（浙江专用）2020版高考化学二轮复习专题九第2课时电解池金属的腐蚀与防护讲义（含解析）

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第2课时 电解池 金属的腐蚀与防护

命题调研(2016～2019四年大数据) 2016～2019四年考向分布 核心素养与考情预测 核心素养：模型认知、变化推理、科学创新 考情解码：本部分主要考查电解池的电极方程式和电解方程式的书写两个知识点，难点是从氧化还原反应出发，结合电解质中离子种类的实际情况，利用电荷守恒和元素守恒书写电极方程式。题目以科学研究中或者工业上的某个电解操作为背景，起点高，落点低，题型为填空题，难度 中等。预测2020年选考仍为电极方程式和电解方程式书写的考查。 真题重现

1.(2019·浙江4月选考节选)以铂阳极和石墨阴极设计电解池，通过电解NH4HSO4溶液产生(NH4)2S2O8，再与水反应得到H2O2，其中生成的NH4HSO4可以循环使用。 (1)阳极的电极反应式是___________________________________________。 (2)制备H2O2的总反应方程式是____________________________________。

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解析 根据题意可知，阳极SO4失电子被氧化为S2O8，电极反应式为2SO4－2e===S2O8，生通电2－2－

成的S2O8又与H2O反应生成H2O2和SO4，故总反应方程式为2H2O=====H2O2＋H2↑。 通电－－2－＋2－－2－

答案 (1)2HSO4－2e===S2O8＋2H或2SO4－2e===S2O8 (2)2H2O=====H2O2＋H2↑

2.(2018·浙江11月选考节选)高铁酸钾(K2FeO4)可用作水处理剂。某同学通过“化学—电解法”探究K2FeO4的合成，其原理如图所示。接通电源，调节电压，将一定量Cl2通入KOH溶液，然后滴入含Fe的溶液，控制温度，可制得K2FeO4。

3＋

2－2－2－－2－

(1)请写出“化学法”得到FeO4的离子方程式___________________________ _________________________________________________________________。 (2)请写出阳极的电极反应式(含FeO4)______________________________ ______________________________________________________________。

解析 (1)将一定量Cl2通入KOH溶液，生成KCl和KClO，KClO具有强氧化性，将Fe氧化为FeO4，然后根据碱性环境，配平即可，得到2Fe＋3ClO＋10OH===2FeO4＋3Cl＋5H2O或2Fe(OH)3＋3ClO＋4OH===2FeO4＋3Cl＋5H2O；

(2)阳极失电子，反应物为Fe产物为FeO4，然后根据碱性环境及守恒规则，易写出Fe＋8OH－3e===FeO4＋4H2O或Fe(OH)3＋5OH－3e===FeO4＋4H2O。

答案 (1)2Fe＋3ClO＋10OH===2FeO4＋3Cl＋5H2O或2Fe(OH)3＋3ClO＋4OH===2FeO4＋3Cl＋5H2O

(2)Fe＋8OH－3e===FeO4＋4H2O或Fe(OH)3＋5OH－3e===FeO4＋4H2O

3.(2018·浙江4月选考节选)以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]水溶液为原料，通过电解法可以制备四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]，装置如图所示。

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(1)收集到(CH3)4NOH的区域是________(填a、b、c或d)。

(2)写出电池总反应________________________________________________ _______________________________________________________________。

解析 (1)根据所给信息，阴极发生：2H2O＋2e===H2↑＋2OH；阳极发生：2Cl－2e===Cl2↑，根据阳离子交换膜只允许阳离子通过，所以收集到产物(CH3)4NOH的区域是d。(2)根据参与电极反应的物质实际上是H2O和(CH3)4NCl，产物是(CH3)4NOH和H2与Cl2，写出电池总反应为：通电

2(CH3)4NCl＋2H2O=====2(CH3)4NOH＋Cl2↑＋H2↑。

通电

答案 (1)d (2)2(CH3)4NCl＋2H2O=====2(CH3)4NOH＋Cl2↑＋H2↑

4.(2017·浙江11月选考节选)科学家发现，以H2O和N2为原料，熔融NaOH－KOH为电解质，纳米Fe2O3作催化剂，在250 ℃和常压下可实现电化学合成氨。阴极区发生的变化可视为按两步进行，请补充完整。

电极反应式：_____________________________________________________ 和2Fe＋3H2O＋N2===2NH3＋Fe2O3。

解析 以H2O和N2为原料，熔融NaOH－KOH为电解质，纳米Fe2O3作催化剂，在250 ℃和常压下可实现电化学合成氨。阴极区发生还原反应，根据其中一个反应2Fe＋3H2O＋N2===Fe2O3＋2NH3，可知，Fe2O3作催化剂，首先转化为铁，因此电极反应式为Fe2O3＋6e＋3H2O===2Fe＋6OH

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。

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答案 Fe2O3＋3H2O＋6e===2Fe＋6OH

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考向一 电解池的工作原理

1.某小组为研究电化学原理，设计了甲、乙、丙三种装置(C1、C2、C3均为石墨)。下列叙述正确的是( )

A.甲、丙中化学能转化为电能，乙中电能转化为化学能 B.C1、C2分别是阳极、阴极；锌片、铁片上都发生氧化反应 C.C1上和C3上放出的气体相同，铜片上和铁片上放出的气体也相同 D.甲中溶液的pH逐渐增大，丙中溶液的pH逐渐减小

解析 A项，甲没有外接电源，是将化学能转化为电能的装置，为原电池；乙、丙有外接电源，是将电能转化为化学能的装置，为电解池，错误。B项，C1、C2分别连接电源的正、负极，分别是电解池的阳极、阴极；锌片作负极发生氧化反应，铁片作阴极发生还原反应，错误。C项，C1和C3都是阳极，氯离子在阳极上失电子生成氯气，铜片上和铁片上都是氢离子得电子生成

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