第六章 第22讲电解池 金属的电化学腐蚀与防护Word下载.docx

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若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应。

若是惰性电极作阳极，则仅是溶液中的阴离子放电，常见离子的放电顺序是

特别提醒　一般情况下，离子按上述顺序放电，但如果离子浓度相差十分悬殊，离子浓度大的也可以先放电。

如理论上H＋的放电能力大于Fe2＋、Zn2＋，但在电解浓度大的硫酸亚铁或硫酸锌溶液中，由于溶液中c（Fe2＋）或c（Zn2＋）≥c（H＋），则先在阴极上放电的是Fe2＋或Zn2＋，因此阴极上的主要产物为Fe或Zn；

但在水溶液中，Al3＋、Mg2＋、Na＋等是不会在阴极上放电的。

深度思考

1．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）。

（1）电解水型

电解质

（水溶液）

电极

方程式

电解

物质

总化学

浓度

溶液

pH

复原

含氧酸（如H2SO4）

阳极：

______

阴极：

H2O

增大

减小

加______

强碱（如NaOH）

活泼金属的含氧酸盐（如KNO3、Na2SO4）

不变

电解水型电解一段时间后，其电解质的浓度一定增大吗？

举例说明。

（2）电解电解质型

无氧酸（如HCl），除HF外

酸

通入______

气体

不活泼金属的无氧酸盐（如CuCl2），除氟化物外

盐

加______固体

（3）放H2生碱型

电解物质

总化学方程式

电解质浓度

溶液复原

活泼金属的无氧酸盐（NaCl）

水

和

_

_____

生成新电解质

通入____气体

要使电解后的NaCl溶液复原，滴加盐酸可以吗？

为什么？

答案　不可以，因为电解NaCl溶液时析出的是等物质的量的Cl2和H2，所以应通入氯化氢气体，加入盐酸会引入过多的水。

（4）放O2生酸型

电极方程式

不活泼金属的含氧酸盐（如CuSO4）

加______或______

①要使电解后的CuSO4溶液复原，加入Cu（OH）2固体可以吗？

加入CuCO3为什么也可复原？

②若用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，需加入98gCu（OH）2固体，才能使电解质溶液复原，则这段时间，整个电路中转移的电子数为多少？

（5）通过以上分析，电解质溶液复原应遵循什么原则？

2．根据金属活动顺序表，Cu和稀H2SO4不反应，怎样根据电化学的原理实现Cu和稀H2SO4反应产生H2?

题组一　电解规律的应用

1．以石墨为电极分别电解水和饱和食盐水，关于两个电解池反应的说法正确的是（　　）

A．阳极反应式相同

B．电解结束后所得液体的pH相同

C．阴极反应式相同

D．通过相同电量时生成的气体总体积相等（同温同压）

2．用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶液，在电解的过程中，溶液的pH依次为升高、不变、降低的是（　　）

