2019届高考化学一轮复习（人教版）配套学案：第6章 基础课3 电解池金属的电化学腐蚀与防护（含答案）

始于1989 ★★★★★ 戴氏名师教育

个性化学科优化学案

学员姓名 课 题 授课时间 签字确认 作业布置 学 习 目 标 重、难、考 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。 科目 年级 教师 教学组长签字 备课时间 月 日 时 分 月 日 老师： 学生： 1.理解电解池的构成、工作原理及应用。 2．能写出电极反应式和反应方程式。 学员课堂表现 点 教学过程 基础课3 电解池 金属的电化学腐蚀与防护

考点一 电解原理

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。 2．电解池(也叫电解槽) (1)概念：

电解池是把__电__能转化为__化学__能的装置。 (2)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。

(3)电极名称及电极反应式(如图)

(4)电子和离子的移动方向

1

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3．阴阳两极上离子放电顺序

阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程叫放电。离子的放电顺序取决于离子本身的性质即离子得失电子的能力，另外也与离子的浓度及电极材料有关。

(1)阴极：阴极上放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料无关。氧化性强的先放电，放电顺序： ＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋K、Ca2、Na、Mg2、Al3、Zn2、Fe2、Sn2、Pb2、H、Cu2、Fe3、Ag

―――――――――――――――――――――――――――――――――――→ 放电由难到易

(2)阳极：若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应。若是惰性电极作阳极，则仅是溶液中的阴离子放电，常见离子的放电顺序是

－－－－－－－2－2－S2、I、Br、Cl、OH、含氧酸根离子?NO3、SO4、CO3?、F

――――――――――――――――――――――――――――→ 放电由易到难

特别提醒 一般情况下，离子按上述顺序放电，但如果离子浓度相差十分悬殊，离子浓度大的也可以先放电。

＋＋＋＋

如理论上H的放电能力大于Fe2、Zn2，但在电解浓度大的硫酸亚铁或硫酸锌溶液中，由于溶液中c(Fe2)或c(Zn2＋＋＋＋＋＋)?c(H)，则先在阴极上放电的是Fe2或Zn2，因此阴极上的主要产物为Fe或Zn；但在水溶液中，Al3、Mg2、＋

Na等是不会在阴极上放电的。

4．分析电解下列物质的过程，并总结电解规律(用惰性电极电解) (1)电解水型 电解质 电极 电解 总化学 电解质 溶液 溶液 pH (水溶液) 方程式 物质 方程式 浓度 复原 含氧酸 加 减小 __H2O__ (如H2SO4) －－强碱 阳极：__4OH－4e加 增大 电解__H2O__ (如NaOH) ===O2↑＋2H2O__ __2HO=====2HO 增大 2＋－阴极：__4H＋4e活泼金属的 O2↑＋2H2↑__ ===2H2↑__ 含氧酸盐 加 不变 __H2O__ (如KNO3、 Na2SO4)

电解水型电解一段时间后，其电解质的浓度一定增大吗？举例说明。

提示：不一定，如用惰性电极电解饱和Na2SO4溶液，一段时间后会析出Na2SO4·10H2O晶体，剩余溶液仍为该温度下的饱和溶液，此时浓度保持不变。

(2)电解电解质型 电解质 电极 电解 总化学 电解质 溶液 溶液 pH (水溶液) 方程式 物质 方程式 浓度 复原 无氧酸(如通入 －－阳极：__2Cl－2e===Cl2↑__ 电解HCl HCl)，除HF酸 增大 ＋－2HCl=====H2↑＋Cl2↑ 阴极：__2H＋2e===H2↑__ 气体 外 减小 不活泼金属－－的无氧酸盐阳极：__2Cl－2e===Cl2↑__ 加CuCl2固电解 盐 －2＋CuCl2=====Cu＋Cl2↑ (如CuCl2)，阴极：__Cu＋2e===Cu__ 体 除氟化物外 (3)放H2生碱型 电解质 电极 电解 总离子 电解质 溶液 溶液 pH (水溶液) 方程式 物质 方程式 浓度 复原 活泼金属的 无氧酸盐 (如NaCl) 阳极：_2Cl－2e===Cl2↑__ ＋－阴极：__2H＋2e===H2↑__ －－水 和 盐 电解－－2Cl＋2H2O=====Cl2↑＋H2↑＋2OH 生成新 电解质 增大 通入 HCl 气体

