2.电解池及电化学防腐讲义（教师逐字稿）_05高考化学_通用版（老高考）复习资料_2023年复习资料_专项复习_思维导图破解高中化学（全国通用）（导图+PPT课件+逐字稿）

电化学讲义（学霸版） 第 2 课时 电解池及电化学防腐 课程简介：即 PPT(第 1 页)：本节课我们学习电化学第二课时的内容， 分两部分学习，即电解池及其应用、金属腐蚀与电化学防腐。 PPT(第 2 页)：现在我们进入电解池知识网络的构建。 PPT(第 3 页)：电解池就是将电能转化为化学能的装置，和原电池是 相反的过程，所以电解池和原电池的相通性在 90%以上，因此学习电 解池时，我们按反应原理、电极方程式的书写、电解池的实际应用 3 个分支来讲解。看一下右图的装置，它跟原电池装置最明显的区别就 是多了一个外加直流电源，若在充电电池中，电解池就是给电池充电 的过程。因此在做电化学练习时，首要看清有无外加电源，辨别出是 原电池还是电解池。 PPT(第 4 页)：反应原理：在电解池里，我们规定与电源正极直接相 连的电极叫阳极，与电源负极直接相连的电极叫阴极。阳极失电子， 化合价升高，做还原剂，发生氧化反应；阴极得电子，化合价降低， 做氧化剂，发生还原反应。内电路电解质中，带正电的阳离子移向阴 极（显负电），带负电的阴离子移向阳极（显正电）。我们知道在成 语里或武侠小说里，阴阳二字一般都是一起使用的，关于阴阳离子移 向电极的方向也是“阴阳相吸”，因此可以简记为：阳找阴，阴找阳。 切勿和与原电池里的正电找正极，负电找负极的简记方法混淆了。 PPT(第 5 页)：电极方程式的书写：电解池中电极方程式的书写按以下规定： 阳极：①若是活泼性电极（电极材料为金属活动顺序表中 Mg~Ag 的金属），则电极材料自身失电子。比如阳极材料为 Cu，则阳极方 程式为：Cu2e Cu2。②若是惰性电极（电极材料为 Au / Pt / 石 墨），根据“阴阳相吸”原则，即阳极找阴离子，则电解质中阴离子 失电子，并遵循以下放电顺序：S2IBrClOH含氧酸根。 阴极：不用看电极材料，根据“阴阳相吸”原则，阴极找阳离子， 因此由电解质中的阳离子得电子，并遵循以下放电顺序： K  Ca 2 Na  Mg 2 Al 3 H Zn2Fe2Sn2Pb2H Cu2Fe3Hg2Ag 水 酸 电极方程式的书写也是遵循氧化还原反应中强者先行的原则，两 个放电顺序中大于号前面的都是氧化性或还原性更强的微粒，因此要 优先反应。在这里，我们总结下技巧，帮助简化记忆，同时提高解题 速度。（敲黑板，请听好了） ①阳极首看材料，判断是电极自身放电还是阴离子放电； ②阳极均为惰性电极时，若是熔融电解质，即不含水，则两极 由构成电解质的阴阳离子放电。若是电解质溶液，此时含有水，则水 电离出来的 H+和 OH —可能会造成干扰判断，此时我们只需要记住排 在 H+和 OH —之后的离子，即 K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、含氧酸根， 如果构成电解质的阳离子为 K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+其中之一，阴 离子为含氧酸根，则两极由 H+和 OH —放电，否则由构成电解质的阴 阳离子放电。 我们来几道例题小试牛刀，同时通过例题总结下电解池电解一段时间后溶液 pH 的变化分析，以及要加入什么物质恢复原状的技巧， 请看 PPT 上题目。（务必看视频，学霸不必过多讲解） PPT(第 6—8 页)：例题和答案解析。 PPT(第 9 页)：技巧总结。（学霸照读 PPT） PPT(第 10-11 页)：最后讲解下电解池的实际应用，有电镀池和精炼 池两种，我们分别进行讲解说明。 电镀池：我们生活中常说的镀金、镀铜等等都是电镀池的应用， 电镀池的用途，说白了，就是给一件物品穿上一件衣服。我们以 Fe 上镀 Cu 为例进行说明，请看电镀池的装置图。电镀池有下列规定， 镀层金属做阳极，镀件（或待镀金属）做阴极，电解质为含有镀层金 属的盐溶液，即含有 Cu2+的盐溶液。