电化学（原创）

（二） 电解

一、电解原理：

1、定义：电解池是 2、实质：

3构成条件： 、 以及 4、电解熔融的氯化钠 阳极 阴极 总反应 5、电解氯化铜溶液

溶液中______离子向阳极移动______离子向阴极移动，阳极__________________________ 阴极__________________________ 总反应__________________________ 6小结

（1）电极名称： （2）电极反应： （3）电子流向： （4）离子迁移方向： 7、电解规律： （1）电极材料

A.惰性电极（C、Pt、Au）：不管做阳极还是阴极，都只起导电作用，本身不参与反应

B.活性电极（除C、Pt、Au外的其他金属）：做阴极时，只起导电作用，本身不参与反应；做阳极时，除起导电作用外，还失电子，参与电极反应

（2）阴离子在 极放电，常见阴离子的放电顺序是 阳极材料是活性电极时，阳极本身优先失电子被氧化

（3）阳离子在 极上放电，常见的阳离子的放电顺序是 二、电解原理的应用

1.电解饱和食盐水制备烧碱、氯气和氢气（氯碱工业）

下图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。若X、Y都是惰性电极，a是NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则

① 电解池中X极上的电极反应式为 在X极观察到的现象是

原因是

② Y电极上的电极反应式为 检验该电极反应产物的方法是 2、 铜的电解精炼

粗铜中含有的杂质 等。 阳极 阴极

电解液

电解时电解质溶液中Cu的浓度 ，阳极质量 ，阴极质量 ，两极质量改变是否相等 。 3、电镀

阳极 阴极 电镀液

例如铁制品上镀铜，若用铜作阳极，则阳极反应式为 阴极反应式为 ，电镀液中Cu的浓度

4、酸、碱、盐溶液的电解规律表（惰性电极） 电 解 质 类 别 强碱 含氧酸 氢前金属含氧酸盐 无氧酸（HF除外） 氢后金属无氧酸盐 氢前金属无氧酸盐 氢后金属含氧酸盐 CuCl2 电 解 对 象 实 例 NaOH H2SO4 Na2SO4 浓度变化 PH 复原所加物质 2+

2+

HCl NaCl CuSO4 练习

1、某同学按图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是 （ ） A、电解初期，主要反应方程式为 Cu + H2SO4 CuSO4 + H2↑

通电

B、电解过程中，铜电极上有H2产生

C、电解一定时间后，石墨电极上不会有铜析出 D、整个电解过程中，H浓度不断增大

+

Cu

石墨

C

稀H2SO4

2 、下列关于铜电极的叙述，正确的是 （ ） A．铜锌原电池中铜是负极 B．用电解法精炼铜时，粗铜作阴极

C．在镀件上电镀铜时，可用金属铜作阳极 D．电解稀硫酸制H2、O2时，铜作阳极

3、关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是（ ） A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠 B．若在阳极附近的溶液中滴入KI试液，溶液呈棕黄色 C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色

D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性 4、用惰性电极实现电解，下列说法正确的是（ ） A. 电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变 B. 电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH，故溶液pH减小

C. 电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2 D. 电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶ 1

5、金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是（已知：氧化性Fe＜Ni＜Cu） ( ) A．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni + 2e

2+ 2+

—

2+

2+

2+

－

Ni

2+

B．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等 C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe和ZnD．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt

6、在铁制品上镀一层一定厚度的锌层，以下方案设计正确的是( ) A．锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子 B．铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子 C．铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子 D．锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含有亚铁离子

7、用惰性电极电解饱和食盐水，当电源提供给0.2 mol电子时停止通电。若此溶液体积为2 L，则电解液中c(OH)为( ) A．0.3 mol·L1 B．0.2 mol·L1

－

－

－

C．0.1 mol·L1 D．0.05 mol·L1

－

－

8、以惰性电极电解CuSO4溶液，若阳极上产生气体的物质的量为0.010 0 mol，则阴极上析出Cu的质量为( ) A．0.64 g B．1.28 g C．2.56 g D．5.12 g

9、如图所示，甲、乙为相互串联的两电解池。

(1)甲池若为用电解原理精炼铜的装置，则A电极名称为________极，电极材料是________，电极反应式为________________，电解质溶液可以是________。

(2)乙池中Fe极电极反应式为________________，若在乙池中滴入少量酚酞试液，开始电解一段时间，Fe极附近呈________色。

10．如下图，a、b是石墨电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色。回答下列问题：

（1）Pt为________极，Cu为________极 （2）b极的电极反应式是________ （3）电解过程中CuSO4溶液的pH________

（4）Pt极上有6.4 g Cu析出时，b极产生(标准状况)气体体积是________

11．下列各组溶液电解一段时间后，再加入相关物质，溶液能恢复原状况的是( )

电解质溶液 阳极 阴极 加入的物质 A B C D NaCl溶液 NaOH溶液 硫酸铜溶液 硫酸 碳 碳 碳 铁 铁 碳 铜 碳 盐酸 水 硫酸铜 H2O

（三）金属的腐蚀与防护

1．金属腐蚀

(1)概念：金属或合金与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象。 (2)金属腐蚀分类： ①化学腐蚀： ②电化学腐蚀：

(3)用铝制饭盒盛放醋酸，一段时间后，饭盒被腐蚀，该种腐蚀属于 ；若用铝饭盒盛放食盐(含水时)，一段时间后，饭盒被腐蚀，这种腐蚀属于 ，反应原理是(写电极反应式和总反应式)：负极：__________________________， 正极：__________________________， 总反应__________________________ 2．钢铁的电化学腐蚀

根据钢铁表面水溶液薄膜的酸碱性不同，钢铁的电化学腐蚀分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀 (1)析氢腐蚀：

当钢铁表面的电解质溶液酸性较强时，腐蚀过程中有H2放出。Fe是负极，C是正极。 负极：Fe－2e===Fe2；

－

＋

正极：2H＋2e===H2↑； 总反应：Fe＋2H===Fe2＋H2↑。

＋

＋

＋－

(2)吸氧腐蚀：

当钢铁表面的电解质溶液呈中性或呈弱酸性并溶有O2时，将会发生吸氧腐蚀。 负极：2Fe－4e===2Fe2；

－

＋

正极：2H2O＋O2＋4e===4OH； 总反应：2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2。 3. 金属的防护 金属防护的方法：

(1)改变金属的内部结构，增强其本身的抗腐蚀能力，成为耐腐蚀金属； (2)在金属表面覆盖油漆、镀层金属、氧化膜等保护层。 (3)牺牲阳极保护法

(4)外加直流电源的阴极保护法 练习

1．下列关于金属的防护方法的说法不正确的是( )

A．我们使用的快餐杯表面有一层搪瓷，搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用 B．给铁件通入直流电，把铁件与电池负极相连接

C．轮船在船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阳极的阴极保护法 D．钢铁制造的暖气管管道外常涂有一层较厚的沥青 2．下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是( ) A．钢管与电源正极连接，钢管可被保护 B．铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀 C．钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀 D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe－3e===Fe3

－

＋

－－

3．如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和醋酸溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是( )

A．生铁块中的碳是原电池的正极 B．红墨水水柱两边的液面变为左低右高