电解池 金属的电化学腐蚀与保护

【高三】2021届高考化学电解池金属的电化学腐蚀与防护复习教案2021届高考化学第一轮复习必修部分讲义第八单元第3讲电解池金属的电化学腐蚀与防护解读与阐释考纲要求权威解读1.了解电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式；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。

常见的考查形式：①电解池的工作原理及电极反应式的书写；②有关电化学的计算；③判断金属的电化学腐蚀及一般的防腐方法。

梳理与整合一、电解原理导学诱思怎样判断原电池与电解池？答：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

教材回归1．电解定义使电流通过溶液或熔融而在______两极引起________反应的过程叫做电解。

注意：电解不同于电解质的电离，电离是电解的前提；电解质溶液导电的过程，就是电解质溶液的电解过程。

2．电解池将____能转化为____能的装置叫做电解池。

电解池是由____电源、固体电极材料以及电解质溶液或熔融电解质组成。

3．原理图示原电池和电解池电极的判断是难点也是重点，为了方便记忆，我们可采取口诀的方法记忆：原电池，正负极；电解池，阴阳极；失去电子负(原电池)阳(电解池)极；发生氧化定无疑。

二、电解原理的应用导学诱思工业上怎样制取烧碱：______________；怎样冶炼金属钠或铝：__________________；怎样提纯铜：__________。

教材回归1．电解饱和食盐水(1)电极反应阳极：__________________________；阴极：________________________。

(2)电池总反应方程式：_____________________________________________________。

电解池金属的电化学腐蚀与防护电解池腐蚀是一种电化学腐蚀，它是指在电极上由于氧化还原反应的存在，使得电流通过金属表面，并且将金属表面的原子释放出来，形成金属离子的反应过程。

因此，这种腐蚀与电学和化学官能相同而引起的腐蚀不同，并且这种腐蚀是不可逆的。

电解池腐蚀在加速金属腐蚀方面起着重要的作用，因为它涉及到电极效应、自腐蚀和腐蚀介质的化学成分等各种参数。

在了解这些参数的同时，我们可以更好地了解电解池腐蚀机制，并采取一些防腐措施预防电解池腐蚀。

电解池腐蚀机制当两种不同金属或合金接触时，在氧化还原反应的影响下，时间越长，金属表面的动电位差异就会增大。

这个电势差使电解液中的离子聚集在这两个金属之间，形成电池。

从而，两个金属产生了电解池短路，流过电流引起了电化学腐蚀反应，最后结果是金属腐蚀。

实际上，不同的金属对不同的电解液的耐腐蚀行为是不同的，这与金属的物理和化学性质有关。

防止电解池腐蚀的措施为了周期性保持电离池的稳定性并保护金属免受腐蚀，我们应采取以下措施：选用合适的金属材料腐蚀是由于金属表面原子的释放而发生的，因此使用合适的材料是第一条防腐措施。

通常，高纯度金属具有更好的耐腐蚀性，同时某些材料可以与某些腐蚀介质兼容。

采用防腐涂层涂层可以提供一层保护，避免金属暴露在腐蚀介质中。

通常，涂层是形成无孔隙封闭层，避免介质进入涂层下面的介质进行腐蚀。

涂层的性质随着面积变化而变化，以达到理想的防腐效果。

控制电解液电解液是电解池腐蚀的重要因素，因为含有的化学物质可以影响动电位差异。

低氧的含氧化液体可以减少腐蚀，而酸化液体和盐水液体非常容易腐蚀金属。

维护合适的pH值合适的pH值是防止腐蚀的关键。

当pH值过高或过低时，会对金属造成损害。

对于某些金属，pH 7是安全的范围。

在很多情况下，加入pH调节剂可以调节电解液的酸度和碱度，从而有效地防止电解池腐蚀。

通过了解电解池腐蚀的机制和防止措施，我们可以更有效地预防金属材料的电化学腐蚀，从而延长其使用寿命。

电解第二节 电解池 金属的电化学腐蚀与防护【高考新动向】【考纲全景透析】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（以电解CuCl 2溶液为例）总反应方程式：Cu 2++2Cl -==== Cl 2↑+ Cu二、电解原理的应用1．电解饱和食盐水(1)电极反应：阳极2Cl －－2e －==== Cl 2↑阴极 2H ＋＋2e －==== H 2↑(2)总反应方程式：2NaCl+ 2H 2O ====2NaOH+Cl 2↑+H 2↑ (3)应用：氯碱工业制烧碱、氯气、氢气。

