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【2025屆一輪】第23講 電解池 金屬的腐蝕與防護

 老王帶你學Chem 2024-08-23 發(fā)布于廣東

一、電解池原理

1.定義:使電流通過電解質(zhì)溶液(或熔融電解質(zhì))而在陽極、陰極引起氧化還原反應的過程

2.能量轉(zhuǎn)化:電能轉(zhuǎn)化為化學能

3.電化學體系的四大基本要素

電極材料:惰性電極/活潑電極

電極反應:

陽極(氧化反應)

陰極(還原反應)

離子導體:陰離子向陽極移動,

陽離子向陰極移動

電子導體:導線

氧化性強弱

Ag+>Fe3+>Cu2+>H+酸>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+水>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+

還原性強弱

活性電極>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-

4.電解原理的四種典型類型

電解水型、電解本身型、放氫生堿型、放氧生酸型

二、陌生電解池電極式的書寫

三、離子放電的競爭問題

四、電解原理應用

1.電解飽和食鹽水(氯堿工業(yè))

電極反應?總反應?

進出口物質(zhì)分析?

離子交換膜的類型?作用?

氯堿工業(yè)可以得到哪些產(chǎn)品?

2.電鍍

電鍍是一種利用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的加工工藝。電鍍的主要目的是使金屬增強抗腐蝕能力,增加表面硬度和美觀。鍍層金屬通常是一些在空氣或溶液中不易發(fā)生變化的金屬。

電鍍銅時在CuSO4溶液中加入一些氨水,制成銅氨溶液,可使鍍層光亮。

3.電解精煉

電解結(jié)束后,陽極泥中含有Au、Pt、Ag等,電解質(zhì)溶液中的金屬陽離子有Zn2+、Cu2+等,但電解液中Cu2+的濃度減小,需定期補充電解液

4.電冶金

金屬冶煉就是使礦石中的金屬離子獲得電子變成金屬單質(zhì)的過程。由于電解法可將通常極難被還原的活潑金屬從它們的化合物中還原出來,所以是冶煉鈉、鈣、鎂、鋁等活潑金屬的一種重要方法。

電解制備金屬鈉時,陰極環(huán)繞在陽極外面,兩極之間用隔膜隔開。在陰極區(qū)得到液態(tài)鈉,在陽極區(qū)得到氯氣

五、金屬的腐蝕

1.本質(zhì):金屬原子失去電子生成金屬陽離子,金屬發(fā)生氧化反應。

2.分類:化學腐蝕與電化學腐蝕

化學腐蝕:金屬與其表面接觸的一些物質(zhì)(如O2、Cl2、SO2等)直接反應而引起的腐蝕叫做化學腐蝕(無電流產(chǎn)生)

電化學腐蝕:當不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸時會發(fā)生原電池反應,比較活潑的金屬發(fā)生氧化反應而被腐蝕(有微弱電流產(chǎn)生)

兩者往往同時發(fā)生,但絕大多數(shù)屬于電化學腐蝕。電化學腐蝕比化學腐蝕的速率大得多。

3.鋼鐵腐蝕的類型:析氫腐蝕和吸氧腐蝕

六、金屬的防護

改變金屬材料的組成:在金屬中添加其他金屬或非金屬可以制成性能優(yōu)異的合金

在金屬表面覆蓋保護層:噴涂油漆、礦物性油脂;覆蓋搪瓷、塑料;電鍍;發(fā)藍處理;陽極氧化;離子注入;表面滲鍍

電化學防護法:犧牲陽極法;外加電流法

犧牲陽極法實驗

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