【附6套高考试卷】2020年化学第一轮总复习讲义：第6章第三节电解池金属的腐蚀与防护

第三节 电解池 金属的腐蚀与防护电解原理及规律(对应复习讲义第74页)1．电解⎭⎪⎬⎪⎫电解质溶液熔融电解质2．电解池(1)定义：电解池是把电能转变为化学能的装置。

(2)电解池的构成条件： ①有外接直流电源。

②有与电源相连的两个电极。

③形成闭合回路。

④电解质溶液或熔融电解质。

(3)电解池工作原理(以电解CuCl 2溶液为例)(4)电解原理示意图1．两极放电(氧化或还原)顺序(1)阴极：阳离子放电顺序：Ag ＋>Fe 3＋>Cu 2＋>H ＋(酸)>Fe 2＋>Zn 2＋>H ＋(水)>Al 3＋>Mg 2＋>Na ＋>Ca 2＋>K ＋。

(2)阳极：金属(Au 、Pt 除外)电极>S 2－>I －>Br －>Cl －>OH －>含氧酸根离子。

[注] ①阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。

②阳极材料若是金属电极(Au 、Pt 除外)，溶液中的阴离子不反应，电极金属失电子被氧化。

2．以惰性电极电解电解质溶液的规律＋2H2O角度1 电解原理分析1．如图所示为用固体二氧化钛(TiO2)生产海绵钛的装置示意图，其原理是TiO2中的氧解离进入熔融盐中而得到纯钛。

下列说法中正确的是( )A．a极是正极，石墨极是阴极B．反应后，石墨电极的质量不发生变化C．电解过程中，O2－、Cl－均向a极移动D．阴极的电极反应式为TiO2＋4e－===Ti＋2O2－D [TiO2发生还原反应得到纯钛，故加入高纯TiO2的电极是电解池的阴极，a极是电源的负极，石墨极是阳极，A项错误；O2－在阳极发生氧化反应生成O2，高温下，石墨与O2反应生成CO、CO2，导致石墨质量减小，B项错误；电解过程中，阴离子向阳极(石墨极)移动，C项错误；TiO2中的氧解离进入熔融盐而得到纯钛，发生了还原反应，生成了Ti和O2－，D项正确。

]2．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C [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。

](1)根据外接电源：正极连阳极，负极连阴极。

(2)根据电流方向：从阴极流出，从阳极流入。

(3)根据电子流向：从阳极流出，从阴极流入。

(4)根据离子流向：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。

(5)根据电极产物：a.阳极：电极溶解、逸出O2(或极区变酸性)或Cl2；b.阴极：析出金属、逸出H2(或极区变碱性)。

角度2 电解池中电极反应式与电解方程式的书写3．按要求书写(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)以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极反应式为________________________________________________________________________；阴极反应式为________________________________________________________________________。

(3)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：________________________________________________________________________。

(4)用铁作电极电解NaOH溶液阳极反应式：________________________________________________________________________；阴极反应式：________________________________________________________________________；总反应方程式：________________________________________________________________________。

(5)惰性电极电解浓度均为0.1 mol/L的NaCl和CuSO4的等量混合液，电解过程分三个阶段，写出三个阶段的两极反应式：第一阶段：__________，__________；第二阶段：__________，__________；第三阶段：____________，__________。

[答案] (1)4OH－－4e－===O2↑＋2H2O4Ag＋＋4e－===4Ag4Ag＋＋2H2O4Ag＋O2↑＋4H＋(2)2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋6H＋＋6e－===3H2↑(3)2Cl－－2e－===Cl2↑2H＋＋2e－===H2↑Mg2＋＋2Cl－＋2H2OMg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑(4)Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)22H＋＋2e－===H2↑Fe＋2H2OFe(OH)2＋H2↑(5)第一阶段：阴极：Cu2＋＋2e－===Cu阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑第二阶段：阴极：Cu2＋＋2e－===Cu阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑第三阶段：阴极：2H＋＋2e－===H2↑－－22(2)要确保两极电子转移数目相同，且总反应式注明条件“电解”。

(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。

电解原理的应用(对应复习讲义第75页)1．氯碱工业(1)电极反应阳极反应式：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应)阴极反应式：2H＋＋2e－===H2↑(还原反应)(2)总反应方程式2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑(3)氯碱工业生产流程图2．电镀与电解精炼铜利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。

(1)冶炼钠2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑电极反应：阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑；阴极：2Na＋＋2e－===2Na。

(2)冶炼铝2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑电极反应：阳极：6O2－－12e－===3O2↑；阴极：4Al3＋＋12e－===4Al。

判断正误(1)电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)均保持不变。

( )(2)电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料。

( )(3)电解冶炼镁、铝通常电解熔融MgCl2和Al2O3，也可以电解熔融MgO和AlCl3。

( )(4)电解精炼时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料。

( )(5)用Zn作阳极，Fe作阴极，ZnCl2作电解质溶液，由于放电顺序H＋＞Zn2＋，不可能在铁上镀锌。

( ) [提示] (1)×(2)×(3)×(4)√(5)×角度1 电解原理的一般应用1．(1)粗铜的电解精炼如图所示。

在粗铜的电解过程中，粗铜板应是图中电极________(填图中的字母)；在电极d上发生的电极反应式为________________________________________________________________________；若粗铜中还含有Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为________________________________________________________________________。

(2)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是________。

a．电能全部转化为化学能b．粗铜接电源正极，发生氧化反应c．溶液中Cu2＋向阳极移动d．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属[答案] (1)c Cu2＋＋2e－===Cu Au、Ag以单质的形式沉积在c(阳极)下方，Fe以Fe2＋的形式进入电解质溶液中(2)bd2．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] 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。

[答案] LiOH 2Cl－－2e－===Cl2↑ B角度2 电解原理的创新应用3．(2017·全国卷Ⅱ)用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4H2C2O4混合溶液。

下列叙述错误的是( )A．待加工铝质工件为阳极B．可选用不锈钢网作为阴极C．阴极的电极反应式为Al3＋＋3e－===AlD．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动C [该电解池阳极发生的电极反应为2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋，铝化合价升高失电子，所以待加工铝质工件应为阳极，A正确。