高三化学一轮复习专题6第3单元电解池金属的腐蚀与防护教师用书苏教版Word格式文档下载.docx

高三化学一轮复习专题6第3单元电解池金属的腐蚀与防护教师用书苏教版Word格式文档下载.docx

《高三化学一轮复习专题6第3单元电解池金属的腐蚀与防护教师用书苏教版Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高三化学一轮复习专题6第3单元电解池金属的腐蚀与防护教师用书苏教版Word格式文档下载.docx（23页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

1．电解、电解池

2．电解池的构成和工作原理

（1）构成条件

①有与外接直流电源相连的两个电极。

②电解质溶液（或熔融电解质）。

③形成闭合回路。

（2）电解池工作原理（以电解CuCl2溶液为例）

（3）电解池中电子、电流和离子的移向

①电子：

负极→阴极，阳极→正极

②电流：

正极→阳极→阴极→负极

③离子：

阳离子→阴极，阴离子→阳极

（4）两极放电（氧化或还原）顺序

①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：

金属（Au、Pt除外）电极>

S2－>

I－>

Br－>

Cl－>

OH－>

含氧酸根离子。

注：

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阳极材料若是金属电极（Au、Pt除外），溶液中的阴离子不反应，电极金属失电子被氧化。

[应用体验]

1．填写下列表格（均为惰性电极）

电解质溶液

电极反应式

电解对象

pH变化

溶液复原物质

①H2SO4

阴：

________

阳：

②CuBr2

③NaCl

④CuSO4

[提示]　①4H＋＋4e－===2H2↑　4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　H2O　减小　H2O

②Cu2＋＋2e－===Cu　2Br－－2e－===Br2　CuBr2　CuBr2

③2H＋＋2e－===H2↑　2Cl－－2e－===Cl2↑　NaCl和H2O　增大　HCl

④2Cu2＋＋4e－===2Cu　4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　CuSO4和H2O　减小　CuO

2．用铜作电极电解稀H2SO4溶液，阴、阳极反应式分别为

_______________________________________________________________、

_______________________________________________________________，

电解总离子方程式为___________________________________。

[提示]　2H＋＋2e－===H2↑　Cu－2e－===Cu2＋　Cu＋2H＋Cu2＋＋H2↑

[考点多维探究]

角度1　电解的原理分析

1.如图所示为用固体二氧化钛（TiO2）生产海绵钛的装置示意图，其原理是TiO2中的氧解离进入熔融盐中而得到钝钛。

下列说法中正确的是（　　）

A．a极是正极，石墨极是阴极

B．反应后，石墨电极的质量不发生变化

C．电解过程中，O2－、Cl－均向a极移动

D．阴极的电极反应式为TiO2＋4e－===Ti＋2O2－

D　[TiO2发生还原反应得到纯钛，故加入高纯TiO2的电极是电解池的阴极，a极是电源的负极，石墨极是阳极，A项错误；

O2－在阳极发生氧化反应生成O2，高温下，石墨与O2反应生成CO、CO2，导致石墨质量减小，B项错误；

电解过程中，阴离子向阳极（石墨极）移动，C项错误；

TiO2中的氧解离进入熔融盐而得到纯钛，发生了还原反应，生成了Ti和O2－，D项正确。

]

2．（2015·

福建高考）某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料（C3H8O）。

下列说法正确的是（　　）

A．该装置将化学能转化为光能和电能

B．该装置工作时，H＋从b极区向a极区迁移

C．每生成1molO2，有44gCO2被还原

D．a电极的反应为：

3CO2＋18H＋－18e－===C3H8O＋5H2O

B　[结合装置图为电解装置，模拟“人工树叶”，故为电能转化为化学能，A项错误；

b极连接电源的正极，为阳极，在电解池中H＋为阳离子，向a极（阴极）区移动，B项正确；

右侧H2O→O2发生的是氧化反应，每生成1molO2，转移4mol电子，C3H8O中碳元素的化合价是－2,3CO2→C3H8O，转移18mol电子，故生成1molO2消耗2/3molCO2，C项错误；

a电极发生的是还原反应：

3CO2＋18H＋＋18e－===C3H8O＋5H2O，D项错误。

3.图中X为电源，Y为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，通电后Y中央的紫红色斑向d端扩散。

