2020高考化学一轮复习第六章第3讲电解池、金属的腐蚀与防护教案新人教版

第3讲电解池、金属的腐蚀与防护【2020·备考】最新考纲：1.理解电解池的构成、工作原理及应用。

2.能书写电极反应和总反应方程式。

3.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。

核心素养：1.变化观念与平衡思想：认识化学变化的本质是有新物质生成，并伴有能量的转化；能多角度、动态地分析电解池中发生的反应，并运用电解池原理解决实际问题。

2.科学精神与社会责任：肯定电解原理对社会发展的重大贡献，具有可持续发展意识和绿色化学观念，能对与电解有关的社会热点问题做出正确的价值判断。

考点一电解原理（频数：★★★难度：★★☆）名师课堂导语电解原理是电化学重要的理论基础，掌握好放电顺序，总结好电解规律，是解答好电解原理应用题的前提。

另外对于设题方式多且灵活多变的实物图分析问题，应加以关注。

1.电解定义在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。

2.能量转化形式电能转化为化学能。

3.电解池（1）构成条件①有与电源相连的两个电极。

②电解质溶液（或熔融盐）。

③形成闭合电路。

（2）电极名称及电极的反应式（如图）（3）电子和离子的移动方向（惰性电极）4.电解过程（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。

（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－>最高价含氧酸根离子。

（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。

1.不要忘记水溶液中的H＋和OH－，不要把H＋、OH－误加到熔融电解质中。

2.最常用的放电顺序：阳极：活泼金属（一般指Pt、Au以外的金属）>Cl－>OH－；阴极：Ag ＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋，但如果离子浓度相差十分悬殊，离子浓度大的也可以先放电，如理论上H ＋的放电能力大于Zn2＋，由于溶液中c（Zn2＋）≥c（H＋），则先在阴极上放电的是Zn2＋，例如铁上镀锌时，放电顺序：Zn2＋>H＋。

5.惰性电极电解电解质溶液的产物判断（图示）[速查速测]1.（易混点排查）正确的打“√”，错误的打“×”（1）电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程（√）（2）电解CuCl2溶液，阴极逸出的气体能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色（×）（3）电解时，电子的移动方向为：电源负极→阴极→阳极→电源正极（×）（4）电解盐酸、硫酸等溶液，H＋放电，溶液的pH逐渐增大（×）（5）用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，加入Cu（OH）2可使电解质溶液恢复到电解前的情况（×）2.（教材知识拓展题）要实现反应：Cu＋2HCl===CuCl2＋H2↑，设计了下列四个实验，你认为可行的是（）解析铜与盐酸不能直接发生反应，由于不是能自发进行的氧化还原反应，故不能设计成原电池，即A、B选项不符合；由于铜失去电子，故铜作阳极，与电源的正极相连，选项C符合。

答案 C3.（探究思考题）用惰性电极电解2 mol·L－1 NaCl和1 mol·L－1 CuSO4的混合溶液，可看做两个电解阶段，试判断在两个阶段中阴、阳两极得到的产物是什么？并写出相应的电极反应式。

第一阶段：阳极产物，电极反应_____________________________________________________________________；阴极产物，电极反应_____________________________________________________________________。

第二阶段：阳极产物，电极反应_____________________________________________________________________。

阴极产物，电极反应_____________________________________________________________________。

答案Cl22Cl－－2e－===Cl2↑Cu Cu2＋＋2e－===CuO24OH－－4e－===2H2O＋O2↑H24H＋＋4e－===2H2↑[A组基础知识巩固]1.下列装置的线路接通后，经过一段时间，溶液的pH明显减小的是（）解析A项，该装置是原电池装置，H＋放电生成氢气，溶液的pH增大，A项错误；B项，阳极：Cu－2e－＋2OH－===Cu（OH）2↓，阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，总反应为：Cu＋2H2OCu（OH）2＋H2↑，pH增大，B项错误；电解食盐水，总反应为：2NaCl＋2H2O2NaOH ＋H2↑＋Cl2↑，生成氢氧化钠使溶液的pH增大，C项错误；电解硫酸铜溶液的总反应为：2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，溶液的pH减小，D项正确。

答案 D2.下图为直流电源电解稀Na2SO4溶液的装置。

通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液。

下列实验现象中正确的是（）A.逸出气体的体积，a电极的小于b电极的B.一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体C.a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色D.a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色解析电解Na2SO4溶液时，a为阴极：4H＋＋4e－===2H2↑，b为阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O；a极周围由于H＋放电溶液呈碱性，石蕊显蓝色，b极周围由于OH－放电溶液呈酸性，石蕊显红色。

