：Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋) A.阳极发生还原反应，其电极反应式为Ni2＋＋2e－Ni B.电解过程中，阳极质量的减少量与阴极质量的增加量相等 C.电解后，溶液中存在的阳离子只有Fe2＋和Zn2＋ D.电解后，电解槽底部的阳极泥中有Cu和Pt √ 考点三 金属的腐蚀与防护 返回 金属腐蚀 考点一 1、化学腐蚀：金属与其表面接触的一些物质（如O2、Cl2、SO2）直接反应而引起的腐蚀。 家用燃气灶的中心部位 很容易生锈 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，比较活泼的金属发生氧化还原反应而被腐蚀。 （更普遍） 在潮湿的空气中，钢铁表面吸附了一薄层水膜。水膜中溶有O2、CO2、SO2等气体，这样在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜，它跟钢铁中的铁和少量的单质碳构成无数微小的原电池。 电化学腐蚀的分类——以“钢铁”腐蚀为例 考点二 1、析氢腐蚀 在酸性环境中，由于钢铁在腐蚀过程中不断有H2放出，所以叫做析氢腐蚀。 负极： 正极： Fe-2e-=Fe2+ 2H++2e-=H2↑ Fe + 2H+ ＝ Fe2+ + H2↑ 总反应： 水膜酸性较强 电化学腐蚀的分类——以“钢铁”腐蚀为例 考点二 O2 +4e− + 2H2O= 4OH− 2Fe+O2 +2H2O=2Fe(OH)2 4Fe(OH)2 +O2 +2H2O=4Fe(OH)3 Fe−2e− =Fe2+ 2、吸氧腐蚀 水膜酸性很弱或呈中性 在钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性，但溶有一定量的氧气，此时会发生吸氧腐蚀。 负极： 正极： 总反应： 后续反应： 2Fe(OH)3 == Fe2O3·xH2O+(3-x) H2O 实验探究 【实验4-3】 （1）将经过酸洗除锈的铁钉用饱和食盐水浸泡一下，放入图4-21所示的具支试管中。几分钟后，观察导管中水柱的变化，解释引起这种变化的原因。 （2）取两支试管，分别放入两颗锌粒和等体积、等浓度的稀盐酸，观察现象。然后，向其中一支试管中滴加1～2滴硫酸铜溶液，再观察现象。解释产生不同现象的原因。 图4-21 铁钉的吸氧腐蚀实验 金属的防护 考点三 1、改变金属材料的组成 金属的防护 考点三 1、改变金属材料的组成 如普通钢中加入镍、铬等制成不锈钢产品，钛合金不仅具有优异的抗腐蚀性， 还具有良好的生物相容性。 钛合金髋关节 金属的防护 考点三 2. 在金属表面覆盖保护层 喷漆 搪瓷 包裹塑料 涂矿物性油脂 搪瓷是将无机玻璃质材料通过熔融凝于基体金属上并与金属牢固结合在一起的一种复合材料。 镀铬 金属的防护 考点三 2. 在金属表面覆盖保护层 发蓝处理 发蓝是钢铁零件表面处理的一种防腐蚀的工艺。其原理就是在钢铁表面生成一定厚度和强度的致密的氧化层，成分主要是Fe3O4。 利用阳极氧化处理铝制品的表面，使之形成致密的氧化膜而钝化。 采用离子注入，表面渗镀等方式在金属表面形成稳定的钝化膜。 白铁皮(薄钢表面镀锌） 马口铁 镀层无破损 镀层有破损 白铁 马口铁 白铁皮(薄钢表面镀锡） 金属的防护 考点三 3. 电化学保护法 钢闸门 (阴极) 海水 锌板 (牺牲阳极) (1)、牺牲阳极法—— 原理 原电池 牺牲锌块来保护钢闸门，锌块必须定期更换 极：比被保护金属活泼的金属； 极：被保护的金属设备。 负 正 e- e- Zn 应用：锅炉内壁、船舶外壳、钢铁闸门安装镁合金或锌块。 金属的防护 考点三 为验证牺牲阳极法，如图所示： ①Fe作____极，电极反应式为______________________。 ②Zn作负极，电极反应式为_____________________。 ③将Fe电极附近溶液取出，并滴加K3[Fe(CN)6]溶液，溶液中是否有蓝色沉淀生成？____，说明____被保护。 ④若将Zn改为Cu，将Fe电极附近溶液取出，并滴加K3[Fe(CN)6]溶液，现象为____________________，说明____被保护。此现象的离子方程式为______________________________________________。 正 2H＋＋2e－===H2↑ Zn－2e－===Zn2+ 否 Fe 溶液中生成蓝色沉淀 Cu ===KFe[Fe(CN)6]↓ 实验探究——回归教材实验 二、金属的防护 实验4-4（2） 现象 解释 靠近锌皮处颜色无变化，靠近裸露在外的铁钉处出现红色 靠近铜丝处出现红色，靠近裸露在外的铁钉处出现蓝色。 构成原电池反应，Zn作阳极(负极)铁作阴极(正极),锌被腐蚀，铁被保护。 构成原电池应，铁作阳极(负极),铜作阴极(正极),铁被腐蚀，阳极上发生Fe-2e- =Fe2+, Fe2+与K3[Fe(CN)6]溶液反应生成KFe[Fe(CN)6]蓝色沉淀 （a） （b） 金属的防护 考点三 3. 电化学保护法 钢闸门 (阴极) 海水 辅助阳极 (不溶性) e- NaCl溶液 阴极 Fe + - A 阳极 C 电解池 极：被保护的金属设备； 极：惰性金属或石墨。 阴 阳 - + e− (2)、外加电流法—— 原理 e− 应用：钢铁闸门，高压线铁架，地下管道连接直流电源的负极。 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样。 (　　) (2)钢铁发生电化学腐蚀时负极均发生氧化反应生成Fe3+。 (　　) (3)镀锡铁(马口铁)若镀层破损将加快铁的腐蚀。 (　　) (4)为了保护船体，在船体表面嵌入锌块，利用了牺牲阳极法。 (　　) (5)外加电流法保护钢闸门时可随时更换阳极。 (　　) × × √ √ × 考向2 金属的防护措施 3.支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是 A.通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零 B.通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩 C.高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流 D.通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整 √ 高硅铸铁为惰性辅助阳极，只起导电作用，所以高硅铸铁不损耗， C错误 2．如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为______________(填序号)。 [解析]　②③④是原电池，⑤⑥是电解池，金属被腐蚀由快到慢的顺序：电解池的阳极>原电池的负极>化学腐蚀>原电池的正极>电解池的阴极。 ⑤④②①③⑥ 金属腐蚀快慢的一般规律 1．电解的腐蚀>原电池引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀 2．原电池引起的腐蚀：两极材料的活动性差别越大，氧化还原反应的 速率越快，活泼金属被腐蚀的速度越快。 3．同一金属不同电解质溶液：强电解质>弱电解质>非电解质 4．同一金属相同电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快． 5. 同一金属在相同电解质溶液中： 电解池的阳极＞原电池的负极＞化学腐蚀＞原电池的正极＞电解池的阴极 5.金属的防护 (1)牺牲阳极法利用________原理。 (2)外加电流法利用________原理。 (3)改变金属材料的组成→如制成不锈钢。 (4)在金属表面覆盖保护层→如电镀、喷漆、覆膜等。 原电池 电解池 硅油纸、原料层和无纺布。原料层是由优质铁粉、蛭石、活性炭、食盐和水等合成的聚合物，这些物质在空气中氧气的作用下发生放热反应，从而产生温暖。 锌表面形成致密的氧化膜 锡的活性比铁差难腐蚀 锌为负极，铁为正极被保护 锡为正极，铁为负极腐蚀加快 $