2．电镀铜或电解精炼铜3．电解冶炼钠(电解熔融NaCl)⑴电极反应：阳极：--2↑ 阴极：2Na ++2e -==2Na⑵总反应方程式：2↑ ⑶应用：冶炼Na 、Mg 、Al 等活泼金属。

三、金属的腐蚀与防护1．化学腐蚀和电化学腐蚀的比较2.析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较(1)加防护层，如在金属表面加上耐腐蚀的油漆、搪瓷、陶瓷、沥青、塑料、橡胶及电镀、喷镀或表面钝化等方法。

(2)电化学防护①牺牲负极的正极保护 ——原电池原理 正极：被保护的金属设备 。

负极：比被保护的金属活泼的金属。

②外加电流的阴极保护——电解原理阴极：被保护的金属设备。

阳极：惰性电极(3)添加缓蚀剂。

【热点难点全析】※考点一原电池、电解池、电镀池的比较类型原电池电解池本质化学能转化为电能电能转化为化学能装置判断无外加电源有外加电源电极判断负极：还原性较强的极或电子流出的极正极：还原性较弱的极或电子流入的极阳极：与直流电源正极相连的极阴极：与直流电源负极相连的极电极上的反应（1）负极本身或还原剂失去电子发生氧化反应（2）正极：溶液中某些阳离子或氧化剂得到电子（1）阳极发生氧化反应即阳极金属或溶液中阴离子失去电子的反应（2）阴极本身不反应，溶液中的阳离子得到电子发生还原反应电子流向负极→外电路→正极电源负极→由导线→阴极→由溶液→阳极→电源正极电流方向正极→外电路→负极电源正极→由导线→阳极→由溶液→阴极→电源负极应用铅蓄电池电镀、精炼、冶金【警示】(1)判断是原电池和电解池的关键是看是否有外加电源，有时并无外加电源，存在自发进行氧化还原反应的装置相当于电源，另一个装置则是电解池。

第三讲电解池金属的电化学腐蚀与保护(时间：45分钟满分：100分)一、选择题(题意)1．化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是()。

A．用惰性电极电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑B．氢氧燃料电池的负极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，阳极反应式为Cu－2e－===Cu2＋D．钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：Fe－2e－===Fe2＋解析电池的负极发生的是氧化反应，B不对；粗铜精炼时，纯铜应该连接电源的负极，C错；钢铁发生电化学腐蚀时，铁为负极，D错。

答案 A2．(2010·北京，6)下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是()。

A．钢管与电源正极连接，钢管可被保护B．铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀C．钢管与铜管露天堆放在一起，钢管不易被腐蚀D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe－3e－===Fe3＋解析在外加电流保护时，被保护的金属要与电源的负极相连，A项错。

铁与铜接触易构成原电池，铁作负极，铁更易被腐蚀，C项错。

铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe－2e－===Fe2＋。

答案 B3.铝及铝合金经过阳极氧化，铝表面能生成几十微米厚的氧化铝膜。

某研究性学习小组模拟工业法对铝片表面进行氧化处理。

分别以铅片、铝片为电极，以硫酸溶液为电解液，按照如图所示装置连接电解池装置，电解40 min 后取出铝片，用水冲洗，放在水蒸气中封闭处理20～30 min ，即可得到更加致密的氧化膜。

