通用版2021版高考化学微一轮复习第22讲电解池金属腐蚀与防护学案20210509142

第22讲 电解池 金属腐蚀与防护考纲要求1.理解电解池的工作原理，能写出电极反响和电池反响方程式。

2.理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。

1．电解、电解池(1)电解：电解质溶液通电――→阴极 复原反响――→阳极 氧化反响(2)电解池：由电能转变为化学能的装置。

2．电解池的组成和工作原理(惰性电极电解CuCl 2溶液)总反响的离子方程式：Cu 2＋＋2Cl －=====电解Cu ＋Cl 2↑ 【多维考虑】1．电解质溶液通电时，一定会发生化学反响吗？为什么？提示：一定发生化学反响。

因为在电解池的阴极、阳极分别发生了复原反响和氧化反响，生成了新物质，所以一定有化学反响发生。

2．以铁片为电极电解ZnSO 4溶液，电解过程可分为2个阶段，写出第一阶段的电极反响式。

提示：阳极：Fe －2e －===Fe 2＋ 阴极：Zn 2＋＋2e －===Zn2．电极反响式的书写(1)首先判断阴、阳极，分析电极材料，判断是电极材料放电还是溶液中的离子放电。

阳极为金属活性电极时，电极材料放电。

(2)再分析溶液中的离子种类，根据离子放电顺序，分析电极反响，并判断电极产物，写出电极反响式。

(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反响。

3．电解化学方程式的书写(1)必须在长等号上标明通电或电解。

(2)只是电解质被电解，电解化学方程式中只写电解质及电解产物。

如电解CuCl 2溶液：CuCl 2=====电解Cu ＋Cl 2↑。

(3)只有水被电解，只写水及电解产物即可。

如：电解稀硫酸、电解NaOH 溶液、电解Na 2SO 4溶液时，化学方程式可以写为：2H 2O=====电解2H 2↑＋O 2↑。

(4)电解质、水同时被电解，那么都要写成反响物。

如电解饱和食盐水：2NaCl ＋2H 2O=====电解H 2↑＋Cl 2↑＋2NaOH 。

4．以惰性电极电解电解质溶液的类型和规律 考向一 电解池工作原理1．如图中两烧杯盛有一样电解质溶液，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 极板处有无色无味气体放出，符合这一情况的是( ) a 电极 b 电极 X 电极 溶液 A 锌 石墨 负极 CuSO 4 B石墨石墨正极NaOH项中的阳极反响：4OH －－4e －===O 2↑＋2H 2O ，C 项中的阳极发生反响：Fe －2e －===Fe 2＋，结合b 极板处有无色无味气体放出，那么A 正确，C 错误。

答案：A2．制备单质锰的实验装置如图，阳极以稀硫酸为电解液，阴极以硫酸锰和硫酸混合液为电解液，电解装置中箭头表示溶液中阴离子挪动的方向。

以下说法不正确的选项是( )A ．M 是电源的负极B ．左侧气孔逸出的气体可能为副产物H 2C ．电解槽中发生的总反响为MnSO 4＋2H 2O=====电解MnO 2＋H 2↑＋H 2SO 4 D ．右侧H 2SO 4的浓度增大解析：根据阴离子的挪动方向，石墨为阳极，铂为阴极，即N 为正极，M 为负极，电极反响式：铂电极为2Mn 2＋＋4e －===2Mn(副反响为2H ＋＋2e －===H 2↑)，石墨电极为4OH －－4e－===O 2↑＋2H 2O ，总反响为2MnSO 4＋2H 2O=====电解2Mn ＋O 2↑＋2H 2SO 4，结合右侧有H ＋生成和SO 2－4的进入，右侧H 2SO 4的浓度增大，故A 、B 、D 正确。

答案：C【技法归纳】 电解池电极的断定方法3．用铂电极电解一定浓度的以下物质的水溶液，在电解后的电解液中加适量水，能使溶液浓度恢复到电解前浓度的是( )A ．NaCl B.Na 2CO 3 C ．CuSO 4D.K 2S解析：加适量水能使溶液恢复到电解前的浓度，那么实际是电解水，故只有B 项符合条件。

答案：B4．用如图甲装置电解一定量的CuSO 4溶液，M 、N 为惰性电极。

电解过程实验数据如图乙所示。

x 轴表示电解过程中转移电子的物质的量，y 轴表示电解过程中产生气体的总体积。

那么以下说法不正确的选项是( )A ．电解过程中N 电极外表先有红色物质生成，后有气泡产生B ．A 点所得溶液只需参加一定量的CuO 固体就可恢复到起始状态C ．Q 点时M 、N 两电极上产生的气体在一样条件下体积一样D ．假设M 电极材料换成Cu 作电极，那么电解过程中CuSO 4溶液的浓度不变 解析：N 为电解池的阴极，根据放电顺序，首先Cu 2＋得电子生成红色物质Cu ，然后H＋得电子生成H 2，A 正确；根据图乙，OP 段阴极发生Cu 2＋得电子生成Cu 的反响，P 点后阴极H＋放电生成H 2，阳极反响一直是OH －失电子生成O 2，所以P 点以后相当于电解水，A 点只参加CuO 固体不能恢复到起始状态，B 错误；由图乙可以看出，OP 段电路通过a mol 电子，阳极生成氧气体积为b L ，PQ 段又通过a mol 电子，阳极生成氧气体积为b L ，那么到Q 点时，阳极共生成氧气2b L ，生成氢气为(4b －2b)L ＝2b L ，C 正确；假设M 电极材料换成Cu 作电极，阳极上那么是Cu 失电子，阴极上Cu 2＋得电子，所以电解过程中CuSO 4溶液的浓度不变，D 正确。

