高中化学高考总复习五2电化学专题7电化学专题Word格式文档下载.docx
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4．金属的腐蚀指金属或合金周围接触到气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。
金属腐蚀的本质是金属原子失去电子变成阳离子的过程。
金属的腐蚀一般分为化学腐蚀和电化学腐蚀。
判断金属腐蚀快慢的规律：
（1）电解原理引起的腐蚀>
原电池原理引起的腐蚀>
化学腐蚀>
有防护腐蚀措施的腐蚀；
（2）同种金属的腐蚀在强电解质中>
弱电解质中>
非电解质中；
（3）活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，腐蚀越快；
（4）对同一电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。
防止金属腐蚀主要有改变金属的成分、在金属表面覆盖保护层及电化学保护法等。
5．电解是使电流通过电解质溶液（或熔融电解质）而在两极上发生氧化还原反应，把电能转化为化学能的过程。
其装置叫电解池，常由直流电源、两个电极、导线及电解质溶液（或熔融电解质）构成。
（1）阴极：
（阴极电极材料的本身受到保护，不参与反应）应是溶液中较易得电子的阳离子在阴极上得电子而被还原，在阴极得电子的难易顺序为：
Ag+>
Fe3+>
Cu2+>
（H+）>
Pb2+>
Sn2+>
Fe2+>
Zn2+>
A13+>
Mg2+>
Na+。
当此放电顺序适用于阳离子浓度相差不大时，顺序要有相应的变动（当溶液中H+只来自于水电离时，H+的放电顺序介于A13+和Zn2+之间）。
（2）阳极：
①如果用惰性电极（如Pt、Au、石墨等）做阳极，则溶液中较易失电子的阴离子在阳极上失电子而被氧化。
②如果用活泼金属做阳极，则阳极依金属活泼性强弱的顺序本身失电子被氧化成为阳离子进入溶液，失电子能力顺序：
K>
Ca>
Na>
…>
Hg>
Ag>
S2->
I->
Br->
Cl->
OH->
NO3->
SO42->
F-。
6．酸、碱、盐溶液的电解规律（惰性电极做阳极）
（1）电解水型：
含氧酸、强碱和活泼金属含氧酸盐溶液。
如：
NaOH溶液、H2SO4溶液。
（2）分解电解质型：
无氧酸、不活泼金属无氧酸盐溶液（HF、氟化物除外）。
HCl、CuCl2溶液。
（3）放H2生碱型：
活泼金属无氧酸盐溶液（F-除外）。
NaCl溶液。
（4）放O2生酸型：
不活泼金属含氧酸盐溶液。
CuSO4溶液。
电解后判断溶液pH的变化：
先分析原溶液的酸碱性，再看电极产物：
①如果只产生H2而没有O2，则pH变大；
②如果只产生O2而无H2，则pH变小；
③如果既产生O2又有H2，a．若原溶液呈酸性则pH减小，b．若原溶液呈碱性pH增大，c．若原溶液呈中性pH不变，如果既无O2产生也无H2产生，则溶液的pH均趋于7。
7．电解有关计算：
可根据电解方程式或电极反应式列比例式求解；
还可利用各电极、线路中转移的电子数目守恒列等式求解。
[范例点击]
例1 钢铁发生电化学腐蚀时，负极发生的反应是（ ）
A．2H+＋2e-＝H2
B．2H2O＋O2＋4e-＝4OH-
C．Fe－2e-＝Fe2+
D．4OH-－4e-＝2H2O＋O2
解析
钢铁发生电化学腐蚀时，负极上发生的电极反应是：
Fe－2e-＝Fe2+；
正极上发生的电极反应，吸氧腐蚀是：
2H2O＋O2＋4e-＝4OH-，析氢腐蚀是：
2H+＋2e-＝H2。
答案 C
例2 随着人们生活质量的提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是（ ）
A．利用电池外壳的金属材料
B．防止电池中汞、镉、铅等重金属离子对土壤和水源的污染
C．不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品
D．回收其中石墨电极
废旧电池进行集中处理的主要原因是电池中含有汞、镉和铅等金属离子，它们会造成对土壤、水源的污染。
答案 B
例3 如图各容器中盛有海水，铁在其中腐蚀时由快到慢的顺序是（ ）
A．④>
②>
①>
③ B．②>
③>
④
C．④>
① D．③>
④>
①
金属腐蚀的快慢判断方法：
电解原理引起的腐蚀>
有防腐蚀措施的腐蚀；
同一种金属腐蚀：
强电解质>
弱电解质>
非电解质溶液。
②、③实质均为原电池装置，④为电解池装置，Fe作阳极，腐蚀最快。
③中Fe为正极，被保护；
②中Fe为负极，被腐蚀，①中因铁不纯而发生微电池反应。
答案 A
例4 熔融盐燃料电池具有很高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混合气体作为正极助燃气；
制得在65℃下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式。
负极反应式：
2CO＋2CO32-＝4CO2＋4e-
正极反应式：
________________。
总电池反应式：