下列有关说法正确的是( )。

A ．电解时电子从电源负极→导线→铝极，铅极→导线→电源正级B ．在电解过程中，H ＋向阳极移动，SO 2－4向阴极移动C ．电解过程阳极周围溶液的pH 下降D ．电解的总反应为2Al ＋6H ＋===2Al 3＋＋3H 2↑ 解析 根据装置示意图分析，铝片为阳极，铅片为阴极，所以电解时电子的流向为从电源负极→导线→铅极，铝极→导线→电源正极，A 项错误；电解过程中，阳离子向阴极移动，阴离子则向阳极移动，B 项不正确；根据题意，电解的总反应为：2Al ＋3H 2O=====电解Al 2O 3＋3H 2↑，阳极的电极反应为：2Al＋3H 2O －6e －===Al 2O 3＋6H ＋，阳极周围的pH 下降，C 项正确，而D 项错误。

第8章第2节　电解池　金属的腐蚀与防护1.认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。

了解电解池的工作原理,认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。

了解金属发生电化学腐蚀的本质,知道金属腐蚀的危害,了解防止金属腐蚀的措施。

2.能分析、解释电解池的工作原理,能设计简单的电解池。

能利用电化学原理解释金属腐蚀现象,选择并设计防腐措施。

3.能举例说明化学在解决能源危机中的重要作用,能分析能源的利用对自然环境和社会发展的影响。

能综合考虑化学变化中的物质变化和能量变化来分析、解决实际问题。

1.本部分主要考查:(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的变化等。

(2)电解规律及其应用,如氯碱工业、粗铜的精炼、电镀等。

(3)金属发生电化学腐蚀的原因和防止金属腐蚀的措施。

题型有选择题、填空题。

2.对电解原理的复习应该针对以下几点:(1)理解电解池基本原理;(2)阴、阳电极的判断;(3)电极反应类型;(4)电极反应式;(5)电子或电流流向。

内容索引第一环节　必备知识落实第二环节　关键能力形成第三环节　核心素养提升实验探源第一环节　必备知识落实1电解池原理及其应用知识筛查1.电解2.电解池(1)定义:电解池是把电能转变为化学能的装置。

(2)电解池的构成条件:①有外接直流电源;②有与电源相连的两个电极;③形成闭合回路;(3)电解池工作原理(以电解CuCl2溶液为例)。

(4)电解原理示意图。

特别提醒(1)“活泼电极”一般指Pt、Au以外的金属电极。

金属活动性顺序中银以后的金属或非金属作电极时,称为惰性电极,主要有铂(Pt)、石墨等。

(2)电解时,在外电路中有电子通过,而在溶液中是依靠离子定向移动形成电流的,即电子不通过电解质溶液。

3.判断电解池阴极、阳极常用的方法判断方法阳极阴极电源正负极与正极相连与负极相连闭合回路导线中电子流出电子流入电解质溶液中阳离子移离阳离子移向阴离子移向阴离子移离电极反应得失电子失电子得电子化合价升高降低反应类型氧化反应还原反应电极质量通常减小或不变通常增大或不变4.用惰性电极电解电解质溶液的一般规律特别提醒分析电解池注意“两看”:(1)一看电极材料,若是金属(Au、Pt除外)作阳极,金属一定被电解(注:Fe 在阳极失电子生成Fe2+)。

第17讲电解池金属的腐蚀与防护1.理解电解池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应和总反应方程式。

2.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。

【核心素养分析】变化观念与平衡思想：认识化学变化的本质是有新物质生成，并伴有能量的转化；能多角度、动态地分析电解池中发生的反应，并运用电解原理解决实际问题。

证据推理与模型认知：利用电解池装置，分析电解原理，建立解答电解池问题的思维模型，并利用模型揭示其本质及规律。

科学态度与社会责任：肯定电解原理对社会发展的重大贫献，具有可持续发展意识和绿色化学观念，能对与电解有关的社会热点问题做出正确的价值判断。

知识点一电解的原理1.电解和电解池(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。

(2)电解池：电能转化为化学能的装置。

(3)电解池的构成①有与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。

2.电解池的工作原理(1)电极名称及电极反应式(电解CuCl 2溶液为例)总反应式：CuCl 2=====电解Cu ＋Cl 2↑(2)电子和离子的移动方向①电子：从电源负极流出后，流向电解池阴极；从电解池的阳极流出后流向电源的正极。

