高考化学一轮复习第6章第3节电解池金属的电化学腐蚀与防护课件

(3)用铜作电极电解 HCl 溶液。 阳极反应式：_____________________________； 阴极反应式：___________________________； 总反应离子方程式：__________________________。 (4)用 Al 作阳极，电解 H2SO4 溶液，铝材表面形成氧 化膜。 阳极反应式：_____________________________； 阴极反应式：_____________________________； 总反应化学方程式：__________________________。
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．电解一段时间后，将全部电解液转移到同一烧杯 中，充分搅拌后溶解呈中性 解析：A、B 电极反应式分别为 4H2O＋4e－===2H2↑ ＋4OH－、2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，相同温度和压强下， A 电极生成气体体积大于 B 电极，A 错误；阳极上生成 O2，阴极上生成 H2，O2 和 H2 都是无色无味气体，B 错 误；由电极反应式知，A 电极附近溶液呈碱性，B 电极附 近溶液呈酸性，则 A 电极溶液呈蓝色，B 电极溶液呈红 色，C 错误；惰性电极电解稀的 Na2SO4 溶液，实际是电 解水，将全部电解液转移到同一烧杯中，充分搅拌后溶液
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)Cu－2e－===Cu2＋ 2H＋＋2e－===H2↑ Cu＋2H＋=电==解==Cu2＋＋H2↑
(5)粗铜电解精炼时，若电路中通过 2 mol e－，阳极减 少 64 g。( )
答案：(1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
D．1×10－7mol·L－1
解析：根据电解规律可知，阴极反应：Cu2＋＋2e－===Cu，
增重 0.064 g，应是 Cu 的质量，根据总反应方程式：
2Cu2＋＋2H2O=电==解==2Cu＋O2↑＋4H＋ 2×64 g 4 mol0.064 g Nhomakorabeax
解得
x ＝ 0.002
mol
，
c(H
＋
)
＝
0.002 0.5
阳
Zn－2e－===Zn2＋、
极 电极 Cu－2e－ Fe－2e－===Fe2＋、
反应 ===Cu2＋ Ni－2e－===Ni2＋、
Cu－2e－===Cu2＋
阴极
电极材料 电极反应
待镀金属铁 _纯__铜__ Cu2＋＋2e－===Cu
电解质溶液
含 Cu2＋的盐溶液
注：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__
3.电冶金 利用电解熔融盐或氧化物的方法来冶炼活泼金属 Na、Ca、Mg、Al 等。 (1)冶炼钠。
2NaCl(熔融)=电==解==2Na＋Cl2↑ 阳极反应式：2_C_l_－_－__2_e_－_=_=_=_C__l2_↑_； 阴极反应式：2_N__a_＋_＋__2_e_－_=_=_=_2_N_a_。 (2)冶炼镁。 MgCl2(熔融)=电==解==Mg＋Cl2↑ 阳极反应式：_2_C_l_－_－__2_e_－_=_=_=_C__l2_↑_； 阴极反应式：_M__g_2＋_＋__2_e_－_=_=_=_M__g___。
(2)阳极：若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子， 发生氧化反应。若是惰性电极作阳极，则仅是溶液中的阴离 子放电，常见离子的放电顺序为 S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含 氧酸根离子。
4．惰性电极电解电解质溶液的四种类型
类型 电极反应特点
电解质 电解质
电解质溶
pH
溶液 浓度
液复原
阴极：4H＋＋4e－ 强碱
答案：A
考向2 关于电解的相关计算
3．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( )
A．4×10－3mol·L－1
B．2×10－3mol·L－1
C．1×10－3mol·L－1
(3)冶炼铝。 2Al2O3(熔融)N=a电=3=A解=l=F64Al＋3O2↑ 阳极反应式：6_O__2－_－__1_2_e_－_=_=_=_3_O__2_↑_； 阴极反应式：4_A_l_3_＋_＋__1_2_e－_=__=_=_4_A_l_。
辨析拓展 1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)电解熔融的氯化钠可以制取烧碱、氯气、氢气。 () (2)电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料。 () (3)电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中 c(Cu2＋)均 保持不变。( ) (4)用铜作阳极、石墨作阴极电解 CuCl2 溶液时，阳 极电极反应式为 2Cl－－2e－===Cl2↑。( )
(式中 M 为金属，n 为其离子的化合价数值) 该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电 极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计 算问题。
考点二 电解原理的应用
1．氯碱工业 (1)电极反应。 阳极：2_C__l－__－__2_e－_=_=__=_C_l_2↑_ (氧__化___反应)； 阴极：2_H__＋_＋__2_e_－_=_=_=_H__2↑__ (还__原___反应)。 (2)总反应方程式： _2_N_a_C__l＋__2_H__2_O_=_电=_=_解=_=__2_N_a_O__H_＋__H__2↑__＋__C__l2_↑_____。
mol L
＝
4
×
10
－
3
mol·L－1。
答案：A
4．用惰性电极电解一定浓度的 CuSO4 溶液时，通电
一段时间后，向所得的溶液中加入 0.1 mol Cu2(OH)2CO3
后恰好恢复到电解前的浓度和 pH(不考虑二氧化碳的溶
解)。则电解过程中转移电子的物质的量为( )
