【高中化学】一轮复习学案：9.2 电解池 金属的电化学腐蚀与防护(选修)

电解

第二节 电解池 金属的电化学腐蚀与防护

【高考新动向】

【考纲全景透析】

一、电解原理

1.电解：使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程．

2.电解池：(也叫电解槽)把电能转变为化学能的装置． 3．电解池的组成和工作原理（以电解CuCl 2溶液为例）

总反应方程式：Cu 2+

+2Cl -

==== Cl 2↑+ Cu

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 －

==== Cl 2↑ 阴极 2H ＋

＋2e －

==== H 2↑ (2)总反应方程式：

2NaCl+ 2H 2O ====2NaOH+Cl 2↑+H 2↑ (3)应用：氯碱工业制烧碱、氯气、氢气。 2．电镀铜或电解精炼铜

3．电解冶炼钠(电解熔融NaCl)

⑴电极反应：阳极：--2↑ 阴极：2Na +

+2e -

==2Na

⑵总反应方程式：2↑ ⑶应用：冶炼Na 、Mg 、Al 等活泼金属。

三、金属的腐蚀与防护

1．化学腐蚀和电化学腐蚀的比较

2.析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较

(1)加防护层，如在金属表面加上耐腐蚀的油漆、搪瓷、陶瓷、沥青、塑料、橡胶及电镀、喷镀或表面钝化等方法。 (2)电化学防护

①牺牲负极的正极保护 ——原电池原理 正极：被保护的金属设备 。

负极：比被保护的金属活泼的金属。

②外加电流的阴极保护——电解原理

阴极：被保护的金属设备。

阳极：惰性电极

(3)添加缓蚀剂。

【热点难点全析】

※考点一原电池、电解池、电镀池的比较

类型原电池电解池

本质化学能转化为电能电能转化为化学能装置判断无外加电源有外加电源

电极判断负极：还原性较强的极或电

子流出的极

正极：还原性较弱的极或电

子流入的极阳极：与直流电源正极相连的极阴极：与直流电源负极相连的极

电极上的反应（1）负极本身或还原剂失去

电子发生氧化反应

（2）正极：溶液中某些阳离

子或氧化剂得到电子（1）阳极发生氧化反应即阳极金属或溶液中阴离子失去电子的反应

（2）阴极本身不反应，溶液中的阳离子得到电子发生还原反应

电子流向负极→外电路→正极电源负极→由导线→阴极→由溶

液→阳极→电源正极

电流方向正极→外电路→负极电源正极→由导线→阳极→由溶

液→阴极→电源负极

应用铅蓄电池电镀、精炼、冶金

【警示】(1)判断是原电池和电解池的关键是看是否有外加电源，有时并无外加电源，存在自发进行氧化还原反应的装置相当于电源，另一个装置则是电解池。

(2)二次电池的放电过程是原电池，充电过程是电解池。

原电池的两极称为正、负极，是由两极材料的相对活泼程度决定。(原电池的正、负极在内电路中有时也

分别称为阴极、阳极)电解池的两极称为阴、阳极，是由外接电源决定。 无论是原电池还是电解池，阳离子总是向阴极移动，阴离子总是向阳极移动。 1．电极产物的判断

阴极与电源负极相连，得电子发生还原反应。其规律有两个：一是电极本身不参加反应；二是电解质溶液中氧化性强的阳离子先得电子，如Ag ＋

＞Fe 3＋

＞Cu 2＋

＞H ＋

＞Pb 2＋

＞Sn 2＋

＞Fe 2＋

＞Zn 2＋

，要注意到金属活动性顺序表中Al 及Al 前面的金属离子在溶液中不放电。

阳极与电源正极相连，失去电子发生氧化反应。其规律有两个：一是若阳极为非惰性电极(除Pt 、Au 之外的金属作电极)，电极本身失去电子被氧化，电解质溶液中的阴离子不参与电极反应；二是若阳极为惰性电极(Pt 、Au 或非金属作电极)，电解质溶液中还原性强的阴离子失去电子被氧化，如S 2－

＞ I －

＞Br －

＞Cl －

＞OH －

＞含氧酸根。 2．电极方程式、电解方程式的书写

书写电解反应的一般步骤是：以写出用石墨做电极电解CuSO 4溶液的电极反应式及总的电解方程式为例。 第一步：明确溶液中存在哪些离子

溶液中的阳离子：Cu 2＋

、H ＋

，阴离子：OH －

、SO 2－

4。 第二步：判断阴阳两极附近离子种类及离子放电顺序 阴极：Cu 2＋

>H ＋

阳极：OH －

>SO 2－

4

第三步：写电极反应式和总的电解方程式 阴极：2Cu 2＋

＋4e －

===2Cu

阳极：4OH －

－4e －

===2H 2O ＋O 2↑或2H 2O －4e －

===O 2↑＋4H

＋

使得失电子数相等，两极反应式相加得总方程式：2Cu 2＋＋2H 2O=====电解2Cu ＋O 2↑＋4H ＋

(离子方程式)或2CuSO 4＋2H 2O=====电解

2Cu ＋O 2↑＋2H 2SO 4。

[注意] ①上述例子中的电极若换成铜棒，阳极电极反应式为：Cu －2e －

===Cu 2＋

，阴极电极反应式不变。 ②电极反应式的书写要以实际放电的离子表示，但电解方程式的书写中，弱电解质要以分子式的形式书写。如本例中的阳极反应式可写为OH －

，但是电解总反应方程式则必须写为H 2O 。 【典例1】(2012·潍坊模拟)有关下列装置的叙述不正确的是( )