电解池,金属的腐蚀与防护

课时3 电解池、金属的腐蚀与防护

1．理解电解池的构成、工作原理及应用。2.能写出电极反应和电池反应方程式。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。

考点一电解原理

(考点层次B→共研、理解、整合)

1．电解

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。

提醒：注意电解与电离两概念的联系与区别

联系：电解是在电解质电离的基础上完成的。

区别：电解需外加电源，是化学过程，电离一般在水溶液或熔融状态下完成，为物理过程。2．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形成闭合回路。

(2)电极名称及电极反应式(如图)

(3)电子和离子移动方向

①电子：从电源负极流向电解池的阴极；从电解池的阳极流向电源的正极。

②离子：阳离子移向电解池的阴极；阴离子移向电解池的阳极。

电子和离子移动方向图示

提醒：正确理解电子不下水(电解质溶液)。

3．电解过程思维程序

(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。

提醒：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。

(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。

提醒：①“活泼电极”一般指Pt、Au以外的金属。

②最常用的放电顺序：阳极：活泼金属＞Cl－＞OH－；阴极：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋。

(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。

教材VS高考

1．(SJ选修4·P221改编)判断正误

(1)电解池的阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应(√)

(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NaNO3溶液时，随着电解进行，溶液的pH减小(×)

2．(RJ选修4·P836改编)1 L 1 mol·L－1的AgNO3溶液在以银为阳极，铁为阴极的电解槽中电解，当阴极增重2.16 g时，下列判断不正确的是( )

A．此时溶液呈酸性

B．阳极上产生112 mL O2

C．转移的电子数是1.204×1022

D．反应中有0.02 mol金属被氧化

答案 B

3．(溯源题)(2016·北京理综，12)用石墨电极完成下列电解实验。

实验一实验二

装置

现象

a、d处试纸变蓝；b处变红，局

部褪色；c处无明显变化

两个石墨电极附近有气泡产生；

n处有气泡产生；……

下列对实验现象的解释或推测不合理的是②。

①a、d处：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－

②b处：2Cl－－2e－===Cl2↑

③c处发生了反应：Fe－2e－===Fe2＋

④根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜

探源：本考题源于SJ选修4 P19“图121电解氯化铜溶液示意图”演示实验，对电解正负极的判断；电解和电离的区别，电极方程式的书写以及电解现象等方面进行考查。

题组一电解基本原理及规律

1．基础知识判断，正确的打“√”，错误的打“×”

(1)任何化学反应都可以设计成电解池反应(×)

(2)电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程(√)

(3)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逐渐增大(×)

(6)电解时，电解液中阳离子移向阳极，发生还原反应(×)

(7)用惰性电极电解饱和食盐水，溶液的pH不变(×)

(8)用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，加入Cu(OH)2一定能使电解质溶液恢复到电解前的情况(×)

2．某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在下图中，下列有关分析完全正确的是( )

A B C D

a电极阳极阴极阳极阴极

d电极正极正极负极负极

解析 答案 B

3．下列关于电解Na 2SO 4溶液的叙述正确的是( ) A ．随着电解的进行，溶液的 pH 升高 B ．OH －

向阳极移动，阳极附近溶液呈碱性

C ．SO 2－

4向阳极移动，Na ＋

向阴极移动，分别在对应的电极上析出 D ．阴极上 H ＋

得电子被还原成H 2，使阴极附近的溶液呈碱性

解析 电解Na 2SO 4溶液，实质上发生的是2H 2O=====电解

2H 2↑＋ O 2↑，电解的过程中溶液 pH 不变，A 项错；阳极因4OH －

－ 4e －

===O 2↑＋2H 2O 而破坏附近水的电离使c (H ＋

)＞c (OH －

)呈酸性，B 项错；在阴、阳极上分别是H ＋

、OH －

放电，C 项错。 答案 D

4．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 ．AgNO 3 CuCl 2 Cu(NO 3)2 B ．KCl Na 2SO 4 CuSO 4 C ．CaCl 2 KOH NaNO 3 D ．HCl HNO 3 K 2SO 4

解析 由电解电解质溶液的四种类型可知：

【归纳总结】

以惰性电极电解电解质溶液的类型和规律