答案：B考向三 电极、电池反响式的书写5．(2021·杭州一中摸底)用惰性电极电解物质的量浓度为1∶3的CuSO 4和NaCl 的混合溶液，可能发生的反响有( )①2Cu 2＋＋2H 2O=====电解2Cu ＋4H ＋＋O 2↑②Cu 2＋＋2Cl －=====电解Cu ＋Cl 2↑③2Cl －＋2H 2O=====电解2OH －＋H 2↑＋Cl 2↑④2H 2O=====电解2H 2↑＋O 2↑ A ．①②③ B ．①②④C ．②③④D.②④解析：由放电顺序Cl －>OH －>SO 2－4，Cu 2＋>H ＋>Na ＋知，开场是Cl －和Cu 2＋分别在两极放电，此时相当于电解CuCl 2溶液，故②正确，①错误；由n(Cu 2＋)∶n(Cl －)＝1∶3，当Cu 2＋全部放电，溶液中还有Cl －，此时假设继续电解，那么是电解NaCl 溶液，故③正确；当Cl －全部放电后再继续电解，那么是电解Na 2SO 4和NaOH 的混合溶液，其本质是电解水，故④正确。

答案：C6．Na 2FeO 4是一种既能杀菌、消毒，又能絮凝净水的水处理剂，其电解制法如下图，请根据图示分析：Fe 电极的电极反响为________________________，与铁电极相连的为电源的________极。

解析：首先分析化合价Fe 0―→Na 2Fe ＋6O 4，铁作阳极Fe －6e －―→FeO 2－4，根据电解质溶液显碱性，可知用OH －配平电荷，Fe －6e －＋8OH ―→FeO 2－4，用水配平H ，Fe －6e －＋8OH －===FeO 2－4＋4H 2O ，最后用O 检查是否配平。

答案：Fe －6e －＋8OH －===FeO 2－4＋4H 2O 正【技法归纳】 电解池中方程式书写的3个关键点(1)书写电解池中电极反响式时，要以实际放电的离子表示，但书写总电解反响方程式时，弱电解质要写成化学式。

(2)电极反响的书写首先根据题干要求及信息大胆写出反响物和生成物，然后根据“阴得阳失〞加上得失电子数目，最后根据电解质溶液酸碱性补上H ＋、OH －或H 2O ，根据电荷守恒配平。

(3)要确保两极得失电子数目相等，且注明条件“电解〞。

考点二 电解原理的应用2．电解精炼铜 3．电镀铜 4．电解冶炼钠 【感悟测评】判断正误(正确的打“√〞，错误的打“×〞)(1)用铜作阳极、石墨作阴极电解CuCl 2溶液时，阳极电极反响式为2Cl －－2e －===Cl 2↑。

( )(2)电解MgCl 2溶液所发生反响的离子方程式为：2Cl －＋2H 2O=====电解Cl 2↑＋H 2↑＋2OH －。

( )(3)氯碱工业用阳离子交换膜把阴极室和阳极室分开。

( )(4)Cu ＋H 2SO 4===CuSO 4＋H 2↑可以设计成电解池，但不能设计成原电池。

( ) (5)粗铜电解精炼时，假设电路中通过2 mol e －，阳极减少64 g 。

( ) 答案：(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)× 电解池中有关量的计算或判断电解池中有关量的计算或判断主要包括以下几方面：根据直流电源提供的电量求产物的量(析出固体的质量、产生气体的体积等)、溶液的pH 、相对原子质量或某元素的化合价、化学式等。

有如下解题方法：考向一 电解原理的“常规〞应用 1．利用如图所示装置模拟电解原理在工业消费上的直流电源应用。

以下说法正确的选项是 ( )A ．氯碱工业中，X 电极上反响式是4OH －－4e －===2H 2O ＋O 2↑ B ．电解精炼铜时，Z 溶液中的Cu 2＋浓度不变 C ．在铁片上镀铜时，Y 是纯铜 D ．制取金属镁时，Z 是熔融的氯化镁 答案：D2．使用氯化钠作原料可以得到多种产品。

(1)实验室用惰性电极电解100 mL 0.1 mol·L －1 NaCl 溶液，假设阴、阳两极均得到112 mL 气体(标准状况)，那么所得溶液的物质的量浓度是 ________(忽略反响前后溶液体积的变化)。

(2)某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl 2被完全吸收，制得有较强杀菌才能的消毒液，设计了如图的装置。

对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的选项是 ________(填字母)。

A ．a 为正极，b 为负极；NaClO 和NaClB ．a 为负极，b 为正极；NaClO 和NaClC ．a 为阳极，b 为阴极；HClO 和NaClD ．a 为阴极，b 为阳极；HClO 和NaCl(3)实验室中很难用亚铁盐溶液与烧碱反响制得白色纯洁的Fe(OH)2沉淀。

某同学利用上图装置，只更换一个电极，通过电解法制取较纯洁的Fe(OH)2沉淀，且较长时间不变色。

该同学换上的电解材料是________(用元素符号表示)，总的反响式是__________________________________。

解析：(1)n(H 2)＝n(Cl 2)＝0.005 mol ，参加反响的n(NaCl)＝0.01 mol ，说明NaCl 恰好电解完毕，溶液变为NaOH 溶液，n(NaOH)＝n(NaCl)＝0.01 mol ，c(NaOH)＝0.1 mol·L －1。

(2)电解饱和氯化钠溶液的总反响：2NaCl ＋2H 2O=====电解2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑，题目要求使Cl 2被完全吸收，那么氯气必须在下部的电极上产生，下部的电极是阳极，推出b 为电源的正极，另一极为负极a 。