要使电解后的NaCl溶液复原，滴加盐酸可以吗？

提示：不可以，电解NaCl溶液时析出的是等物质的量的Cl2和H2，所以应通入氯化氢气体，加入盐酸会引入过多的水。

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(4)放O2生酸型 电解质 (水溶液) 不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4) 电极 方程式 阳极：__4OH－4e－===2H2O＋O2↑__ ＋阴极：__2Cu2＋4e－===2Cu__ －电解 物质 水 和 盐 总离子 方程式 __2Cu2＋电解2H2O===== 2Cu＋O2↑＋＋4H__ ＋电解 质浓 度 生成 新电 解质 溶液 pH 溶液 复原 加 __CuO__ 或 __CuCO3__ 减小

(1)要使电解后的CuSO4溶液复原，加入Cu(OH)2固体可以吗？为什么？加入CuCO3为什么也可复原？

(2)通过以上分析，电解质溶液复原应遵循什么原则？

(3)根据金属活动顺序表，Cu和稀H2SO4不反应，怎样根据电化学的原理实现Cu和稀H2SO4反应产生H2?

题组一 突破电极反应式、电解方程式的书写 1．按要求书写电极反应式和总方程式： (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)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__________________________________________________________。 (3)用Al作电极电解NaOH溶液

阳极反应式________________________________________________________________； 阴极反应式________________________________________________________________； 总反应离子方程式__________________________________________________________。 (4)用Al作阳极，电解H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜

阳极反应式________________________________________________________________； 阴极反应式________________________________________________________________； 总反应离子方程式__________________________________________________________。

电极反应式的书写——“二判二析一写”

题组二 电解原理和规律的分析判断

2．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．AgNO3 CuCl2 Cu(NO3)2 B．KCl Na2SO4 CuSO4 C．CaCl2 KOH NaNO3 D．HCl HNO3 K2SO4 3．(2018·惠州调研)某同学设计如图装置，探究氯碱工业原理，下列说法正确的是( ) A．石墨电极与直流电源的负极相连

＋－

B．铜电极的电极反应式为2H＋2e===H2↑

＋

C．氢氧化钠在石墨电极附近产生，Na向石墨电极迁移 D．用湿润的淀粉-KI试纸在铜电极附近检验气体，试纸变蓝色

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题组三 有关电化学的计算

4．两个惰性电极插入500 mL AgNO3溶液中，通电电解。当电解液的pH从6.0变为3.0时(设电解过程中阴极没有H2放出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略不计)，电极上析出银的质量最大为( )

A．27 mg B．54 mg C．106 mg D．216 mg

－－

5．(2018·阜阳测试)500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO3)＝0.6 mol·L1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到2.24 L气体(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是( )

＋－

A．原混合溶液中c(K)为0.2 mol·L1 B．上述电解过程中共转移0.2 mol电子 C．电解得到的Cu的物质的量为0.05 mol

＋－

D．电解后溶液中c(H)为0.2 mol·L1

－

6．如图所示的A、B两个电解池中的电极均为铂，在A池中加入0.05 mol·L1的CuCl2溶液，B池中加入0.1 mol·L－1

的AgNO3溶液，进行电解。a、b、c、d四个电极上所析出的物质的物质的量之比是( )

A．2∶2∶4∶1 C．2∶1∶1∶1 B．1∶1∶2∶1 D．2∶1∶2∶1

电化学综合计算的三种常用方法

(1)根据总反应式计算

先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。 (2)根据电子守恒计算

①用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。 ②用于混合溶液中电解的分阶段计算。 (3)根据关系式计算

根据得失电子守恒定律建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。

－

如以通过4 mol e为桥梁可构建如下关系式：

(式中M为金属，n为其离子的化合价数值)

该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。

考点二 电解原理在工业生产中的应用

1．电解饱和食盐水 (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)

电解(2)总反应方程式：2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑

电解－－

离子反应方程式：2Cl＋2H2O=====2OH＋H2↑＋Cl2↑ (3)氯碱工业生产流程图

(4)应用：氯碱工业制__烧碱__、__氯气__和__氢气__。

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