第三节 电解池 金属的腐蚀与防护
考纲定位 1.了解电解池的构成、工作原理及应用,能书写电极反应式和总反应方程式。 2.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。 全国卷5年考情 2017年:Ⅰ卷T11;Ⅱ卷T11 2016年:Ⅰ卷T11;Ⅲ卷T11 2015年:Ⅱ卷T28(2) 2014年:Ⅰ卷T27(4);Ⅱ卷T27(3) 2013年:Ⅰ卷T10、T27(5、6) 考点1| 电解原理及其规律 (对应学生用书第122页)
[考纲知识整合]
1.电解
在电流作用下 ,电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。 提醒:注意电解与电离两概念的联系与区别。 联系:电解是在电解质电离的基础上完成的。
区别:电解需外加电源,是化学过程,电离一般在水溶液或熔融状态下完成,为物理过程。 2.电解池及其工作原理
(1)概念:电解池是把电能转化为化学能的装置。 (2)构成条件
①有与外接直流电源相连的两个电极。 ②电解质溶液(或熔融电解质)。 ③形成闭合回路。
(3)电解池工作原理(以电解CuCl2溶液为例)
(4)电解池中电子和离子的移动
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①电子:从电源负极流出后,流向电解池阴极;从电解池的阳极流向电源的正极。
②离子:阳离子移向电解池的阴极,阴离子移向电解池的阳极。
③电流:从电源的正极流出,流入阳极,再通过电解质溶液流入阴极,最后流向负极。
(5)两极放电(氧化或还原)顺序
①阴极:阳离子放电顺序:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3
+
>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。
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阳极:金属(Au、Pt除外)电极>S2>I>Br>Cl>OH>含氧酸根离子。 提醒:①阴极不管是什么材料,电极本身都不反应,一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。
②阳极材料若是金属电极(Au、Pt除外),溶液中的阴离子不反应,电极金属失电子被氧化。 3.惰性电极的电解规律
(1)电解水型——含氧酸、强碱、活泼金属含氧酸盐
①阴极反应式为4H++4e-===2H2↑,阳极反应式为4OH--4e-===2H2O+电解
O2↑,总方程式为2H2O=====2H2↑+O2↑。
②电解质浓度变大,pH可能变大、变小或不变,可加H2O复原。
(2)电解电解质类型——无氧酸(如HCl),不活泼金属无氧酸盐(CuCl2)。 电解质浓度变小,加电解质本身复原。
(3)放H2生碱型——活泼金属的无氧酸盐(如NaCl)
①阴极反应式为2H++2e-===H2↑,阳极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑,总方电解
程式为2Cl-+2H2O=====Cl2↑+H2↑+2OH-。 ②溶液pH变大,加HCl(卤化氢)复原。
(4)放O2生酸型——不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4)
①阴极反应式为2Cu2++4e-===2Cu,阳极反应式为4OH--4e-===O2↑+电解
2H2O,总方程式为2Cu2++2H2O=====2Cu+O2↑+4H+。 ②溶液pH变小,加CuO(金属氧化物)或CuCO3复原。 [应用体验]
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