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.阴阳两极上放电顺序(1)阴极：(与电极材料无关)。

氧化性强的先放电，放电顺序：(2)阳极：若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应。

若是惰性电极作阳极，放电顺序为注意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最常用、最重要的放电顺序为阳极：Cl －>OH －；阴极：Ag ＋>Cu 2＋>H ＋。

③电解水溶液时，K ＋～Al 3＋不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K 、Ca 、Na 、Mg 、Al 等金属。

4.用惰性电极电解电解质溶液的规律4.用惰性电极电解电解质溶液的规律生酸性的含氧酸盐电，阴极电解质的阳离子放电阴极：Ag ＋＋e －===AgO 2知识点二电解原理的应用1.氯碱工业阳极反应式：2Cl －－2e －===Cl 2↑(氧化反应)阴极反应式：2H ＋＋2e －===H 2↑(还原反应)总反应方程式：2NaCl ＋2H 2O=====电解2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑2.电镀与电解精炼3.电冶金电解冶炼冶炼钠冶炼铝电极反应阳极：2Cl －－2e －===Cl 2↑阴极：2Na ＋＋2e －===2Na 阳极：6O 2－－12e －===3O 2↑阴极：4Al 3＋＋12e －===4Al 总反应2NaCl(熔融)=====电解2Na ＋Cl 2↑2Al 2O 3(熔融)=====电解4Al ＋3O 2↑知识点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变为金属阳离子，金属发生氧化反应。

第三节电解池金属的电化学腐蚀与防护复习目标：１.了解电解池的工作原理，能写出电极反应式和电池反应方程式。

2.了解电镀池与精炼池的原理，能分析常见的电镀池和精炼池。

3.能够进行有关电解产物的判断和计算。

４.认识金属腐蚀的危害，理解金属发生电化学腐蚀的原因，能选用恰当的措施防止铁、铝等金属腐蚀。

主干知识梳理一、电解的原理１．电解（１）定义：在________作用下，电解质在两个电极上分别发生____＿＿和__＿____＿__的过程。

（2)特点:①电解过程是非自发的。

②电解质导电一定发生_____＿___＿___＿＿＿。

2.电解池：(１）定义：将_____＿转化为___＿__＿_＿_的装置。

阳极(3）构成条件①有与_＿_____相连的两个电极。

②_＿＿___＿__＿(或＿＿＿_＿_＿_＿)。

③形成________。

例1.下列四种装置中，①盛20０ mL 0．００５ mol·L－1硫酸铜溶液②盛2０0 ｍL ０.01 mｏl·L-1硫酸③盛２00 mＬ氯化锌溶液④盛2０0 ｍL氯化钾溶液上述四种装置中,为电解池的是_＿____ (用编号回答),装置①中两电极的电极反应式分别为_＿______＿____＿__＿_＿__＿__＿___＿___＿___＿_____例２.电解原理在化学工业中有广泛应用。

下图表示两个串联的电解池。

图中B装置中盛有1 Ｌ２ｍｏｌ·L-1Nａ2ＳO4溶液,A装置中盛有1 Ｌ 2 moｌ·L－1ＡｇNO3溶液。

通电后，铂片上有气体生成。

(1)电源X极为____＿＿__极。

(2)Ｂ池中阳极电极反应式为＿_____＿_______＿_,阴极电极反应式__＿____＿__＿_＿__＿______。

(3)A池中阳极电极反应式为_＿______＿_＿____＿__＿_______,电解化学方程式为____＿＿______＿_＿＿_＿＿___＿_＿__＿_＿＿__例3.Ⅰ．以铝材为阳极,在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜,阳极电极反应式为____＿＿_＿＿___＿_＿＿___＿_＿__＿。