高考化学电解池 金属的电化学腐蚀与防护Word文档格式.docx

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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。

阳极为

阴极为

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↑

3．如何设计实验验证电解饱和食盐水的各种产物？

4．电解过程中放H2生碱型和放O2生酸型的实质是什么？

5．用惰性电极电解，若要使电解后的溶液复原，应怎样操作？

知识点三　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

电极反应

负极

正极

总反应式

________更普遍

6．铁锈是怎样形成的？

3．金属的防护

（1）电化学防护

①牺牲阴极的阳极保护法—________原理

a．________：

比被保护金属活泼的金属；

b．________：

被保护的金属设备。

②外加电流的阴极保护法—________原理

被保护的金属设备；

惰性金属。

（2）改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。

（3）加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。

一、电解池的电极及电极产物的判断

1．如何分析电解池中的两极变化？

2．如何判断电解池的电极产物及书写电极反应式和总反应式？

典例导悟1

　将含有KCl、CuCl2、Na2SO4三种物质的水溶液用铂电极进行电解，且电解时间足够长。

有以下结论：

①溶液中几乎没有Cl－　②电解质溶液为无色　③最终溶液显碱性　④K＋、Na＋、SO

的浓度几乎没有变化

正确的是（设全部气体从溶液中出）（　　）

A．①②③　　　B．仅③　　　C．①④　　　D．均正确

听课记录：

二、电解类型及有关计算

1．用惰性电极电解电解质溶液的类型如下表所示：

类型

电极反应特点

实例

电解

对象

电解质

浓度

pH

电解质溶

液复原

水型

阴：

4H＋＋4e－===2H2↑

阳：

4OH－－4e－===2H2O＋O2↑

NaOHH2SO4Na2SO4

质型

电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电

HCl

CuCl2

放H2

生碱

型

H2O放H2生碱

电解质阴离子放电

NaCl

放O2

生酸

电解质阳离

子放电

H2O放O2生酸

CuSO4

2.电解池中有关量的计算或判断

电解池中有关量的计算或判断主要包括以下方面：

根据直流电源提供的电量求产物的量（析出固体的质量、产生气体的体积等）、溶液的pH、相对原子质量或某元素的化合价、化学式等。

解题依据是得失电子守恒。

典例导悟2

（1）用惰性电极电解400mL一定浓度的硫酸铜溶液（不考虑电解过程中溶液体积的变化），通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1molCuO后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，电解过程中转移的电子为________mol。

（2）如果向所得的溶液中加入0.1molCu（OH）2后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，电解过程中转移的电子为________mol。

（3）如果向所得的溶液中加入0.1molCu2（OH）2CO3后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH（不考虑CO2的溶解），电解过程中转移的电子为________mol。

3．比较金属腐蚀快慢

判断金属腐蚀快慢的规律

（1）电解池原理引起的腐蚀>

__________引起的腐蚀>

________腐蚀>

有防护措施的腐蚀。

（2）对同一种金属来说，腐蚀的快慢：

强电解质溶液>

弱电解质溶液>

非电解质溶液。

（3）活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，活泼性强的金属腐蚀越________。

（4）对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度

腐蚀越快。

典例导悟3

　下面各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是（　　）

A．④>

②>

①>

③　　　　　　B．②>

③>

④

C．④>

①D．③>

④>

①

题组一　电解原理及其应用

1．（2011·

上海，16）用电解法提取氯化铜废液中的铜，方案正确的是（　　）

A．用铜片连接电源的正极，另一电极用铂片

B．用碳棒连接电源的正极，另一电极用铜片

C．用氢氧化钠溶液吸收阴极产物

D．用带火星的木条检验阳极产物

2．（2010·

海南，9改编）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．电解时阴极发生氧化反应

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

3.（2010·

全国理综Ⅱ，29）

右图是一个用铂丝作电极，电解稀的MgSO4溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色。

（指示剂的pH变色范围：

6.8～8.0，酸色—红色，碱色—黄色）

回答下列问题：

（1）下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是________（填编号）；

①A管溶液由红变黄　②B管溶液由红变黄　③A管溶液不变色　④B管溶液不变色

（2）写出A管中发生反应的反应式：

（3）写出B管中发生反应的反应式：

（4）检验a管中气体的方法是

（5）检验b管中气体的方法是

（6）电解一段时间后，切断电源，将电解液倒入烧杯内观察到的现象是________________________________________________________________________。

题组二　金属的电化学腐蚀和防护

4．（2011·

北京理综，8）结合下图判断，下列叙述正确的是（　　）

A．Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护

B．Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是Fe－2e－===Fe2＋

C．Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是O2＋2H2O＋4e－===4OH－

D．Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量K3[Fe（CN）6]溶液，均有蓝色沉淀

5．（2011·

山东理综，15）以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是（　　）

A．未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程

B．因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系

C．电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率

D．镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用

6．（2011·

浙江理综，10）将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区（a）已被腐蚀而变暗，

在液滴外沿形成棕色铁锈环（b），如右图所示。

导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。

下列说法正确的是（　　）

A．液滴中的Cl－由a区向b区迁移

B．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－

C．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2＋由a区向b区迁移，与b区的OH－形成Fe（OH）2，进一步氧化、脱水形成铁锈