答案 D3.（2018·河南豫南九校质量考评）如图所示，在一定电压下用惰性电极电解由等物质的量浓度的FeCl2、HCl组成的混合溶液。

已知在此电压下，阴、阳离子根据放电能力顺序，都可能在阳极放电，下列分析正确的是（）A.C1电极上的电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑B.C1电极处溶液首先变黄色C.C2电极上可依次发生的电极反应为Fe2＋－e－===Fe3＋、2Cl－－2e－===Cl2↑D.当C1电极上有2 g物质生成时，就会有2N A个电子通过溶液发生转移解析C1电极与电源的负极相连，作阴极，溶液中的H＋在阴极放电，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，A错误；C1电极上H ＋放电生成H2，C2电极与电源的正极相连，作阳极，Fe2＋的还原性强于Cl－，则依次发生的电极反应为Fe2＋－e－===Fe3＋、2Cl－－2e－===Cl2↑，故C2电极处溶液首先变黄色，B错误，C正确；电子只能通过导线传递，不能通过溶液传递，D错误。

答案 C【原创总结】以惰性电极电解电解质溶液的类型和规律说明：请同学们写出上述实例中的半反应和总反应的离子方程式，并分析电解后溶液的pH 变化。

[B组考试能力过关]4.（海南高考）以石墨为电极，电解KI溶液（其中含有少量酚酞和淀粉）。

下列说法错误的是（）A.阴极附近溶液呈红色B.阴极逸出气体C.阳极附近溶液呈蓝色D.溶液的pH变小解析以石墨为电极，电解KI溶液，发生的反应为2KI＋2H2O2KOH＋H2↑＋I2（类似于电解饱和食盐水），阴极产物是H2和KOH，阳极产物是I2。

由于溶液中含有少量的酚酞和淀粉，所以阳极附近的溶液会变蓝（淀粉遇碘变蓝），阴极附近的溶液会变红（溶液呈碱性），A、B、C正确；由于电解产物有KOH生成，所以溶液的pH逐渐增大，D错误。

答案 D5.（北京高考）用石墨电极电解CuCl2溶液（见图）。

下列分析正确的是（）A.a端是直流电源的负极B.通电使CuCl2发生电离C.阳极上发生的反应：Cu2＋＋2e－===CuD.通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体解析根据溶液中离子移动方向可知，U型管左侧电极是阴极，连接电源的负极，a端是电源的负极，A正确；通电使CuCl2发生电解，不是电离，B错误；阳极发生氧化反应，Cl－在阳极放电2Cl－－2e－===Cl2↑，C错误；Cl－发生氧化反应，在阳极放电生成Cl2，D错误。

答案 A6.（1）（2017·江苏高考）电解Na2CO3溶液，原理如图所示。

阳极的电极反应式为_________________________________________________________________，阴极产生的物质A的化学式为______________________________________。

（2）（2015·山东高考）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”）。

解析（1）电解Na2CO3溶液，实际上是电解水，观察电解池装置可知，阳极产物有NaHCO3和O2，则阳极反应式为4CO2－3＋2H2O－4e－===4HCO－3＋O2↑，阴极发生还原反应，2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，产物为H2。

（2）根据电解装置图，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液，B极区产生H2，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，OH－与Li＋结合生成LiOH，所以B极区电解液应为LiOH溶液，B电极为阴极，则A电极应为阳极，阳极区电解液应为LiCl溶液，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑。

电解过程中，阳离子向阴极迁移，则Li＋向B电极迁移。

答案（1）4CO2－3＋2H2O－4e－===4HCO－3＋O2↑H2（2）LiOH 2Cl－－2e－===Cl2↑ B考点二 电解原理的应用（频数：★★★ 难度：★★☆）名师课堂导语 电解原理的综合应用是高考考查的重要内容，在掌握好电解原理基本应用的基础上，要特别关注电解在物质制备、污水处理等方面的拓展应用，在分析电解装置时，应注意半透膜的作用。

1.电解饱和食盐水 （1）电极反应阳极反应式：2Cl －－2e －===Cl 2↑（氧化反应） 阴极反应式：2H ＋＋2e －===H 2↑（还原反应） （2）总反应方程式2NaCl ＋2H 2O=====电解2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑离子反应方程式：2Cl －＋2H 2O=====电解2OH －＋H 2↑＋Cl 2↑ （3）应用：氯碱工业制烧碱、氢气和氯气阳极：钛网（涂有钛、钌等氧化物涂层）。