高考化学复习高中总复习专题6第3讲电解池的工作原理及应用 金属的腐蚀与防护.docx

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高考化学复习高中总复习专题6第3讲电解池的工作原理及应用金属的腐蚀与防护

第3讲　电解池的工作原理及应用　金属的腐蚀与防护

[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。

考点一　电解的原理

1．电解定义

在________作用下，电解质在两个电极上分别发生______和__________的过程。

2．能量转化形式

________转化为________。

3．电解池

（1）构成条件

①有与________相连的两个电极。

②__________（或__________）。

③形成____________。

（2）电极名称及电极反应（如图）

（3）电子和离子移动方向

①电子：

从电源________流向电解池的________；从电解池的________流向电源的________。

②离子：

阳离子移向电解池的________；

阴离子移向电解池的________。

4．分析电解过程的思维程序

（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（不要忘记水溶液中的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＋。

阳极：

活泼电极>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子。

（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）最后合并两个电极反应式得出电解反应的总化学方程式或离子方程式。

5．用分析电解过程的思维程序分析电解下列物质的过程，并总结电解规律（用惰性电极电解）

电解质（水溶液）

电极方程式

被电解

的物质

电极产物

溶液pH变化的原因、结果

电解质溶液复原

阳极

阴极

含氧酸（如H2SO4）

阳极：

____________

阴极：

____________

水减少，酸溶液的浓度____，pH____

加____

强碱（如NaOH）

阳极：

____________

阴极：

____________

水减少，碱溶液的浓度____，pH____

加____

活泼金属的含氧酸盐（如KNO3、

Na2SO4）

阳极：

____________

阴极：

____________

水减少，盐溶液的浓度____，pH__________（若为水解的盐）

加____

无氧酸

（如HCl），

除HF外

阳极：

____________

阴极：

____________

________

（如Cl2）

H＋放电，c（H＋）减小，pH____

不活泼金属的无氧酸盐（如CuCl2），除氟化物外

阳极：

____________

阴极：

____________

________

（如Cl2）

________

（如Cu）

pH基本不变

加______

活泼金属的无氧酸盐（如NaCl）

阳极：

__________

阴极：

________

__________

（如Cl2）

H＋放电，c（H＋）减小，c（OH－）增大，pH____

不活泼金属的

含氧酸盐

（如CuSO4）

阳极：

____________

阴极：

____________

________

（如Cu）

OH－放电，c（OH－）减小，c（H＋）增大，pH____

加____或

____

1．分别写出用惰性电极电解上述5中各物质的化学方程式或离子方程式：

（1）________________________________________________________________________；

（2）________________________________________________________________________；

（3）________________________________________________________________________；

（4）________________________________________________________________________；

（5）________________________________________________________________________。

2．电解过程中放H2生碱型和放O2生酸型的实质是什么？

3．用惰性电极电解，若要使电解后的溶液复原，应怎样操作？

4．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

________________________________________________________________________。

Ⅱ.用Al单质作阳极，石墨作阴极，NaHCO3溶液作电解液进行电解，生成难溶物R，R受热分解生成化合物Q。

写出阳极生成R的电极反应式：

________________________________________________________________________。

5．CuI是一种不溶于水的白色固体，可以由反应：

2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2得到。

现以石墨为阴极，以Cu为阳极电解KI溶液，通电前向电解液中加入少量酚酞和淀粉溶液。

回答下列问题：

（1）阳极区的现象

________________________________________________________________________。

（2）阳极电极反应式

________________________________________________________________________。

（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）电解水溶液时，应注意放电顺序中H＋、OH－之后的离子一般不参与放电。

考点二　电解原理的应用

1．电解饱和食盐水

（1）电极反应

阳极反应式：

__________________（________反应）

阴极反应式：

__________________（________反应）

（2）总反应方程式：

2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑

离子反应方程式：

2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑

（3）应用：

氯碱工业制________、________和________。

2．电镀

右图为金属表面镀银的工作示意图，据此回答下列问题：

（1）镀件作____极，镀层金属银作____极。

（2）电解质溶液是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）电极反应：

阳极：

________________________________________________________________________；

阴极：

________________________________________________________________________。

（4）特点：

____极溶解，____极沉积，电镀液的浓度________。

3．电解精炼铜

（1）电极材料：

阳极为________；阴极为________。

（2）电解质溶液：

含Cu2＋的盐溶液。

（3）电极反应：

阳极：

________________________________________________________________________；

阴极：

________________________________________________________________________。

4．电冶金

利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。

（1）冶炼钠

2NaCl（熔融）2Na＋Cl2↑

电极反应：

阳极：

________________________________________________________________________，

阴极：

________________________________________________________________________。

（2）冶炼铝

2Al2O3（熔融）4Al＋3O2↑

电极反应：

阳极：

________________________________________________________________________，

阴极：

________________________________________________________________________。

6．

（1）如何检验电解饱和食盐水时的阳极产物？

（2）氯碱工业在生产过程中必须把阳极室和阴极室用离子交换膜隔开，原因是什么？

7．工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。

电解槽内装有阳离子交换膜（只允许阳离子通过），其工作原理如图所示：

（1）该电解槽的阳极反应式是

________________________________________________________________________。

（2）通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因

________________________________________________________________________。

（3）除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口　　　　（填“A”或“B”）导出。

8．利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是（　　）

A．电解时以精铜作阳极

B．电解时阴极发生还原反应

C．粗铜连接电源负极，其电极反应是Cu－2e－===Cu2＋

D．电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥

考点三　金属的腐蚀和防护

1．金属腐蚀的本质

金属原子__________变为__________，金属发生

________________________________________________________________________。

2．金属腐蚀的类型

（1）化学腐蚀与电化学腐蚀

化学腐蚀

电化学腐蚀

条件

金属跟__________接触

不纯金属或合金跟________接触

现象

____电流产生

______电流产生

本质

金属被____

较活泼金属被____

联系

两者往往同时发生，______腐蚀更普遍

（2）析氢腐蚀与吸氧腐蚀

以钢铁的腐蚀为例进行分析：

析氢腐蚀

吸氧腐蚀

条件

电

极

反

应

负极

正极

总反应式

联系

________更普遍

铁锈的形成：

4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH