第六章第三节电解池金属的腐蚀与防护考点电解原理的应用-课件新高考化学一轮复习

B．电解过程中废水的 pH 不发生变化
C．电解过程中有 Fe(OH)3 沉淀生成 D．电路中每转移 12 mol 电子，最多有 1 mol Cr2O27－被还原
解析：铁作阳极，反应为 Fe－2e－===Fe2＋，Fe2＋还原 Cr2O27－，反应过程 中阴极为 H＋放电同时 Fe2＋还原 Cr2O27－也消耗 H＋，c(H＋)变小，pH 变大， B 项错误。 答案：B
金属 Na、Ca、Mg、Al 等。
总方程式
阳极、阴极反应式
冶炼 钠
2NaCl(熔融)=电==解==2Na＋Cl2↑
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2Na＋＋2e－===2Na
冶炼 镁
MgCl2(熔融)=电==解==Mg＋Cl2↑
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：Mg2＋＋2e－===Mg
6．[双选]实验室以某燃料电池为电源模拟工业上用电解法治理亚硝酸盐对水体的

污染的装置如图所示，电解过程中 Fe 电极附近有 N2 产生。下列说法不正确的
是
()
A．电解过程中，装置甲中 Fe 电极附近溶液颜色变化为无色→黄色→浅绿色 B．b 电极的电极反应式：2NO3－＋10e－＋12H＋===N2↑＋6H2O C．装置乙的中间室中的 Na＋移向右室，Cl－移向左室 D．1 mol 甲醇参加反应时，整个装置能产生 0.6 mol N2
题点(二) 电解原理在治理废水方面的应用
4．用电解法处理酸性含铬废水(主要含有 Cr2O27－)时，以铁板作阴、阳极，处
理过程中发生反应：Cr2O27－＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，最后
Cr3＋以 Cr(OH)3 形式除去。下列说法中错误的是
()
A．阳极反应为 Fe－2e－===Fe2＋
A．阳极电极反应为 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
B．H＋通过离子交换膜向阴极移动
C．苯酚被氧化的化学方程式为 C6H5OH＋28·OH===6CO2↑＋17H2O
D．每转移 0.7 mol e－两极室共产生气体体积为 11.2 L(标准状况)
解析：根据题给信息可知，阳极上产生羟基自由基，故阳极反应为 H2O－e－===·OH＋H＋，A 项错误；H＋通过离子交换膜向阴极移动， B 项正确；苯酚被羟基自由基氧化为 CO2、H2O，配平化学方程式为 C6H5OH ＋28·OH===6CO2↑＋17H2O，C 项正确；阴极反应式为 2H＋＋2e－===H2↑，转 移 0.7 mol 电子，阴极产生 0.35 mol H2，阳极反应式为 H2O－e－===·OH＋H＋， 转移 0.7 mol 电子，生成 0.7 mol·OH，由 C6H5OH＋28·OH===6CO2↑＋17H2O 可知，0.7 mol·OH 参加反应，生成 0.15 mol CO2，故两极室共产生 0.5 mol 气 体，在标准状况下体积为 11.2 L，D 项正确。 答案：A
①阳离子交换膜的作用 阻止 OH－进入阳极室与 Cl2 发生副反应：Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O ， 阻止阳极产生的 Cl2 和阴极产生的 H2 混合发生爆炸。 ②a、b、c、d 加入或取出的物质分别是 精制饱和 NaCl 溶液 ； 含少量 NaOH 的水 、 淡盐水 、NaOH 溶液 ；X、Y 分别是 Cl2 、H2 。
把意念沉潜得下，何理不可得，把志气奋发得起，何事不可做。
鹰爱高飞，鸦栖一枝。(2)总反应方程式 ①化学方程式： 2NaCl＋2H2O=电==解==2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
②离子方程式： 2Cl－＋2H2O=电==解==2OH－＋H2↑＋Cl2↑ 。
(3)应用：氯碱工业——制 Cl2、H2 和 NaOH
是
()
A．乙烯应通入阴极区
B．移出交换膜前存在反应 Cl2＋H2
＋HClO
C．使用 Cl－ 交换膜阻止 OH－ 通过，可使 Cl2 生成区的 pH 逐渐减小
D．制备过程的总反应为 H2C===CH2＋H2O===H2↑＋C2H4O
解析：环氧乙烷的制备原理：Cl－在阳极被氧化生成 Cl2，Cl2 与水发生反应 Cl2 ＋H2O HCl＋HClO，HClO 与乙烯发生加成反应生成 HOCH2CH2Cl；阴极区 水电离出的氢离子放电生成氢气，同时产生氢氧根，电解结束，移出交换膜，两
志雄之心所 志向四，海金，石万为里开望，风谁尘能。御之?
Zn、Au、Ag
均不溶解，形成阳极泥而沉淀
(
)
鱼壮跳志龙 与门毅往力上是游事。业的双翼。
(3)电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中 人褴生褛各 衣有内志可。藏志。
与沧其海当 可一填辈山子可乌移鸦，，男莫儿如志当气一当次如鹰斯。
c(Cu2＋)均保持不变
过电解 CO2 制备 CO，其原理如图所示。下列说法错误的是
()
A．a 接电源的正极 B．陶瓷电极 A 的电极反应式为 CO2＋2e－===CO＋O2－ C．该电解池工作时，固体电解质中 O2－向电极 B 移动 D．可以用 Fe 作电极 B，电极反应式为 2O2－－4e－===O2↑
解析：选项 A，CO2 转化为 CO 发生了还原反应，故陶瓷电极 A 为阴极， a 应当与电源的负极相连，错误。选项 B，阴极上的电极反应式为 CO2＋ 2e－===CO＋O2－，正确。选项 C，该电解池工作时，固体电解质中 O2－向 阳极移动，电极 B 为阳极，所以 O2－向电极 B 移动，正确。选项 D，Fe 为活泼金属，而电极 B 为阳极且该电极上应该生成 O2，故不能用 Fe 作阳 极，错误。 答案：AD
顶不天为立 穷地变奇节男，子不，为要贱(把易1乾志)电坤。扭解转来饱。 和食盐水制碱时，用 Fe 作阴极可增强导电性
不人要生志 各气有高志大。，倒要俯就卑微的人。不要自以为聪明。
()
燕鸟雀不安 展知翅鸿膀鹄难之高志飞哉。。
(2)电解精炼铜时，杂质 志人高不山 可峰以矮有，傲路气从，脚但下不伸可。以无傲骨
[题点全盘查]
题点(一) 电解原理在物质制备中的应用
1．(2020·山东等级考)采用惰性电极，以去离子水和氧气
为原料通过电解法制备双氧水的装置如图所示。忽略
温度变化的影响，下列说法错误的是
()
A．阳极反应为 2H2O－4e－===4H＋＋O2↑ B．电解一段时间后，阳极室的 pH 未变
C．电解过程中，H＋由 a 极区向 b 极区迁移
2．(2021 年 1 月新高考 8 省联考·广东卷)环氧乙烷(C2H4O)常用于医用消毒，一 种制备方法为：使用惰性电极电解 KCl 溶液，用 Cl－交换膜将电解液分为
阴极区和阳极区，其中一区持续通入乙烯；电解结束，移出交换膜，两区
混合反应： HOCH2CH2Cl＋OH－===Cl－＋H2O＋C2H4O。下列说法错误的
2．[双选]利用电解法可将含有 Fe、Zn、Ag、Pt 等杂质的粗铜提纯。下列叙
述中正确的是
()
A．电解时以精铜作阳极
B．电解时阴极上发生的反应为 Cu2＋＋2e－===Cu
C．粗铜连接电源的负极，其电极反应为 Cu2＋＋2e－===Cu
D．电解后，电解槽底部会形成含有少量 Ag、Pt 等金属的阳极泥
极 电极反应 电解质溶液
Cu2＋＋2e－===Cu 含Cu2＋的盐溶液
电解精炼铜时，粗铜中的Ag、Au等不反应，沉积在电解池底
部形成阳极泥
[微点拨] 电镀 Cu 时，电镀液 CuSO4 浓度不变，电解精炼 Cu 时，电解 液浓度变小。
3．电冶金
本质为 Mn＋＋ne－===M，利用电解熔融盐(或氧化物)的方法来冶炼活泼
5．(2021·潍坊模拟)一种新型的电解废水处理技术是以活性炭为电极板和粒子
凝胶颗粒填充的电解装置(如图所示)。该装置电解过程中产生的羟基自由
基(·OH)氧化能力极强，能氧化苯酚生成 CO2、H2O。下列说法错误的是
()
与其当一辈子乌鸦，莫如当一次鹰。 顶天立地奇男子，要把乾坤扭转来。 不为穷变节，不为贱易志。 人不可以有傲气，但不可以无傲骨 顶天立地奇男子，要把乾坤扭转来。 雄心志四海，万里望风尘。 雄心志四海，万里望风尘。 志高山峰矮，路从脚下伸。 沧海可填山可移，男儿志气当如斯。 把意念沉潜得下，何理不可得，把志气奋发得起，何事不可做。
解析：根据题意，装置甲是电解池，装置乙是原电池。装置乙中 b 电极上 NO－3 得电子转化为 N2，b 极为正极，则 a 电极为负极，进而推知装置甲 中 Fe 电极是阳极。A 项，电解过程中，装置甲中 Fe 电极发生的反应为 Fe－2e－===Fe2＋，然后 Fe2＋和 NO－2 发生反应 2NO－2 ＋8H＋＋6Fe2＋===N2↑ ＋6Fe3＋＋4H2O，Fe 电极附近溶液颜色变化为无色→浅绿色→黄色，错误； B 项，b 电极为正极，正极上 NO3－得电子生成 N2，电极反应式为 2NO3－＋ 10e－＋12H＋===N2↑＋6H2O，正确；C 项，根据原电池中离子移动方向判 断，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，正确；D 项，a 电极的电极 反应式为 CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋，1 mol CH3OH 参加反应 时，装置乙中能产生 0.6 mol N2，电路中通过电子 6 mol，装置甲中能产 生 0.5 mol N2，整个装置共产生 1.1 mol N2，错误。 答案：AD