再结合电极方程式，我们就可以 很好的理解 Fe 是怎么穿上 Cu 这件衣服的。这里强调几个考点，由于 阴阳极方程式是相反的过程，所以在相同时间内阳极溶解多少 Cu， 阴极就析出多少 Cu，因此两极质量变化的绝对值相等，即 m  m ， 1 2 电解质溶液中 c(Cu2+)不变。 精炼池：精炼池的用途就是提炼金属，提高金属的纯度。我们以 精炼 Cu 为例进行说明，请看精炼 Cu 的装置图。精炼池有下列规定， 粗 Cu 做阳极，纯 Cu（或精 Cu）做阴极，电解质为含有待提纯金属的 盐溶液，即含有 Cu2+的盐溶液。再结合电极方程式，我们就可以很好 的理解是如何提炼 Cu 的，由于阴阳极方程式是相反的过程，所以阳 极溶解 Cu，进而阴极就析出 Cu。这里强调几个考点，虽然阴阳极方 程式看起来是相反的过程，但这只是表层，要注意粗 Cu 中是含有其他杂质的。若含有比 Cu 不活泼的金属，比如 Au、Pt、Ag 等，则这些 金属是不会放电溶解的，等它们周围的 Cu 都溶解了，它们会因为失 去依靠直接掉到阳极底部，形成阳极泥。所以阳极泥一般是贵重金属 的聚集地。若含有比 Cu 活泼的金属，比如 Zn、Fe 等，则它们会优先 于 Cu 先放电，这时阳极将变为 Zn、Fe 等活泼金属溶解放电，而阴极 一直都是 Cu 析出放电，因此电解质溶液中 c(Cu2+)会变小。无论是上 述哪种情况，两极质量变化的绝对值一般不相等，即 m  m ，电 1 2 解质溶液中 c(Cu2+)会发生变化。 PPT(第 12 页)：这就是电解池完整的知识网络，你们的知识网络交织 得如何了？ PPT(第 13 页)：现在我们进入金属腐蚀与电化学防腐知识网络的构 建。 PPT(第 14 页)：我们先认识下金属腐蚀的本质，当金属单质失去电子 变成金属阳离子时就是金属腐蚀的过程，生活中很常见的铁生锈就是 Fe 单质失去电子变成 Fe O 的腐蚀过程。金属腐蚀分为化学腐蚀和电 2 3 化学腐蚀两部分，前者是金属与氧化剂直接接触反应，占少数；后者 是不纯的金属（或合金）跟电解质溶液接触时发生原电池反应，是普 遍情况。两者的共同点是都发生了氧化还原反应，不同点是前者无电 流，后者有电流。电化学腐蚀根据电解质溶液的酸碱性，细分为酸性 较强条件下的析氢腐蚀，酸性很弱或中性条件下的吸氧腐蚀，具体电 极方程式看 PPT，可见无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，负极电极方程 式都是一样，即金属单质失电子。清楚金属腐蚀的本质，那么电化学金属防腐的原理就是其逆过 程，即金属单质获得电子的过程。我们知道原电池和电解池中均有一 极失电子、一极得电子，结合电化学金属防腐的原理，我们可以非常 清楚的得出，只要将要保护的金属变成得电子的电极，即作正极或阴 极，那么就达到防腐的目的。这两个方法有对应的专有名词，要一字 不落的记下来，不可投机取巧，不然全没分。它们是牺牲阳极的阴极 保护法、外加电流的阴极保护法，前者是原电池原理，后者是电解池 原理。是不是疑惑为什么原电池原理中写的是阴极，不应该是正极才 对吗？这是人为命名，记住就好，不用钻牛角尖。切不要认为结尾都 是阴极就稀里糊涂了，通过有无外加电流这个本质来区分记忆即可。 让我们来一起看一下如何运用知识网络来解题吧！这里选取了常 考的各种题型，检测下大家对知识点的掌握吸收情况。（务必看视频， 学霸不必过多讲解） PPT(第 15—16 页)：第 1 道练习和答案解析。 PPT(第 17—18 页)：第 2 道练习和答案解析。 PPT(第 19—20 页)：第 3 道练习和答案解析。 PPT(第 21 页)：回顾落实。看完视频题目后，有没有学会如何运用知 识网络来解题？我们再次总结一下知识网络的要点吧。 PPT(第 22 页)：要点总结（学霸照 PPT 读即可）。 PPT(第 23 页)：注意事项提醒（4 个 tip，学霸照 PPT 读即可）。 PPT(第 24 页)：课后作业布置，请完成我们为你准备的经典习题。 PPT(第 25 页)：结束。