第三节 电解池 金属的电化学腐蚀与防护
考纲要求:
1.了解电解池的工作原理,能写出电极反应式和电解反应方程式。
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。
第一课时 电解的原理
[自主学习]
1. 电解定义
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. 能量转化形式
电能转化为化学能。
3. 电解池
(1)构成条件
①有与电源相连的两个电极。
②电解质溶液(或熔融盐)。
③形成闭合回路。
(2)电极名称及电极反应式(如图)
(3)电子和离子的移动方向
特别提醒 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,即电子本身不会通过电解质溶液。
[课内探究]
命题点1 电极产物的判断及电解方程式的书写
1.方法步骤
(1)首先判断阴、阳极,分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。
(2)再分析电解质水溶液的组成,找全离子并分阴、阳两组(勿忘水溶液中的H+和OH-)。
(3)然后排出阴、阳两极的放电顺序。
阴极:阳离子放电顺序:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+(水溶液中Al3+、Mg2+、Na+、Ca2+、K+不放电)。
阳极:活泼电极>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子(水溶液中含氧酸根离子不放电)。
(4)分析电极反应,判断电极产物,写出电极反应式,要注意遵循原子守恒和电荷守恒。
(5)最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。
2.注意问题
(1)书写电解池中电极反应式时,要以实际放电的离子表示,但书写总电解反应方程式时,弱电解质要写成分子式。
(2)要确保两极电子转移数目相同,且注明条件“电解”。
(3)注意题目信息中提示的离子的放电,如电解法制取KMnO4等。
特别提醒: 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最常用、最重要的放电顺序是:阳极:Cl->OH-;阴极:Ag+>Cu2+>H+。③电解水溶液时,K+~Al3+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。
[典题示例]
1.按要求书写有关的电极反应式及总方程式。
(1)用惰性电极电解AgNO3溶液:
阳极反应式:_______________________________________________________;
阴极反应式:________________________________________________________;
总反应离子方程式:__________________________________________________。
(2)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:__________________________________________________。
(3)用铁作电极电解NaCl溶液
阳极反应式:______________________________________________________;
阴极反应式:________________________________________________________;
总化学方程式:_________________