D．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为Cu－2e－===Cu2＋

7．（2010·

北京理综，6）下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是（　　）

A．钢管与电源正极连接，钢管可被保护

B．铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀

C．钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀

D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe－3e－===Fe3＋

题号

1

2

4

5

6

7

答案

题组三　电解的规律及有关计算

8．（2009·

全国理综Ⅰ，28）下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。

（1）接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4质量分数为10.47%，乙中c电极质量增加。

据此回答问题：

①电源的N端为________极；

②电极b上发生的电极反应为

③列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积。

④电极c的质量变化是__________g；

⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因：

甲溶液

乙溶液

丙溶液

（2）如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？

大同质检）如图a、b、c、d均为石墨电极，通电进行电解（电解液足量）。

A．甲中a的电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O

B．电解时向乙中滴入酚酞溶液，c电极附近变红

C．向乙中加入适量盐酸，溶液组成可以恢复

D．当b极有64gCu析出时，c电极产生2g气体

题组二　电解的规律及有关计算

2．500mLNaNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中c（NO

）＝6mol·

L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到气体22.4L（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（Na＋）＝6mol·

L－1

B．电解后溶液中c（H＋）＝4mol·

C．上述电解过程中共转移8mol电子

D．电解后得到的Cu的物质的量为2mol

3．用石墨电极电解CuSO4溶液一段时间后，向所得溶液中加入0.2molCu（OH）2后，恰好使溶液恢复到电解前的浓度。

则电解过程中转移的电子的物质的量为（　　）

A．0.4molB．0.5mol

C．0.6molD．0.8mol

题组三　金属的电化学腐蚀与防护

4．铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示，下列有关说法中，不正确

的是（　　）

A．正极的电极反应式为：

2H＋＋2e－===H2↑

B．此过程中还涉及到反应：

4Fe（OH）2＋2H2O＋O2===4Fe（OH）3

C．此过程中铜并不被腐蚀

D．此过程中电子从Fe移向Cu

3

5.

如图水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察。

（1）若试管内液面上升，则原溶液呈__________性，发生________腐蚀，电极反应：

负极：

正极：

（2）若试管内液面下降，则原溶液呈________性，发生________腐蚀，电极反应：

题组四　实验探究

6．下列四种装置中，①盛200mL0.005mol·

L－1硫酸铜溶液　②盛200mL0.01mol·

L－1硫酸　③盛200mL氯化锌溶液　④盛200mL氯化钾溶液

（1）上述四种装置中，为电解池的是__________（用编号回答），装置①中两电极的电极反应式分别是

（注明电极名称）；

（2）用离子方程式回答：

通电时装置④中的总反应式是

溶液中可能发生的副反应是

（3）工作一段时间后，测得导线上均通过0.002mol电子，则上述四种装置中溶液pH最小的是__________（用编号回答，溶液体积变化忽略不计）；

（4）若将装置④中的外加电源拆去，用导线将两个电极连接，则Fe极上发生的反应是________________________________________________________________________，

C极上发生的反应是

【课前准备区】

知识点一

1．

（1）电流　阴、阳两极　氧化还原反应

（2）电　化学

（3）阳极　氧化　阴极　还原

2．

（1）2Cl－－2e－===Cl2↑

（2）Cu2＋＋2e－===Cu

（3）CuCl2

Cu＋Cl2↑

知识点二

1．

（1）2Cl－－2e－===Cl2↑　氧化　2H＋＋2e－===H2↑　还原

（3）烧碱　氯气　氢气

2．

（1）阴　阳

（2）AgNO3溶液等含镀层金属阳离子的溶液

（3）Ag－e－===Ag＋

Ag＋＋e－===Ag

（4）阳　阴　不变

3．

（1）粗铜　纯铜

（3）Cu－2e－===Cu2＋　Cu2＋＋2e－===Cu

4．

（1）2Cl－－2e－===Cl2↑

2Na＋＋2e－===2Na

（2）6O2－－12e－===3O2↑　4Al3＋＋12e－===4Al

知识点三

1．失去电子　金属阳离子　氧化反应

2．

（1）

金属跟非金属单质直接接触

不纯金属或合金跟电解质溶液接触

无电流产生

有微弱电流产生

金属被氧化

较活泼金属被氧化

两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍

（2）

水膜酸性较强

（pH≤4.3）

水膜酸性很弱或中性

负

极

Fe－2e－===Fe2＋

O2＋2H2O＋4e－===4OH－

Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑

2Fe＋O2＋2H2O===2Fe（OH）2

吸氧腐蚀更普遍

3.

（1）①原电池　a．负极　b．正极　②电解　a．阴极　b．阳极

1．溶液的导电，首先要有电解质的电离，大家知道，非电解质的水溶液并不导电，就是因为溶液中没有自由离子。

因此，电解质溶于水就发生电离，产生了自由离子，该溶液就可以导电。

电解质的导电过程就是其电解过程。

2．电解池的阴、阳极取决于外接电源的正负极，与电极材料的金属活动性无关。

3．向饱和食盐水中滴加几滴酚酞，电解后阴极区域溶液变红，证明有NaOH生成；

用两支试管分别收集两极气体，阳极产物用湿润的淀粉－KI试纸验证，阴极产物用爆鸣实验验证。

4．放H2生碱型的实质是水电离出的H＋放电，破坏了水的电离平衡，使OH－浓度增大，放O2生酸型的实质是水电离出的OH－放电，破坏了水的电离平衡，使H＋浓度增大。

5．用惰性电极电解时，若要使电解后的溶液恢复到原状态，应遵循“缺什么加什么，缺多少加多少”的原则，一般加入阴极产物与阳极产物形成的化合物。