A．0.4 mol
B．0.5 mol
解析：由题意知 a 极板质量增加，a 应为阴极，则 b 为阳极，x 为电源负极，y 为电源正极，参考各个选项知， A 项符合，电解时，a 极板有 Cu 附着，b 极板有 O2 放出； B 项不符合，电解时 a 极板无质量变化；C 项不符合，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；D 项不符合，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。
渐增大。( ) 答案：(1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
2．按要求书写有关的电极反应式及总反应方程式。 (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：__________________________。 (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：__________________________。
呈中性，D 正确。 答案：D
2．如图所示，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( )
选项 A B C D
a极板 锌
石墨 银 铜
b极板 石墨 石墨
铁 石墨
x电极 负极 负极 正极 负极
z溶液 CuSO4 NaOH AgNO3 CuCl2
无氧酸(HCl) 电解 电解质电离出的 电解 阴、阳离子分别在 不活泼金属的
增大 不__变__ 加水
减小
_增__大_
__通__入__H_C__l _ _气__体___
质型 两极放电
无氧酸盐
减小 － 加氯化铜
(CuCl2)
放 H2 生 碱型
阴极：H2O 放 活泼金属的
H2 生成碱 无氧酸盐
阳极：电解质阴
(3)设备装置。
装置
离子交换膜电解槽
阳极 钛网(涂有钛、钌等氧化物涂层)
阴极
碳钢网
阳离子 交换膜
①只允许阳离子通过，能阻止阴离 子和气体通过 ②将电解槽隔成阳极室和阴极室
2.电镀和电解精炼铜
项目
电镀(Fe 表面 镀 Cu)
电解精炼铜
电极
_粗__铜___ (含 Zn、Fe、Ni、
镀层金属铜
材料
Ag、Au 等杂质)
离子放电
(NaCl)
放 O2 生 酸型
阴极：电解质阳
不活泼金属
离子放电
的含氧酸盐
阳极：H2O 放
O2 生成酸
(CuSO4)
生成新 增__大__
电解质
通入 HCl 气体
生成新
加氧化
减__小__
电解质
铜
辨析拓展 1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)电解质溶液导电、金属导电都是物理变化。( ) (2)直流电源跟电解池连接后，电子从电源负极流向 电解池阳极。( ) (3)电解稀硫酸制 H2、O2 时铜作阳极。( ) (4)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。( ) (5)电解盐酸、硫酸等溶液，H＋放电，溶液的 pH 逐
电解 ===2H2↑
(NaOH)
水型 阳极：4OH－－4e－ 含氧酸
===2H2O＋O2↑ (H2SO4)
增大 增大
_增__大_ _减__小_
加__水__ 加__水__
阴极：4H＋＋4e－
电解 ===2H2↑ 阳极：4OH－－
水型 4e－===2H2O＋ O2↑
活泼金属的含 氧酸盐 (Na2SO4)
答案：C
电解计算中常用的三种方法 (1)根据总反应式计算。 先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反 应式列出比例式计算。 (2)根据电子守恒计算。 ①用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相 同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。 ②用于混合溶液中电解的分阶段计算。
(3)根据关系式计算。 根据得失电子守恒定律建立起已知量与未知量之间 的桥梁，构建计算所需的关系式。 如以通过 4 mol e－为桥梁可构建如下关系式：
(4)2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋ 6H＋＋6e－===3H2↑ 2Al＋3H2O=电==解==Al2O3＋3H2↑
考向1 电解的原理与规律 1．如图是一个石墨作电极，电解稀的 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。下列有关叙述正确的是( )
第六章 化学反应与能量
第 3 节 电解池 金属的电化学腐蚀与防护
[考纲要求] 1．理解电解池的构成、工作原理及应用，能书写电 极反应式和总反应方程式。 2．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。
考点一 电解原理 1．电解与电解池
2．电解池的构成及工作原理
3．阴、阳两极上的放电顺序 阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程叫放电。离 子的放电顺序取决于离子本身的性质即离子得失电子的 能力，另外也与_离__子__的__浓__度__及电极材料有关。 (1)阴极：阴极上放电的总是溶液中的阳离子，与电 极材料无关。阳离子放电顺序为 Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋ (酸)>Fe2＋>Zn2＋。 (在溶液中 Al3＋、Mg2＋、Na＋、Ca2＋、K＋等是不会在 阴极上放电的，但在熔融状态下的物质中会放电)
C．0.6 mol
D．0.8 mol
解析：电解硫酸铜溶液时，开始发生反应：2CuSO4
＋
2H2O
电解 =====
2Cu
＋
O2
↑
＋
2H2SO4
，
后
来
发
生
反
应
：
2H2O=电==解==2H2↑＋O2↑。如果只按照第一阶段的电解，
反应后只需要加入氧化铜或碳酸铜即可恢复原电解质溶 液。而题目中加入的是碱式碳酸铜，相当于加入了 0.2 mol 氧化铜和 0.1 mol 水，而 0.1 mol 水是第二阶段的反应所 消耗的，该阶段转移了 0.2 mol 电子，第一阶段转移了 0.4 mol 电子，即一共转移了 0.6 mol 电子，C 项正确。