步步高版高考化学一轮复习 第6章 化学反应与能量 第23讲 电解池 金属的电化学腐蚀与防护讲义文档格式.docx

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（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。

注意　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最常用、最重要的放电顺序：

OH－；

H＋。

③电解水溶液时，K＋～Al3＋不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。

（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）最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。

深度思考

1．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）。

（1）电解水型

电解质（水溶液）

电极方程式

电解物质

总化学方程式

电解质浓度

溶液pH

溶液复原

含氧酸（如H2SO4）

4OH－－4e－===O2↑＋2H2O

4H＋＋4e－===2H2↑

H2O

2H2O

O2↑＋2H2↑

增大

减小

加H2O

强碱（如NaOH）

活泼金属的

含氧酸盐

（如KNO3、

Na2SO4）

不变

①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。

答案　不一定，如用惰性电极电解饱和Na2SO4溶液，一段时间后会析出Na2SO4·

10H2O晶体，剩余溶液仍为该温度下的饱和溶液，此时浓度保持不变。

②用惰性电极电解饱和Na2SO4溶液，一段时间后，析出wgNa2SO4·

10H2O晶体，阴极上放出ag气体，则饱和Na2SO4溶液的质量分数为__________。

答案　

×

100%

解析　2H2O

2H2↑＋O2↑

mol

mol

被电解的水的质量为9ag

被电解的水与wg晶体组成该温度下的饱和溶液

其质量分数为

100%＝

100%。

（2）电解电解质型

无氧酸（如HCl），除HF外

2Cl－－2e－===Cl2↑

2H＋＋2e－===H2↑

酸

2HCl

H2↑＋Cl2↑

通入HCl气体

不活泼金属的无氧酸盐（如CuCl2），除氟化物外

Cu2＋＋2e－===Cu

盐

CuCl2

Cu＋Cl2↑

加CuCl2固体

（3）放H2生碱型

活泼金属的无氧酸盐（如NaCl）

水和盐

2Cl－＋2H2O

Cl2↑＋H2↑＋2OH－

生成新电解质

要使电解后的NaCl溶液复原，滴加盐酸可以吗？

答案　不可以，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

电解质

（水溶液）

不活泼金属的含氧酸盐（如CuSO4）

4OH－－4e－===2H2O＋O2↑

2Cu2＋＋4e－===2Cu

2Cu2＋＋2H2O

2Cu＋O2↑＋4H＋

加CuO或CuCO3

①电解过程中放H2生碱型和放O2生酸型的实质是什么？

在放H2生碱型的电解中，若滴入酚酞试液，哪一极附近溶液变红？

答案　放H2生碱型实质是水电离出的H＋在阴极上放电，破坏了阴极附近水的电离平衡，使OH－浓度增大，若滴入酚酞试液，阴极附近溶液变红；

放O2生酸型的实质是水电离出的OH－在阳极上放电，破坏了阳极附近水的电离平衡，使H＋浓度增大。

②要使电解后的CuSO4溶液复原，加入Cu（OH）2固体可以吗？

答案　应具体情况具体分析，若通电一段时间，CuSO4未电解完（即Cu2＋未全部放电），使溶液复原应加入CuO，而加入Cu（OH）2会使溶液的浓度减小；

若Cu2＋全部放电，又继续通电一段时间（此时电解水），要使溶液复原应加入Cu（OH）2或Cu2（OH）2CO3，若只加入CuO，此时浓度偏大。

③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？

答案　4NA

解析　方法一：

98gCu（OH）2的物质的量为1mol，相当于电解了1mol的CuSO4后，又电解了1mol的水，所以转移的电子数为2NA＋2NA＝4NA。

方法二：

可以认为整个电路中转移的电子数与Cu（OH）2的O2－失电子数相等，共4NA。

（5）通过以上分析，电解质溶液复原应遵循什么原则？

答案　电解质溶液的复原应遵循“从溶液中析出什么补什么”的原则，即从溶液中析出哪种元素的原子，则应按比例补入哪些原子。

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?

答案　Cu作阳极，C作阴极，稀H2SO4作电解质溶液，通入直流电就可以实现该反应。

电解反应式为阳极：

Cu－2e－===Cu2＋，阴极：

2H＋＋2e－===H2↑。

总反应式：

Cu＋2H＋

Cu2＋＋H2↑。

题组一　突破电极反应式、电解方程式的书写

1．按要求书写电极反应式和总方程式：

（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

阳极反应式_____________________________________________________________；

阴极反应式_____________________________________________________________；

总反应离子方程式____________________________________________________。

（3）用铁作电极电解NaCl溶液

阳极反应式______________________________________________________________；

总反应化学方程式____________________________________________________________。

（4）用铁作电极电解NaOH溶液

阳极反应式_______________________________________________________________；

阴极反应式____________________________________________________________；

总反应离子方程式_______________________________________________________________。

（5）用Al作电极电解NaOH溶液

阳极反应式________________________________________________________；

（6）用Al作阳极，电解H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜

阴极反应式_________________________________________________________；

总反应离子方程式________________________________________________________。

（7）用Al作阳极，石墨作阴极，电解NaHCO3溶液

阳极反应式___________________________________________________________；

阴极反应式______________________________________________________________。

（8）用惰性电极电解熔融MgCl2

答案　

（1）4OH－－4e－===O2↑＋2H2O（或2H2O－4e－===O2↑＋4H＋）

4Ag＋＋4e－===4Ag

4Ag＋＋2H2O

4Ag＋O2↑＋4H＋

（2）2Cl－－2e－===Cl2↑

2H＋＋2e－===H2↑（或2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－）

Mg2＋＋2Cl－＋2H2O

Mg（OH）2↓＋Cl2↑＋H2↑

（3）Fe－2e－===Fe2＋

Fe＋2H2O

Fe（OH）2↓＋H2↑

（4）Fe－2e－＋2OH－===Fe（OH）2