《新高考化学一轮复习精品学案 第7章 第42讲 电解池 金属的腐蚀与防护（含解析）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新高考化学一轮复习精品学案 第7章 第42讲 电解池 金属的腐蚀与防护（含解析）（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第42讲电解池金属的腐蚀与防护复习目标1.理解电解池的构成、工作原理，能书写电极反应式和总反应方程式。2.掌握氯碱工业、电解精炼、电镀、电冶金等的反应原理。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。考点一电解池及工作原理1电解与电解池2构建电解池模型(以电解CuCl2溶液为例)3电解规律(1)阳极放电规律活性电极(除Au、Pt以外的金属材料作电极)，电极材料失电子，生成金属阳离子。惰性电极(Pt、Au、石墨)，要依据阴离子的放电顺序加以判断。阴离子的放电顺序：S2IBrClOH含氧酸根离子。S2、I、Br、Cl放电，产物分别是S、I2、Br2、Cl2；若OH放电，
2、则得到H2O和O2。(2)阴极产物的判断直接根据阳离子放电顺序进行判断。阳离子放电顺序：AgFe3Cu2H(酸)Fe2Zn2H(水)Al3Mg2。注意电解水溶液时，Al3、Mg2、Na、K不可能在阴极放电。(3)用惰性电极电解不同类型电解质溶液电解水型实例电极反应式及总反应式电解质溶液浓度复原方法H2SO4阴极：2H2e=H2阳极：2H2O4e=4HO2总反应式：2H2O2H2O2增大加水电解电解质型实例电极反应式及总反应式电解质溶液浓度复原方法HCl阴极：2H2e=H2阳极：2Cl2e=Cl2总反应式：2HClH2Cl2减小通入HClCuCl2阴极：Cu22e=Cu阳极：2Cl2e=Cl2总
3、反应式：CuCl2CuCl2加CuCl2固体电解质和水均参与电解型实例电极反应式及总反应式电解质溶液浓度复原方法NaCl、KCl(放H2生碱)阳极：2Cl2e=Cl2阴极：2H2O2e=H22OH总反应式：2Cl2H2OCl2H22OH减小并生成新电解质通入HCl气体CuSO4、Cu(NO3)2 (放O2生酸)阳极：2H2O4e=4HO2阴极：Cu22e=Cu总反应式：2Cu22H2O2CuO24H减小并生成新电解质加CuO一、电解过程分析与溶液的复原方法1.用石墨作电极，电解稀Na2SO4溶液的装置如图所示，通电后在石墨电极A和B附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列叙述正确的是()A逸出气体的体积
4、：A电极B电极B一电极逸出无味气体，另一电极逸出有刺激性气味气体CA电极附近呈红色，B电极附近呈蓝色D电解一段时间后，将全部电解液转移到同一烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性答案D解析用惰性电极电解Na2SO4溶液，电极A为阴极，B为阳极。SO、OH移向B电极，在B电极OH放电，产生O2，B电极附近c(H)c(OH)，石蕊溶液变红，Na、H移向A电极，在A电极H放电产生H2，A电极附近c(OH)c(H)，石蕊溶液变蓝，产生H2和O2的体积之比为21，A、C项错误，D项正确。2(2023武汉检测)用石墨作电极电解溶有物质的量之比为31的NaCl和H2SO4的水溶液。根据反应产物，电解可明显分为三个阶段
5、，下列叙述不正确的是()A电解的最后阶段为电解水B阳极先逸出氯气后逸出氧气C阴极逸出氢气D电解过程中溶液的pH不断增大，最后pH为7答案D解析根据离子放电顺序可知，电解此混合溶液时，在阳极阴离子放电的先后顺序为Cl、OH、SO，先生成Cl2后生成O2，在阴极始终为H放电，逸出H2，整个电解过程可看成三个阶段：电解HCl溶液、电解NaCl溶液、电解H2O，最后溶液呈碱性，D错误。3以惰性电极电解100 mL 0.05 molL1 CuSO4溶液。(1)阳极产生56 mL(标准状况下)气体时，所得溶液的pH为_(不考虑溶液体积变化)，要使溶液恢复到电解前的状态，可加入_g的_物质。(2)继续通电电
6、解，此时被电解的物质为_，若加入0.1 mol Cu(OH)2可使溶液复原，则电路中转移的电子为_mol。(3)通电足够长时间，加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3可使溶液复原，则电路中转移电子为_mol。答案(1)10.4CuO(或0.62CuCO3)(2)水(或H2O)0.4(3)0.6解析(1)阳极生成O256 mL(标准状况)即0.002 5 mol，依据总反应式：2CuSO42H2O2CuO22H2SO4，溶液中生成0.01 mol H，c(H)0.1 molL1，pH1；电解生成0.002 5 mol O2 和0.005 mol Cu，故要使溶液复原可加0.005 mol C