2．电镀和电解精炼铜
电镀(铁制品上镀Cu)
电解精炼铜
电极材料
阳 极
电极反应
镀层金属铜 Cu－2e－===Cu2＋
粗铜(含Zn、Fe、Ni、
Ag、Au等杂质) Cu－2e－===Cu2＋、
Zn－2e－===Zn2＋、 Fe－2e－===Fe2＋、 Ni－2e－===Ni2＋
阴 电极材料
待镀铁制品
精铜
D．电解一段时间后，a 极生成的 O2 与 b 极反应的 O2 等量
解析：结合题图，可知 a 极上产生 O2，发生的反应为水被氧化生成 O2 的反应，即 a 极为阳极，b 极为阴极，A 项正确；电解一段时间后，溶液 中 H＋浓度未变，即阳极室的 pH 未变，B 项正确；电解过程中 H＋通过质 子交换膜，从 a 极区向 b 极区迁移，C 项正确；由阴、阳极的电极反应式， 可知电解一段时间后，b 极消耗 O2 的量是 a 极生成 O2 的量的 2 倍，即 a 极生成的 O2 与 b 极反应的 O2 的量不相等，D 项错误。 答案：D
冶炼 铝
2Al2O3(熔融)=冰=电=晶=解=石== 4Al＋ 3O2↑
阳极：6O2－－12e－===3O2↑ 阴极：4Al3＋＋12e－===4Al
[微点拨] ①工业上不能电解熔融 MgO、AlCl3 制 Mg 和 Al。 ②冶炼 Al 时用冰晶石作 Al2O3 的溶剂。
基础回扣训练
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
()
困贫，困你 教是会人贫类困艺者术一的切源。泉，你将伟大的灵感赐予诗人。
桐人山生万 各里有丹志山。路，雄(风4清)粗于老铜风声电解精炼时，若电路中通过 2 mol e－，阳极减少 64 g
()
(5)用电解法冶炼活泼金属时，不能电解相应化合物的水溶液
()
答案：(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√
答案：BD
3．若要在铁制品表面镀镍，电镀液用硫酸镍溶液，则镍应与电源的________ 极相连，铁制品应与电源的________极相连。阴极和阳极上的电极反应分 别为____________________、____________________。电镀过程中硫酸镍 溶液中溶质的浓度会________(填“增大”“减小”或“不变”)。 答案：正 负 Ni2＋＋2e－===Ni Ni－2e－===Ni2＋ 不变
有志登山顶，无志站山脚。
莫才对为自没一 清 志身明气之志的谋自人，高，而。路有程天显阳下得之远极志;对。没：有银2钱C的人l－，－城镇2显e得－远=。==Cl2↑(反应类型：氧化反应)，
穷人的孩子早当家。
阴极： 人生各有志。
沧海可填山可移，男儿志气当如斯。
2H＋＋2e－===H2↑
(反应类型：还原反应)。
确；根据分析可知该反应过程中 KCl 并没有被消耗，实际上是水、乙烯反应，
总反应为 H2C===CH2＋H2O===H2↑＋C2H4O，故 D 正确。
答案：A
3．[双选]中科院功能纳米结构设计与组装重点实验室科研团队以“铆合”了
纳米金属 Ni 催化剂的 SrTiO3 基陶瓷为电极，以固体氧化物为电解质，通
第三节 电解池 金属的腐蚀与防护
课标 要求 1．认识电能转化为化学能的实际意义及其重要应用。 2．了解电解池的工作原理，认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。 3．了解金属发生电化学腐蚀的本质，知道金属腐蚀的危害，了解防止金属腐蚀
的措施。
考点(二) 电解原理的应用
1．电解饱和食盐水
雄心志四海，万里望风(尘1。)电极反应
区混合反应： HOCH2CH2Cl＋OH－===Cl－＋H2O＋C2H4O。阳极区产生 HClO， 所以乙烯通入阳极区，故 A 错误；根据分析可知阳极氧化生成的氯气会与水发
生反应 Cl2＋H2
＋HClO，故 B 正确；根据分析可知阳极区会产生 HCl，
使用 Cl－ 交换膜阻止 OH－ 通过，HCl 的浓度不断增大，pH 逐渐减小，故 C 正