《2022年高考化学一轮复习 第六章 化学反应与能量变化 第22讲 电解池 金属的电化学腐蚀与防护学案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年高考化学一轮复习 第六章 化学反应与能量变化 第22讲 电解池 金属的电化学腐蚀与防护学案（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2022年高考化学一轮复习 第六章 化学反应与能量变化 第22讲 电解池 金属的电化学腐蚀与防护学案考纲要求1.理解电解池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应和总反应方程式。2.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。考点一电解的原理1电解和电解池(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：电能转化为化学能的装置。(3)电解池的构成有与电源相连的两个电极。电解质溶液(或熔融电解质)。形成闭合回路。2电解池的工作原理(1)电极名称及电极反应式(电解CuCl2溶液为例)总反应式：CuCl2CuCl2(2)电子和离子的移动方
2、向电子：从电源负极流出后，流向电解池阴极；从电解池的阳极流出后流向电源的正极。离子：阳离子移向电解池的阴极，阴离子移向电解池的阳极。3阴阳两极上放电顺序(1)阴极：(与电极材料无关)。氧化性强的先放电，放电顺序：(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，放电顺序为注意阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。最常用、最重要的放电顺序为阳极：ClOH；阴极：AgCu2H。电解水溶液时，KAl3不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。4用惰性电极电解电解质溶液的规律类型实例
3、电极反应式电解对象溶液pH变化溶液复原电解水型含氧酸H2SO4阳极：_阴极：_总反应：_水强碱NaOH活泼金属的含氧酸盐KNO3电解电解质型无氧酸(氢氟酸除外)HCl阳极：_阴极：_总反应：_不活泼金属的无氧酸盐CuCl2阳极：_阴极：_总反应：_放氢生碱型活泼金属的无氧酸盐NaCl阳极：_阴极：_总反应：_放氧生酸型不活泼金属的含氧酸盐AgNO3阳极：_阴极：_总反应：_答案4OH4e=2H2OO24H4e=2H22H2O2H2O2减小增大不变水2Cl2e=Cl22H2e=H22HClH2Cl2HCl增大HCl2Cl2e=Cl2Cu22e=CuCuCl2CuCl2CuCl2CuCl22Cl2
4、e=Cl22H2e=H22NaCl2H2OH2Cl22NaOHNaCl和H2O增大HCl4OH4e=2H2OO24Ag4e=4Ag 4AgNO32H2O4AgO24HNO3AgNO3和H2O减小Ag2O电解基础知识(1)电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程()(2)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现()(3)电解池的阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应()(4)直流电源跟电解池连接后，电子从电源负极流向电解池阳极()(5)电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极()(6)电解CuCl2溶液，阴极逸出的气体能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色()(7)电解盐酸、硫酸等溶液，H放电，溶液
5、的pH逐渐增大()(8)电解NaNO3溶液时，随着电解进行，溶液的pH减小()1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?答案Cu作阳极，C作阴极，稀H2SO4作电解质溶液，通入直流电就可以实现该反应。电解反应式为阳极：Cu2e=Cu2，阴极：2H2e=H2。总反应式：Cu2HCu2H2。2若用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，需加入98 g Cu(OH)2固体，才能使电解质溶液复原，则这段时间，整个电路中转移的电子数为多少？答案4NA解析方法一：98 g Cu(OH)2的物质的量为1 mol，相当于电解了1 mol的CuSO4后
6、，又电解了1 mol的水，所以转移的电子数为2NA2NA4NA。方法二：可以认为整个电路中转移的电子数与Cu(OH)2的O2失电子数相等，共4NA。题组一电解规律及电极产物的判断1(2017天津市实验中学高三模拟)以石墨为电极，电解KI溶液(含有少量的酚酞和淀粉)。下列说法错误的是()A阴极附近溶液呈红色 B阴极逸出气体C阳极附近溶液呈蓝色 D溶液的pH变小答案D解析以石墨为电极，电解KI溶液，发生的反应为2KI2H2O2KOHH2I2(类似于电解饱和食盐水)，阴极产物是H2和KOH，阳极产物是I2。由于溶液中含有少量的酚酞和淀粉，所以阳极附近的溶液会变蓝(淀粉遇碘变蓝)，阴极附近的溶液会变红
7、(溶液呈碱性)，A、B、C正确；由于电解产物有KOH生成，所以溶液的pH逐渐增大，D错误。2如图是一个用铂丝作电极，电解稀的MgSO4溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色。(指示剂的pH变色范围：6.88.0，酸色红色，碱色黄色，Mg(OH)2沉淀的pH9)，接通电源一段时间后A管产生白色沉淀，回答下列问题：(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是_(填编号)。A管溶液由红变黄B管溶液由红变黄A管溶液不变色B管溶液不变色(2)写出A管中发生的反应：_。(3)写出B管中发生的反应：_。(4)检验b管中气体的方法是_。(5)电解一段时间后，切断电源，将电解液倒入烧
8、杯内观察到的现象是_。答案(1)(2)2H2e=H2、Mg22OH=Mg(OH)2(或2H2O2eMg2=H2Mg(OH)2)(3)4OH4e=2H2OO2(或2H2O4e=O24H)(4)用拇指堵住管口，取出试管，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内，木条复燃(5)溶液呈红色，白色沉淀溶解解析电解时，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，导致阳极附近溶液呈酸性；阴极上氢离子放电生成氢气，同时有氢氧根离子生成，氢氧根离子和镁离子反应生成氢氧化镁沉淀，溶液呈弱碱性。题组二电极反应式的书写与判断3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
9、子方程式：_。(2)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：_。答案(1)2Cl2e=Cl2Mg22H2O2e=H2Mg(OH)2Mg22Cl2H2OMg(OH)2Cl2H2(2)2Al6e8OH=2AlO4H2O6H2O6e=3H26OH(或6H6e=3H2)2Al2H2O2OH2AlO3H24锰、硫、氮的化合物在人类生产、生活中有重要作用。(1)MnO2可作超级电容器材料。用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2，其阳极的电极反应式是_。MnO2是碱性锌锰电池的正极材料，已知碱性锌锰电池的总反应为Zn2MnO22H2O=2MnO(OH)Zn(OH)2
10、，碱性锌锰电池放电时，正极的电极反应式是_。(2)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。由硫化氢获得硫单质有多种方法。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，其离子方程式可写成_。(3)电解NO制备NH4NO3，其工作原理如图所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是_，说明理由：_。答案(1)Mn22H2O2e=MnO24HMnO2H2Oe=MnO(OH)OH(2)2H2O2e=H22OH S2H=(n1
11、)SH2S(3)NH3根据总反应：8NO7H2O3NH4NO32HNO3，电解产生的HNO3多，应补充NH3解析(1)Mn的化合价从2价升到4价，失电子发生氧化反应，则阳极电极反应式为Mn22H2O2e=MnO24H。碱性锌锰干电池中，MnO2作为正极，发生还原反应，其电极反应式为MnO2H2Oe=MnO(OH)OH。(2)电解时，阴极区溶液中的阳离子放电，即水溶液中的H放电生成H2。由题给反应可知，阳极区生成了S，S可以理解为(n1)SS2，加入稀硫酸生成S单质和H2S气体。(3)根据电解NO制备NH4NO3的工作原理示意图知：阴极反应式为3NO15e18H=3NH3H2O，阳极反应式为5NO15e
