第3讲 电化学-电解池

第3讲 电化学-电解池考点(二) 电解池工作原理及应用1．悟透电解池工作原理(阳极为惰性电极)示意图2．突破电解池的5大关注点(1)分清阴、阳极，与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极，两极的反应为“阴还阳氧”。

(2)剖析离子移向，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。

(3)书写电极反应式，注意得失电子守恒。

(4)正确判断产物。

①阳极产物的判断首先看电极，如果是活性电极作阳极，则电极材料失电子，电极溶解(注意：铁作阳极溶解生成Fe 2＋，而不是Fe 3＋)；如果是惰性电极，则需看溶液中阴离子的失电子能力，阴离子放电顺序为S 2－>I －>Br －>Cl －>OH －(水)。

②阴极产物的判断直接根据阳离子的放电顺序进行判断： Ag ＋>Hg 2＋>Fe 3＋>Cu 2＋>H ＋>Pb 2＋>Fe 2＋>Zn 2＋>H ＋(水)。

(5)恢复原态措施。

电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法分析。

一般是加入阳极产物和阴极产物的化合物，但也有特殊情况，如用惰性电极电解CuSO 4溶液，Cu 2＋完全放电之前，可加入CuO 或CuCO 3复原，而Cu 2＋完全放电之后，应加入Cu(OH)2或Cu 2(OH)2CO 3复原。

3．掌握电化学定量计算的3种方法例如：由关系式法通过4 mol e －为基准可构建电极产物之间的如下关系式：4e －～2Cl 2(Br 2、I 2)～O 2～4H ＋～4OH －～2H 2～2Cu ～4Ag ～4xM(M 为金属，x 为其化合价)命题点(一) 电解原理的分析与判断1．CuI 是一种不溶于水的白色固体，它可以由反应：2Cu 2＋＋4I －===2CuI ↓＋I 2而得到。

如图所示装置中，a 、b 都是惰性电极，通电一段时间后，在淀粉-KI 溶液中阳极周围变蓝色，则下列说法正确的是( )A ．若a 极变红，则在Pt 电极上：2I －－2e －===I 2，碘使淀粉变蓝B ．若b 极变红，则在Pt 电极上：4OH －－4e －===2H 2O ＋O 2↑，O 2将I －氧化为I 2，碘使淀粉变蓝C ．若a 极变红，则在Cu 电极上：开始时Cu －2e －===Cu 2＋，一段时间后2Cu 2＋＋4I －===2CuI ↓＋I 2，碘使淀粉变蓝D ．若b 极变红，则在Cu 极上：Cu －2e －===Cu 2＋，Cu 2＋显蓝色2．(2016·合肥模拟)用固体氧化物作为电解质的氢氧燃料电池电解Na2SO4溶液，已知固体氧化物在高温下允许氧离子(O2－)在其间通过，其工作原理如图所示(c、d均为惰性电极)。

下列有关说法正确的是()A．电路中电子流向为a→d→c→bB．电极b为负极，电极反应式为O2＋4e－===2O2－C．电解后烧坏中溶液pH增大D．理论上b极消耗气体和c极生成气体质量相等3．如图X是直流电源。

Y槽中c、d为石墨棒，Z槽中e、f是质量相同的铜棒。

接通电路后，发现d附近显红色。

(1)①电源上b为________极(用“正”、“负”、“阴”或“阳”填空)。

②Z槽中e为________极(同上)。

③连接Y、Z槽线路中，电子流动的方向是d________e(用“→”或“←”填空)。

(2)①写出c极上反应的电极反应式：________________________________________________________________________。

②写出Y槽中总反应的化学方程式：________________________________________________________________________。

③写出Z槽中e极上反应的电极反应式：________________________________________________________________________命题点(二)电解原理在生产中的应用4．(2016·全国乙卷)三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na＋和SO2－4可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。

下列叙述正确的是()A．通电后中间隔室的SO2－4离子向正极迁移，正极区溶液pH增大B．该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品C．负极区反应为2H2O－4e－===O2＋4H＋，负极区溶液pH降低D．当电路中通过1 mol电子的电量时，会有0.5 mol的O2生成5．某工厂采用电解法处理含铬废水，耐酸电解槽用铁板作阴、阳极，槽中盛放含铬废水，原理示意图如图。

下列说法不正确的是()A．A为电源正极B．阳极区溶液中发生的氧化还原反应为Cr2O2－7＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2OC．阴极区附近溶液pH降低D．若不考虑气体的溶解，当收集到H2 13.44 L(标准状况)时，有0.1 mol Cr2O2－7被还原6．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。