A．AgNO3　CuCl2　Cu（NO3）2

B．KCl　Na2SO4　CuSO4

C．CaCl2　KOH　NaNO3

D．HCl　HNO3　K2SO4

题组二　电极方程式及电极产物的判断

3．（2016·

北京理综，12）用石墨电极完成下列电解实验。

实验一

实验二

装置

现象

a、d处试纸变蓝；

b处变红，局部褪色；

c处无明显变化

两个石墨电极附近有气泡产生；

n处有气泡产生……

下列对实验现象的解释或推测不合理的是（　　）

A．a、d处：

2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－

B．b处：

2Cl－－2e－===Cl2↑

C．c处发生了反应：

Fe－2e－===Fe2＋

D．根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜

4．按要求书写电极反应式和总反应方程式：

（1）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：

。

（2）用Al作电极电解NaOH溶液

。

（3）用Al作阳极，电解H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜

；

5．

（1）利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。

LiOH可由电解法制备，钴氧化物可通过处理钴渣获得。

利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。

B极区电解液为（填化学式）溶液，阳极电极反应式为，

电解过程中Li＋向（填“A”或“B”）电极迁移。

（2）离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。

由有机阳离子、Al2Cl和AlCl组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。

钢制品应接电源的极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为。

若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为。

做到“三看”，正确书写电极反应式

（1）一看电极材料，若是金属（Au、Pt除外）作阳极，金属一定被电解（注：

Fe生成Fe2＋）。

（2）二看介质，介质是否参与电极反应。

（3）三看是否有特殊信息，如4（3）目的是制取氧化铝，因而阳极产物不能是Al3＋，再如5

（2）是非水体系，且不产生其他离子，因而离子只能在Al2Cl和AlCl之间转化。

题组三　有关电化学的计算

6．将两个铂电极插入500mLCuSO4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064g（设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化），此时溶液中氢离子浓度约为（　　）

A．4×

10－3mol·

L－1B．2×

L－1

C．1×

L－1D．1×

10－7mol·

7．500mLKNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中c（NO）＝0.6mol·

L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到2.24L气体（标准状况下），假定电解后溶液体积仍为500mL，下列说法正确的是（　　）

A．原混合溶液中c（K＋）为0.2mol·

B．上述电解过程中共转移0.2mol电子

C．电解得到的Cu的物质的量为0.05mol

D．电解后溶液中c（H＋）为0.2mol·

8．（2017·

牡丹江一中月考）用惰性电极电解一定浓度的CuSO4溶液时，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1molCu2（OH）2CO3后恰好恢复到电解前的浓度和

pH（不考虑二氧化碳的溶解）。

则电解过程中转移电子的物质的量为（　　）

A．0.4molB．0.5mol

C．0.6molD．0.8mol

电化学综合计算的三种常用方法

（1）根据总反应式计算

先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。

（2）根据电子守恒计算

①用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。

②用于混合溶液中电解的分阶段计算。

（3）根据关系式计算

根据得失电子守恒定律建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。

如以通过4mole－为桥梁可构建如下关系式：

（式中M为金属，n为其离子的化合价数值）

该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。

提示　在电化学计算中，还常利用Q＝I·

t和Q＝n（e－）×

NA×

1.60×

10－19C来计算电路中通过的电量。

考点二　电解原理在工业生产中的应用

1．氯碱工业

（1）电极反应

____________（______反应）

__________（______反应）

（2）总反应方程式

2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑

（3）氯碱工业生产流程图

2．电镀

下图为金属表面镀银的工作示意图，据此回答下列问题：

（1）镀件作阴极，镀层金属银作阳极。

（2）电解质溶液是__________________。

（3）电极反应：

____________；

____________。

（4）特点：

阳极溶解，阴极沉积，电镀液的浓度不变。

3．电解精炼铜

（1）电极材料：

阳极为粗铜；

阴极为纯铜。

（2）电解质溶液：

含Cu2＋的盐溶液。

____________、____________、____________、____________；

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：

（2）冶炼铝

2Al2O3（熔融）4Al＋3O2↑

__________________；

__________________。

正误判断，正确的打“√”，错误的打“×

”

（1）电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中c（Cu2＋）均保持不变（　　）

（2）电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料（　　）

（3）电解冶炼镁、铝通常电解MgCl2和Al2O3，也可以电解MgO和AlCl3（　　）

（4）电解精炼时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料（　　）

（5）用Zn作阳极，Fe作阴极，ZnCl2作电解质溶液，由于放电顺序H＋>

Zn2＋，不可能在铁上镀锌（　　）

题组一　应用电解原理制备新物质

1．下图为EFC剑桥法用固体二氧化钛（TiO2）生产海绵钛的装置示意图，其原理是在较低的阴极电位下，TiO2（阴极）中的氧解离进入熔融盐，阴极最后只剩下纯钛。

下列说法中正确的是（　　）

A．阳极的电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑

B．阴极的电极反应式为TiO2＋4e－===T