最新-2021年高考化学一轮课件：第6章第3讲 电解池 金属的电化学腐蚀与防护 精品

(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。 2．注意问题 (1)书写电解池中电极反应式时，要以实际放电的离子 表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成分子 式。
(2)要确保两极电子转移数目相同，且注明条件“电 解”。
考点二 电解原理的应用
1．电解饱和食盐水 (1)电极反应：
□ 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑( 1 ________反应)
□ 阴极：2H＋＋2e－===H2↑( 2 ________反应)
□ (2)总反应方程式： 3 ____________________。 □ 离子方程式： 4 ________________________。
(3)应用：氯碱工业制烧碱、氯气和氢气。
2．电镀和电解精炼铜
3．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。
总反应方程式 阳极、阴极反应式 □12____________
冶炼钠 □11____________ □13____________ □15____________
答案：□1 电流 □2 氧化还原反应 □3 电能转变为 化学能 □4 电源 □5 电解质溶液 □6 熔融盐 □7 闭 合回路 □8 阴 □9 阳 □10 还原 □11 氧化 □12 Cu2＋＋ □ □ 2e － ===Cu 13 2Cl － － 2e － ===Cl2 ↑ 14 Cu2 ＋ ＋ 2Cl －
2．电解池(也叫电解槽)
□ (1)概念：电解池是把 3 ______________的装置。
(2)构成条件：
□ ①有与 4 ________相连的两个电极。 □ □ ② 5 ________(或 6 ________)。 □ ③形成 7 ________。
(3)电极名称及电极反应式(如图)：
□ 总反应方程式： 14 __________________。
[示向题组] 1．利用如图所示装置，当 X、Y 选用不同材料时，可 将电解原理广泛应用于工业生产。下列说法中正确的是 ()
A．氯碱工业中，X、Y 均为石墨，X 附近能得到氢氧 化钠
B．铜的精炼中，X 是纯铜，Y 是粗铜，Z 是 CuSO4 C．电镀工业中，X 是待镀金属，Y 是镀层金属 D．外加电流的阴极保护法中，Y 是待保护金属
[示向题组] 1．(2015·山东高考)利用如图装置电解制备 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 ______________。
答案：LiOH 2Cl－－2e－===Cl2↑ 解析：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 2H＋＋2e－ ===H2↑，剩余 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↑。根据电流方向，电解过程中 Li＋向 B 电极迁移。
2NaCl(熔融)=电==解==2Na＋Cl2↑
□ □ □ 12 2Cl－－2e－===Cl2↑ 13 2Na＋＋2e－===2Na 14 □ MgCl2(熔融)=电==解==Mg＋Cl2↑ 15 2Cl－－2e－===Cl2↑ □ □ 16 Mg2＋＋2e－===Mg 17 2Al2O3(熔融)=电==解==4Al＋3O2 □ □ ↑ 18 6O2－－12e－===3O2↑ 19 4Al3＋＋12e－===4Al
冶炼镁 □14____________ □16____________ □18____________
冶炼铝 □17____________ □19____________
□ □ □ 答案： 1 氧化 2 还原 3 2NaCl＋2H2O=电==解== □ 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 4 2Cl－＋2H2O=电==解==2OH－＋H2 □ □ □ ↑＋Cl2↑ 5 镀层金属铜 6 粗铜 7 待镀金属 Fe □8 纯 铜 □9 含 Cu2 ＋ 的 盐 溶 液 □10 阳 极 泥 □11
(3)电解水溶液时，应注意放电顺序中 H＋、OH－之后 的离子一般不参与放电。
2．用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶液，在 电解的过程中，溶液的 pH 依次为升高、不变、降低的是 ()
A．AgNO3 CuCl2 Cu(NO3)2 B．KCl Na2SO4 CuSO4 C．CaCl2 KOH NaNO3 D．HCl HNO3 K2SO4
答案：D 解析：若铁作阳极，则铁失电子生成 Fe2＋， 则 CN－无法除去，故铁只能作阴极，A 项正确；阳极 Cl－ 放电生成 ClO－，该溶液又呈碱性，B 项正确；阳离子在阴 极得电子发生还原反应，H＋得到电子，C 项正确；因溶液 在 碱 性 条 件 下 ， 除 去 CN － 的 反 应 ： 2CN － ＋ 5ClO － ＋ H2O===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋2OH－，D 项错误。
电解
=====Cu＋Cl2↑ □15 负 □16 阴 □17 阳 □18 正 □19 阴 □20 阳
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)电解是把电能转变成化学能。( ) (2)电解是把化学能转变成电能。( ) (3)电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变 化。( )
(4)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以 实现。( )
(4)电子和离子移动方向：
□ □ ① 电 子 ： 从 电 源 15 ________ 极 流 向 电 解 池 的 16 □ □ ________极；从电解池的 17 ________极流向电源的 18
________极。
□ ②离子：阳离子移向电解池的 19 ________极；阴离子 □ 移向电解池的 20 ________极。
4．如下图所示，x、y 分别是直流电源的两极，通电 后发现 a 极板质量增加，b 极板处有无色无味的气体放出， 符合这一情况的是( )
a 极板 b 极板 x 电极 z 溶液
A锌 B 石墨
Hale Waihona Puke 石墨 石墨负极 CuSO4 负极 NaOH
C银 D铜
铁 石墨
正极 AgNO3 负极 CuCl2
答案：A 解析：由题意知 a 极板质量增加，a 应为阴 极，则 b 为阳极，x 为电源的负极，y 为电源正极。A 选项 中 a 极板为阴极，b 极板为阳极，参考各个选项知，A 项 符合，电解时 a 极有 Cu 附着，b 极有 O2 放出；B 项不符 合，电解时 a 极无质量变化；C 项阳极为 Fe，为活性电极， 电解时 Fe 在阳极放电溶解，无气体生成，故 C 项不符合； D 项电解时，Cl－在阳极放电生成 Cl2，Cl2 为黄绿色有刺激 气味的气体，与原题题意不符合。
方法规律 电解方程式的书写步骤和注意问题 1．方法步骤 (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(勿忘水溶液中的 H＋和 OH－)。
(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－>含氧酸根离 子。
[跟进题组] 3．(2015·四川高考)用下图所示装置除去含 CN－、Cl－废水中的 CN－时，控制溶液 pH 为 9～10，阳极产生的 ClO－将 CN－氧化为两种 无污染的气体，下列说法不正确的是( )
A．用石墨作阳极，铁作阴极 B．阳极的电极反应式为 Cl－＋2OH－ －2e－===ClO－ ＋H2O C．阴极的电极反应式为 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ D．除去 CN－的反应：2CN－＋5ClO－＋2H＋===N2↑＋ 2CO2↑＋5Cl－＋H2O
(5)任何水溶液电解时，必将导致氧化还原反应。( )
答案：(1)√ (2)× (3)√ (4)√ (5)√
2．按要求书写有关的电极反应式及总方程式。 (1)用惰性电极电解 AgNO3 溶液： 阳极反应式____________；阴极反应式____________； 总反应离子方程式 _____________________________________________。
(4)用铜作电极电解盐酸溶液 阳极反应式____________；阴极反应式____________； 总反应离子方程式 _____________________________________________。
答案：(1)4OH－－4e－===O2↑＋2H2O 4Ag＋＋4e－ ===4Ag 4Ag＋＋2H2O=电==解==4Ag＋O2↑＋4H＋ (2)2Cl－ － 2e － ===Cl2 ↑ 2H ＋ ＋ 2e － ===H2 ↑ Mg2 ＋ ＋ 2Cl － ＋ 2H2O=电==解==Mg(OH)2＋Cl2↑＋H2↑ (3)Fe－2e－===Fe2＋ 2H ＋ ＋ 2e － ===H2 ↑ Fe ＋ 2H2O =电==解== Fe(OH)2 ＋ H2 ↑ (4)Cu － 2e － ===Cu2 ＋ 2H ＋ ＋ 2e － ===H2 ↑ Cu ＋ 2H ＋ =电==解==Cu2＋＋H2↑
1．电镀铜时，Cu2＋浓度如何改变？电解精炼铜时， CuSO4 溶液的浓度是否改变？
答案：提示：电镀铜时，电解质溶液中的 Cu2＋浓度不 变；电解精炼铜时，粗铜中的 Zn、Fe、Ni 等比 Cu 活泼的 金属在阳极失去电子，阴极上只有 Cu2＋得电子，所以 CuSO4 溶液的浓度会降低。
2．电解精炼铜时，阳极泥是怎样形成的？ 答案：提示：粗铜中往往含有锌、铁、镍、银、金等 多种金属杂质，当含杂质的铜在阳极不断溶解时，金属活 动性位于铜之前的金属杂质，如 Zn、Fe、Ni 等也会同时 失去电子。金属活动性位于铜之后的银、金等杂质，因为 失去电子的能力比铜弱，难以在阳极失去电子变成阳离子 而溶解，所以当阳极的铜等失去电子变成阳离子溶解之后， 银、金等杂质以金属单质的形式沉积在电解槽底部，形成 阳极泥。
(2)用惰性电极电解 MgCl2 溶液 阳极反应式____________；阴极反应式____________； 总反应离子方程式 ____________________________________________。 (3)用铁作电极电解 NaCl 溶液 阳极反应式____________；阴极反应式____________； 总化学方程式 ____________________________________________。
必考部分
第六章 化学反应与能量转化
第3讲 电解池 金属的电化学腐蚀与防护
1.了解电解池的工作原理，能写出电
考纲展示 极反应式和电池反应方程式。2.理解
KAOGANGZH 金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐
ANSHI
蚀的危害和防止金属腐蚀的措施。
考点一 电解原理
1．电解
□ 使 1 ________通过电解质溶液(或熔融的电解质)而 □ 在阴、阳两极引起 2 ________的过程。
答案：D 解析：电解饱和食盐水时，阴极区得到 H2 和 NaOH；铜的电解精炼时，应用粗铜作阳极、纯铜作阴 极；电镀时，应以镀层金属作阳极、待镀金属作阴极。
2．将两个铂电极插入 500 mL CuSO4 溶液中进行电解， 通电一定时间后，某一电极增重 0.064 g(设电解时该电极无 氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢 离子浓度约为( )
答案：B 解析：由电解的工作原理可知：
类型
化学物质
pH 变化
放 O2 生酸型 放 H2 生碱型
CuSO4、AgNO3、 Cu(NO3)2
KCl、CaCl2
降低 升高
电解电 解质型
CuCl2 HCl
— 升高
NaNO3、Na2SO4、K2SO4
电解 H2O 型
KOH
不变 升高
HNO3
降低
归纳总结 惰性电极电解电解质溶液的四种类型