利用如图所示装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。

B极区电解液为________溶液(填化学式)，阳极电极反应式为__________________，电解过程中Li＋向________电极迁移(填“A”或“B”)。

命题点(三)与电化学有关的计算7.如图所示，A池用石墨电极电解pH＝13氢氧化钠溶液(100 mL)，B池c电极为纯铜，d电极为粗铜(含有杂质Fe、Ag)，溶液是足量CuSO4溶液，通电一段时间后停止，A池a极产生的气体在标准状况下为2.24 L，则下列说法正确的是()A．d电极质量一定减少6.4 gB．c电极质量一定增加6.4 gC．A池pH不变D．A池溶液质量减少3.6 g8．在1 L K2SO4和CuSO4的混合溶液中c(SO2－4)＝2.0 mol·L－1，用石墨电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4 L(标准状况)气体，则原溶液中c(K＋)为()A．2.0 mol·L－1B．1.5 mol·L－1C．1.0 mol·L－1D．0.50 mol·L－19.按如图所示装置进行实验，回答下列问题。

(1)判断装置的名称：A池为________，B池为________。

C1为_________极，C2为________极。

(2)若溶液X为滴有酚酞的KCl溶液①石墨棒C1的电极反应式为________________________________________________________________________，石墨棒C2附近发生的实验现象为__________________________________，溶液中的K＋向__________(填“C1”或“C2”)电极移动；②当C2极析出224 mL气体(标准状况时)，锌的质量变化________(填“增加”或“减少”)________g，此时B中的溶液的体积为200 mL，则pH为________。

(3)若溶液X为CuSO4溶液(足量)①B池中总反应的离子方程式为________________________________________________________________________；②反应一段时间后，A池中Cu电极增重3.2 g，要使B池溶液恢复到起始状态，向溶液中加入适量的________，其质量为________g。

(4)若溶液X为AgNO3溶液(足量)，C1为Ag电极(含杂质Cu)，C1的电极反应___________________，电路中通过2 mol电子后，C2的质量________(填“增加”或“减少”)________g，AgNO3溶液的浓度________(填“变大”、“不变”或“变小”)。

考点(三)金属的腐蚀与防护1．牢记金属腐蚀的2类比较(1)(2)①一般来说可用下列原则判断：电解池原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀；②对同一金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中；③活泼性不同的两种金属，活泼性差别越大，腐蚀越快；④对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，金属腐蚀的速率越快。

2．掌握金属防护的2种方法(1)加防护层如在金属表面加上油漆、搪瓷、沥青、塑料、橡胶等耐腐蚀的非金属材料；采用电镀或表面钝化等方法在金属表面镀上一层不易被腐蚀的金属或生成一层致密的薄膜。

(2)电化学防护①牺牲阳极的阴极保护法——原电池原理：正极为被保护的金属，负极为比被保护的金属活泼的金属；②外加电流的阴极保护法——电解原理：阴极为被保护的金属，阳极为惰性电极。

1．(2016·滕州模拟)用下列装置能达到预期目的的是()A．甲图装置可用于电解精炼铝B．乙图装置可得到持续、稳定的电流C．丙图装置可达到保护钢闸门的目的D．丁图装置可达到保护钢闸门的目的2．利用下图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间。

下列说法不正确的是()A．a处发生吸氧腐蚀，b处发生析氢腐蚀B．一段时间后，a处液面高于b处液面C．a处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小D．a、b两处具有相同的电极反应式：Fe－2e－===Fe2＋3．下列与金属腐蚀有关的说法中正确的是( )A ．图1中，铁钉易被腐蚀B ．图2中，滴加少量KSCN 溶液，生成红色沉淀C ．图3中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀D ．图4中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块相当于原电池的正极 4．判断正误(正确的划“√”，错误的划“×”)。

(1)钢铁在潮湿空气中比干燥空气中更容易生锈( )(2)钢铁发生析氢腐蚀时，H ＋得电子释放出H 2，钢铁被腐蚀( )(3)钢铁发生吸氧腐蚀时，OH －失电子释放出O 2，钢铁被腐蚀( ) (4)船底镶嵌锌块，锌发生还原反应而被消耗，以保护船体( ) (5)外加电源的正极连接在海水中的钢铁闸门上，可保护闸门( ) (6)金属作原电池的负极时被保护( )(7)生活、生产中钢铁被腐蚀的原理主要是负极发生反应：Fe －3e －===Fe 3＋( ) 5．如图所示水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天后观察：(1)铁钉在逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于________(填“化学”或“电化学”)腐蚀。