2019届高考化学二轮复习电解池　金属的腐蚀与防护（加试）课件（31张PPT） 31页

电解池 　金属的腐蚀与防护（加试） [ 考试标准 ] 考点 知识条目 加试要求 考情分析 电解原理及其应用 电解池的概念、构造与工作原理 b 2016.4T11 、 2017.4T9 、 2017.11T30 、 2018.4T30 电解 CuCl 2 溶液的原理及电极反应式 b 2017.4T3 电解池的构成条件 b 2016.10T12 、 2017.4T12 电解池的电极反应式与电解反应方程式 b 2017.4T19 金属冶炼、氯碱工业、电镀在生产生活中的应用 b 2015.10T30 、 2016.4T18 、 2017.4T5 原电池、电解池的判断 c 2017.4T3 金属的腐蚀与防护 金属腐蚀的危害 a 2016.10T12 、 2017.4T12 金属发生电化学腐蚀的基本原理 c 2017.4T19 金属的防护 b 2015.10T30 、 2016.4T18 、 2017.4T5 考点一：电解的原理 1. 某小组为研究电化学原理，设计了甲、乙、丙三种装置（ C 1 、 C 2 、 C 3 均为石墨）。下列叙述正确的是（　　） A. 甲、丙中化学能转化为电能，乙中电能转化为化学能 B.C 1 、 C 2 分别是阳极、阴极；锌片、铁片上都发生氧化反应 C.C 1 上和 C 3 上放出的气体相同，铜片上和铁片上放出的气体也相同 D. 甲中溶液的 pH 逐渐增大，丙中溶液的 pH 逐渐减小 解析　 A 项，甲没有外接电源，是将化学能转化为电能的装置，为原电池；乙、丙有外接电源，是将电能转化为化学能的装置，为电解池，错误。 B 项， C 1 、 C 2 分别连接电源的正、负极，分别是电解池的阳极、阴极；锌片作负极发生氧化反应，铁片作阴极发生还原反应，错误。 C 项， C 1 和 C 3 都是阳极，氯离子在阳极上失电子生成氯气，铜片上和铁片上都是氢离子得电子生成氢气，正确。 D 项，甲中正极和丙中阴极上都是氢离子得电子生成氢气，随着反应的进行，溶液的 pH 均增大，错误。 答案　 C 考点二：电解产物的判断 2. （ 2018· 浙江桐乡中学高二期中） 最近有研究人员发现了一种处理高浓度乙醛废水的新方法 —— 隔膜电解法，乙醛分别在阴、阳极发生反应，转化为乙醇和乙酸。实验室以一定浓度的乙醛— Na 2 SO 4 溶液为电解质溶液，模拟乙醛废水的处理过程，其装置如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 若以 CH 4 — 空气燃料电池为直流电源，燃料电池的 b 极应通入空气 B. 电解过程中，阴极区 Na 2 SO 4 的物质的量增大 C. 阳极反应 CH 3 CHO － 2e － ＋ 2H ＋ ===CH 3 COOH ＋ H 2 O D. 电解过程中，两极除分别生成乙酸和乙醇外，均产生了无色气体，则阳极产生的是 O 2 解析　 连接电解池阴极的是原电池负极，负极上燃料失电子发生氧化反应，该燃料电池中燃料是甲烷，所以 b 极通入的是 CH 4 ， A 错误；钠离子和硫酸根离子不参与电极反应，物质的量不变， B 错误；质量不守恒，应为 CH 3 CHO － 2e － ＋ H 2 O===CH 3 COOH ＋ 2H ＋ ， C 错误；阳极发生 4OH － － 4e － ===O 2 ↑ ＋ 2H 2 O 、 CH 3 CHO － 2e － ＋ H 2 O===CH 3 COOH ＋ 2H ＋ ，阴极发生 4H ＋ ＋ 4e － ===2H 2 ↑ 、 CH 3 CHO ＋ 2e － ＋ 2H 2 O===CH 3 CH 2 OH ＋ 2OH － ，则两极除分别生成乙酸和乙醇外，均产生了无色气体，阳极产生的是 O 2 ， D 正确。 答案　 D 考点三：用惰性电极电解混合溶液 3. （ 2017· 江苏宿迁市泗洪中学） 镍氢电池是二十世纪九十年代发展起来的一种新型绿色电池，具有高能量、长寿命、无污染等特点。用吸附了氢气的纳米碳管等材料制作的二次电池的原理如图 1 所示。电池的总反应式为： 图 1 图 2 （ 1 ） ① 镍氢电池充电时，镍电极连接直流电源的 　　　　 极。阳极的电极反应式为 ___________________________________________________________ 。 ② 镍氢电池放电时， OH － 移向 　　　　 （填 “ 碳电极 ” 或 “ 镍电极 ” ）。 （ 2 ）除了用纳米碳管等材料储氢外，还可使用有机物，如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢。一定条件下，利用图 2 装置可实现有机物的电化学储氢（忽略其他有机物）。 ① A 为电源的 　　　　 极。 ② 电极 E 上产生的气体为 　　　　 。 ③ 电极 D 的电极反应式为 ________________________________________ 。 考点四：电解的有关计算 4. 用下图装置模拟人工肾脏的工作原理，电解生成的 Cl 2 将尿素 [CO （ NH 2 ） 2 ] 氧化成 N 2 排出，则下列说法错误的是（　　） A. 电源的正极为 b B. 尿素被氧化的化学方程式为 CO （ NH 2 ） 2 ＋ 3Cl 2 ＋ H 2 O===N 2 ＋ CO 2 ＋ 6HCl C. 