原电池电极反应式的书写就是还原剂（燃料电池即为燃气）在负极发生氧化反应，氧化剂（燃料电池一般为O2）在正极发生还原反应，同时在书写过程要特别注意介质环境。
答案
O2＋2CO2＋4e-＝2CO32-；
2CO＋O2＝2CO2
例5 用铂电极（惰性）电解下列溶液时，阴极和阳极上的主要产物分别是H2和O2的是（ ）
A．稀NaOH溶液
B．HCl溶液
C．酸性MgSO4溶液
D．酸性AgNO3溶液
阴极产物是H2，说明放电的是H+，阳极产物是O2，说明在阳极放电的是OH-，HCl溶液中在阳极放电的是C1-，AgNO3溶液中在阴极放电的是Ag+，所以B、D两选项都不合题意。
答案 A、C
例6 下列关于铜电极的叙述正确的是（ ）
A．铜锌原电池中铜是正极
B．在镀件上电镀铜时用金属铜作阳极
C．用电解法精炼粗铜时粗铜作阴极
D．电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极
在镀件上镀铜时，需要将溶液中的Cu2+还原成金属铜而沉积在镀件上。
用做向溶液供给Cu2+离子的铜则必须作为阳极。
电解精炼粗铜时，粗铜应作阳极。
电解硫酸时，金属铜如果作为阳极，它将以Cu2+离子的形式被溶解而进入电解液。
当在电解液内有H+和Cu2+两种离子共存时，后者将在阴极上放电。
这样，阴极的生成物将是金属铜而不是氧气。
换言之，阴极将被镀铜，达不到制取氢气、氧气的目的。
答案 A、B
例7 将质量分数为0.052（5.2％）的NaOH溶液1L（密度为1.06g·
cm-3），用铂电极电解，当溶液中NaOH的质量分数改变了0.010（1.0％）时停止电解，则此时溶液中应符合的关系是（ ）
NaOH的质量分数
阳极析出物的质量/g
阴极析出的质量/g
A
0.062（6.2％）
19
152
B
C
0.042（4.2％）
1.2
9.4
D
根据电解NaOH溶液事实上是电解水这一结论，可看出随着电解的进行，溶液中溶质的质量数增加，这样，C、D两选项应予否定。
电解水时阳极析出的是氧气，阴极析出的是氢气，它们的物质的量之比应为2:
1，前者的质量应大于后者，当然只有选项B正确。
例8 用惰性电极电解M（NO3）x的水溶液，当阴极上增重ag时，在阳极上同时产生bL氧气（标准状态）：
从而可知M（ ）
A.22.4ax/b
B．11.2ax/b
C.5.6ax/b
D.2.5ax/b
用惰性电极电解硝酸盐溶液时，两极发生的反应分别是：
阳极4OH-－4e-＝2H2O＋O2↑，阴极Mx+＋xe-＝M；
设m为M的相对原子质量，根据电子守恒原理，得：
。
例9 工业上为了处理含有Cr2O72-酸性工业废水，采用下面的处理方法：
往工业废水加入适量NaCl，以Fe为电极进行电解，经过一段时间，有Cr（OH）3和Fe（OH）3沉淀生成，工业废水中铬的含量已低于排放标准。
请回答下列问题：
（2）写出Cr2O72-变为Cr3+离子方程式：
（3）废水由酸性变为碱性的原因是________________。
（4）________________（填“能”或“不能”）改用石墨电极，原因是________________。
（1）以Fe为电极电解加入适量NaCl的工业废水，电极反应式为阳极：
Fe－2e-＝Fe2+，阴极：
2H+＋2e-＝H2↑。
（2）电解生成的Fe2+具有强还原性，能将Cr2O72-变为Cr3+，离子方程式为：
Cr2O72-＋6Fe2+＋14H+＝2Cr3+＋6Fe3+＋7H2O。
（3）H+不断放电，Cr2O72-与Fe2+反应中消耗H+，打破了水的电离平衡，使溶液中c（OH-）>
c（H+）。
（4）不能；
因为用石墨作电极，阳极产生Cl2，得不到Fe2+；
缺少还原剂，不能使Cr2O72-→Cr3+→Cr（OH）3↓而除去。
[变式操练]
1．下列现象中，与电化腐蚀无关的是（ ）
A．黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿
B．铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈
C．生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易生锈
D．银质奖牌久置后表面变暗
[答案] D
2．有A、B、C、D四种金属。
将A与B用导线连结起来，浸入电解质溶液中，B不易腐蚀。
将A、D分别投入等浓度的盐酸中，D比A反应剧烈。
将铜浸入B的盐溶液里，无明显变化。
如果把铜浸入C的盐溶液里，有金属C析出。
据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是（ ）
A．D、C、A、B
B．D、A、B、C
C．D、B、A、C
D．B、A、D、C
[答案] B
3．燃料电池是燃料（如CO、H2、CH4）等跟氧气（或空气）起反应将化学能转化为电能的装置，电解质溶液是强碱（如KOH）溶液。
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