7、uO，质量为0.4 g，或加0.005 mol CuCO3，质量为0.62 g。(2)继续通电电解，电解质为H2SO4溶液，故实际被电解的物质为H2O；加入 0.1 mol Cu(OH)2可使溶液复原，相当于加入0.1 mol CuO和0.1 mol H2O，故转移电子为(0.120.12) mol0.4 mol。(3)Cu2(OH)2CO3相当于2CuOH2OCO2，故转移电子为0.2 mol20.1 mol20.6 mol。分析电解过程的思维流程二、电极方程式的书写4按要求书写电极反应式和总反应方程式：(1)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：_。
8、(2)以铝材为阳极，电解H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜阳极反应式：_；阴极反应式：_；总反应方程式：_。(3)电解MnSO4溶液可制备MnO2，其阳极的电极反应式为_。(4)将用烧碱吸收H2S后所得的溶液加入如图所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应：S22e=S；(n1)SS2=S。写出电解时阴极的电极反应式：_。电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式为_。(5)铈元素(Ce)是镧系金属中自然丰度最高的一种，常见有3、4两种价态。雾霾中含有大量的污染物NO，可以被含Ce4的溶液吸收，生成NO、NO(二者物质的量之比为11)。可采用电解法将上述吸收液中的
9、NO转化为无毒物质，同时再生成Ce4，其原理如图所示。Ce4从电解槽的_(填字母)口流出，电极反应式：_。写出阴极的电极反应式：_。答案(1)2Cl2e=Cl2Mg22H2O2e=H2Mg(OH)2Mg22Cl2H2OMg(OH)2Cl2H2(2)2Al6e3H2O=Al2O36H2H2e=H22Al3H2OAl2O33H2(3)Mn22H2O2e=MnO24H(4)2H2O2e=H22OHS2H=(n1)SH2S(5)aCe3e=Ce42NO8H6e=N24H2O解析(5)Ce4在阳极生成，从a口流出。NO转化为无毒物质，则NO在阴极得电子，转化为N2，由得失电子守恒、电荷守恒可得阴极电极反
10、应式。考点二电解原理的应用1氯碱工业习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业。(1)反应原理阳极：2Cl2e=Cl2(氧化反应)。阴极：2H2O2e=H22OH(还原反应)。总反应化学方程式：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2。总反应离子方程式：2Cl2H2O2OHH2Cl2。注意电解所用的食盐要精制。(2)离子交换膜法的生产过程加入或流出的物质a、b、c、d分别是精制饱和NaCl溶液、H2O(含少量NaOH)、淡盐水、NaOH溶液；X、Y分别是Cl2、H2。(3)阳离子交换膜的作用阻止OH进入阳极室与Cl2发生副反应：2NaOHCl2=NaClNaClOH2O，阻止阳极产生的Cl2和
11、阴极产生的H2混合发生爆炸。(4)氯碱工业产品2电镀电解精炼(1)电镀概念：利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的加工工艺。目的：增强金属的抗腐蚀能力，增加表面硬度和美观。(2)电解精炼银、金、铂等金属不放电形成阳极泥，在阴极只有Cu2放电，锌、铁、镍较活泼的金属阳离子残留在电解质溶液中，故能够将杂质除去。电解过程中，Cu2的浓度有所下降。3电冶金利用电解熔融盐或氧化物的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。总反应化学方程式电极反应式冶炼钠2NaCl(熔融) 2NaCl2阳极：2Cl2e=Cl2阴极：2Na2e=2Na冶炼镁MgCl2(熔融)MgCl2阳极：2Cl2e=Cl2阴极：Mg22e=Mg冶炼铝2Al2O3(熔融)4Al3O2阳极：6O212e=3O2阴极：4Al312e=4Al1在镀件上电镀铜时，镀件应连接电源的正极()2根据得失电子守恒可知电解精炼铜时，阳极减少的质量和阴极增加的质量相等()3电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2)均保持不变()4电解冶炼镁、铝通常电解熔融的MgCl2和Al2O3，也可以电解熔融的MgO和AlCl3()答案1.2.3.4.一、氯碱工业1如图为电解饱和食盐水的装置，下列有关说法不正确的是()A左侧电极上发生氧化
