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高考化学一轮复*课件:第六章 化学反应能量 电化学基础6-3 89张PPT

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欢迎来到化学课堂 考纲要求 考情分析 1.了解电解池 的工作原理, 能写出电极反 应式和总反应 方程式。 2.理解金属 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。 本部分在高考中的考查从三方面切 入:①电解池的工作原理,如电解 池阴阳极的判断、电极反应式的书 写及溶液pH的变化,如2012年高考 浙江理综10题,安徽理综11题,重 庆理综29题等;②电解规律及其应 用,如2012年高考海南化学16题, 福建理综24题等;③金属发生电化 学腐蚀的原因及防止金属腐蚀的措 施,如2012年高考山东理综13题。 题型以选择题或填空题形式出现, 难度中等偏上。 命题趋势 预计2014年 高考将电化 学知识与图 表相结合考 查,与氧化 还原知识相 结合考查, 还将与生产 生活、新科 技及新技术 相结合进行 考查。 (对应学生用书 P107) 一、电解原理 1.电解:使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在 阴、阳两极 引起 氧化还原反应 的过程。 2.电解池(也叫电解槽):把 电能 转变为 化学能 的装置。 3.电解池的组成和工作原理(电解 CuCl2 溶液) 电极名称 阴极 阳极 电极材料 铜 石墨 电极反应 反应类型 Cu2++2e-===Cu 还原反应 2Cl--2e-===Cl2↑ 氧化反应 电子从电源负极沿导线流入电解池的阴极,经过 电子流向 阴、阳离子定向移动形成的内电路,再从电解池的 阳极流出,并沿导线流回电源的 正极 问题探究 1:电解质溶液通电时,一定会发生化学反应吗? 为什么? 提示:一定发生化学反应。因为在电解池的阴极、阳极分 别发生了还原反应和氧化反应,发生了电子的转移,生成了新 物质,所以一定有化学反应发生。 二、电解原理的应用 1.氯碱工业 (1)概念:用电解饱和 NaCl 溶液的方法来制取 Cl2 、H2 和 NaOH ,并以它们为原料生产一系列化工产品的工业, 称为氯碱工业。 (2) 原理 ??? 阳 阴极 极?? C?:2Cl--2e-===Cl2↑? Fe?: 2H++2e-===H2↑ ?氧化反应? ?还原反应? ??总反应: 问题探究 2:(1)如何检验电解饱和食盐水时的阳极产物? (2)氯碱工业在生产过程中必须把阳极室和阴极室用离子 交换膜隔开,原因是什么? 提示:(1)Cl2 可以使湿润的淀粉-KI 试纸变蓝。 (2)防止 H2 和 Cl2 混合爆炸,防止 Cl2 与溶液中的 NaOH 反 应。 2.电镀 电镀时,用 镀层金属 作阳极, 待*鹗 作阴极, 用含 镀层金属离子 的溶液作电解质溶液。理论上讲,电 镀时,电解质溶液的成分及浓度是不变的。 3.铜的精练(粗铜中通常含有 Zn、Fe、Ni、Ag、Au 等杂 质) 电极名称 电极材料 电极反应 阳极 粗铜 Zn-2e-===Zn2+, Fe-2e-===Fe2+, Ni-2e-===Ni2+, Cu-2e-===Cu2+ 阴极 纯铜 Cu2++2e-===Cu 电解质溶液 CuSO4 溶液 问题探究 3:为什么粗铜通过电解精炼可以提纯? 提示:粗铜中往往含有锌、铁、镍、银、金等多种金属杂 质,当含杂质的铜在阳极不断溶解时,金属活动性位于铜之前 的金属杂质,如锌、铁、镍等也会同时失去电子,但是它们的 阳离子比铜离子难以还原,所以它们并不能在阴极析出,而只 能以离子的形式留在电解液里; 金属活动性位于铜之后的银、金等杂质,因为失去电子的 能力比铜弱,难以在阳极失去电子变成阳离子而溶解,所以当 阳极的铜等失去电子变成阳离子溶解之后,它们以金属单质的 形式沉积在电解槽底,形成阳极泥。示意图如下: 4.电冶金 金属冶炼:Mn++ne-===M。 (1)电解熔融的氯化钠冶炼金属钠: ①阳极反应: 2Cl--2e-===Cl2↑ 。 ②阴极反应: 2Na++2e-===2Na 。 ③总反应: 2NaCl(熔融)=电==解==2Na+Cl2↑ 。 (2)电解熔融的氯化镁冶炼金属镁: ①阳极反应: 2Cl--2e-===Cl2↑ 。 ②阴极反应: Mg2++2e-===Mg 。 ③总反应: MgCl2(熔融)=电==解==Mg+Cl2↑ (3)电解熔融的氧化铝冶炼金属铝: ①阳极反应: 6O2--12e-===3O2↑ 。 ②阴极反应: 4Al3++12e-===4Al 。 ③总反应: 2Al2O3(熔融)=电==解==4Al+3O2↑ 三、金属的腐蚀与防护 1.金属腐蚀的本质 金属原子 失去电子 属发生 氧化反应 。 变为 金属阳离子 ,金 2.金属腐蚀的类型 (1)化学腐蚀与电化学腐蚀 化学腐蚀 电化学腐蚀 定义 金属跟接触到的物质(如 O2、Cl2、SO2 等)直接发生 化学反应而引起的腐蚀 不纯金属与电解质溶液接 触时,发生原电池 反应, 比较活泼的金属失电子而 被氧化 特点 无电流产生 有微弱电流产生 实质与 联系 (1)实质都是金属原子失去电子被氧化而损耗; (2)化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生,但 电化学 腐蚀 更普遍、危害性更大、腐蚀速率更快 (2)钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀 类型 水膜 性质 负极反应 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 酸性较强 酸性很弱或呈中性 Fe-2e-===Fe2+ 正极 反应 2H++2e-===H2↑ 2H2O+O2+4e-===4OH- 其他反 应及 产物 普遍性 Fe2++2OH- ===Fe(OH)2 2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O 吸氧腐蚀 更普遍 3.不同条件下金属腐蚀的快慢 电解原理引起的腐蚀>原电池



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