电解结束后，阴极室溶液与电解前相比 pH 增大 D. 阳极收集到 Cl 2 4.48 L （标准状况）时，被氧化的尿素为 4.0 g 答案　 C 考点五：金属的腐蚀与防护 5. （ 2018· 浙江桐乡一中高二下期中） 利用下图装置进行实验，开始时， a 、 b 两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是（　　） A.a 管发生吸氧腐蚀， b 管发生析氢腐蚀 B. 一段时间后， a 管液面高于 b 管液面 C.a 处溶液的 pH 增大， b 处溶液的 pH 减小 D.a 、 b 两处具有相同的电极反应式： Fe － 2e － ===Fe 2 ＋ 解析　 根据装置图判断，左边铁丝发生吸氧腐蚀，右边铁丝发生析氢腐蚀，其电极反应为 左边　负极： Fe － 2e － ===Fe 2 ＋ 正极： O 2 ＋ 4e － ＋ 2H 2 O===4OH － 右边　负极： Fe － 2e － ===Fe 2 ＋ 正极： 2H ＋ ＋ 2e － ===H 2 ↑ a 、 b 处的 pH 均增大， C 错误。 答案　 C 6. （ 2017· 课标全国 Ⅰ ， 11 ） 支撑海港码头基础的防腐技术，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，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 解析　 钢管桩接电源的负极，高硅铸铁接电源的正极，通电后，外电路中的电子从高硅铸铁（阳极）流向正极，从负极流向钢管桩（阴极）， A 、 B 正确； C 项，题给信息高硅铸铁为 “ 惰性辅助阳极 ” 不损耗，错误。 答案　 C 易错点一　不能正确理解电解池的工作原理 电解池工作原理（阳极为惰性电极）示意图 [ 易错训练 1] 　 （ 2018· 桐乡一中高二） 用如图所示装置研究电化学原理，下列分析中错误的是（　　） 选项 连接 电极材料 分析 a b A K 1 K 2 石墨 铁 模拟铁的吸氧腐蚀 B K 1 K 2 锌 铁 模拟钢铁防护中牺牲阳极的阴极保护法 C K 1 K 3 石墨 铁 模拟电解饱和食盐水 D K 1 K 3 铁 石墨 模拟钢铁防护中外加电流的阴极保护法 解析　 在中性条件下，铁作负极失电子，石墨作正极，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，则 Fe 发生吸氧腐蚀，故 A 正确； Zn 、 Fe 形成原电池， Zn 作负极被腐蚀， Fe 作正极被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法，故 B 正确； Fe 作阴极，阴极上氢离子得电子，石墨作阳极，阳极上氯离子失电子，电解氯化钠溶液生成氢气、氯气和氢氧化钠，故 C 正确； Fe 与正极相连， Fe 作阳极，失电子，被腐蚀， Fe 不能被保护，故 D 错误。 答案　 D 易错点二　不能准确判断电解前后 pH 变化 电解前后电解质溶液酸碱性变化可概括为 “ 有氢无氧增碱性，有氧无氢增酸性；有氢有氧增原性，无氢无氧减原性 ” 。 答案　 B 4. 误认为电解熔融的 AlCl 3 可以制备 Al ，其实不然，因为 AlCl 3 是共价化合物，熔融状态不导电，不能被电解，应该电解熔融的氧化铝制备铝。 5. 不清楚多池串联情况，多池串联时若有外加电源则整套装置都是电解池；若无外加电源，则一般含最活泼金属的装置为原电池，其余为电解池；但当其中两池的最活泼金属相同时则两极间金属性差别大的为原电池，其余为电解池。 [ 易错训练 3] 　 “ 电解法 ” 克服了 “ 酸歧化法 ” 理论产率偏低的问题，同时副产品 KOH 可用于软锰矿的焙烧。电解法制备高锰酸钾的实验装置示意图如下（图中阳离子交换膜只允许 K ＋ 离子通过）。 （ 1 ） a 为 　　　　 极 （填 “ 正 ” 或 “ 负 ” ），右室发生的电极反应方程式为 ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ 。 （ 2 ）若电解开始时阳极区溶液为 1.0 L 0.40 mol·L － 1 K 2 MnO 4 溶液，电解一段时间后，右室中 n （ K ） / m （ Mn ）为 6 ∶ 5 ，阴极区生成 KOH 的质量为 　　　　 。 易错点四　不会正确判断析氢腐蚀和吸氧腐蚀 正确判断 “ 介质 ” 溶液的酸碱性是分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀的关键。潮湿的空气、中性溶液发生吸氧腐蚀； NH 4 Cl 溶液、稀 H 2 SO 4 等酸性溶液发生析氢腐蚀。 [ 易错训练 4] 　 （ 2016· 浙江省余杭区高二上期末） 铁及其化合物与生产、生活关系密切。 图中是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。 （ 1 ）该电化学腐蚀称为 　　　　 。 （ 2 ）图中 A 、 B 、 C 、 D 四个区域，生成铁锈最多的是 　　　　 （填字母）。 解析　 （ 1 ）铁闸门在海水中主要发生吸氧腐蚀。（ 2 ） B 点既满足与电解质溶液接触，同时含氧量较大，因此发生腐蚀速率最快。 答案　 （ 1 ）吸氧腐蚀　（ 2 ） B