下列判断正确的是（　　）

A．滤纸上c点附近会变红色

B．Cu电极质量减小，Pt电极质量增大

C．Z中溶液的pH先减小，后增大

D．溶液中的SO向Cu电极定向移动

A　[紫红色斑即MnO向d端扩散，根据阴离子向阳极移动的原理，可知d端为阳极，即b为正极，a为负极，c为阴极，NaCl溶液中H＋放电，产生OH－，c点附近会变红色，A正确；

电解硫酸铜溶液时，Pt为阳极，溶液中的OH－放电：

4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，Cu为阴极，溶液中的Cu2＋得电子，生成铜，总反应式为2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，Pt电极附近生成H＋，则SO向Pt电极移动，B、D不正确；

随着电解的进行，Z中溶液变为硫酸溶液，继续电解则为电解水，硫酸浓度增大，pH减小，C不正确。

阴、阳极的判断方法

（2）根据电流方向：

从阴极流出，从阳极流入。

（3）根据电子流向：

从阳极流出，从阴极流入。

（4）根据离子流向：

阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。

（5）根据电极产物：

a.阳极：

电极溶解、逸出O2（或极区变酸性）或Cl2；

b.阴极：

析出金属、逸出H2（或极区变碱性）。

角度2　电极反应式和电解方程式的书写

4．按要求书写方程式

（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

（3）用惰性电极电解Na2CO3溶液

总反应方程式__________________________________________。

（4）用铁作电极电解NaOH溶液

总反应方程式_________________________________________。

（5）用Ag作电极电解稀盐酸

（6）以铝材为阳极，电解H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜

（7）用惰性电极电解CuSO4和NaCl的混合液（CuSO4与NaCl的物质的量为1∶1），明显分三个阶段，写出三个阶段的阴、阳两极反应式

_______________________________________________________________

_____________________________________________________________。

[答案]　

（1）4OH－－4e－===O2↑＋2H2O

4Ag＋＋4e－===4Ag

4Ag＋＋2H2O4Ag＋O2↑＋4H＋

（2）2Cl－－2e－===Cl2↑

2H＋＋2e－===H2↑

Mg2＋＋2Cl－＋2H2OMg（OH）2↓＋Cl2↑＋H2↑

（3）4OH－－4e－===H2O＋O2↑

2H2O2H2↑＋O2↑

（4）Fe－2e－＋2OH－===Fe（OH）2

Fe＋2H2OFe（OH）2＋H2↑

（5）2Ag－2e－===2Ag＋　2H＋＋2e－===H2↑

2Ag＋2H＋＋2Cl－2AgCl＋H2↑

（6）2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋　6H＋＋6e－===3H2↑

2Al＋3H2OAl2O3＋3H2↑

（7）第一阶段：

Cu2＋＋2e－===Cu

2Cl－－2e－===Cl2↑

第二阶段：

4OH－－4e－===2H2O＋O2↑

第三阶段：

5．（2015·

全国卷Ⅱ改编）实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2（亚氯酸钠）为原料，通过以下过程制备ClO2:

（1）电解时的阴极反应式为______________________________，

阳极反应式为______________________________________，

电解时发生反应的化学方程式为___________________________

（2）NaClO2溶液与NCl3溶液反应的化学方程式为

[解析]　

（1）由图可知，电解NH4Cl和盐酸混合溶液得到H2和NCl3，结合质量守恒和得失电子守恒写出电解时反应的化学方程式为NH4Cl＋2HCl3H2↑＋NCl3。

（2）由图可知，NCl3溶液中加入NaClO2溶液，得到ClO2和NH3及溶液X，N由＋3价降低为－3价