1、【 精品 教育资源文库 】 第 22讲 电解池 金属腐蚀与防护 考纲要求 1.了解电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。 2.理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 电解原理 1电解、电解池 (1)电解：电解质溶液 通电 阴极还原 反应 阳极氧化 反应 (2)电解池：由 电能 转变为 化学能 的装置。 2电解池的组成和工作原理 (惰性电极电解 CuCl2溶液 ) 总反应的离子方程式： Cu2 2Cl =电解Cu Cl2 【多维思考】 1电解质溶液通电时，一定会发生化学反应吗？为什么？ 提示： 一定发生化学反应。因为在电解池的阴极、阳极分别发生了
2、还原反应和氧化反应，生成了新物质，所以一定有化学反应发生。 2以铁片为电极电解 ZnSO4溶液，电解过程可分为 2 个阶段，写出第一阶段 的电极反应式。 提示： 阳极： Fe 2e =Fe2 阴极： Zn2 2e =Zn 【 精品 教育资源文库 】 2电极反应式的书写 (1)首先判断阴、阳极，分析电极材料，判断是电极材料放电还是溶液中的离子放电。阳极为金属活性电极时，电极材料放电。 (2)再分析溶液中的离子种类，根据离子放电顺序，分析电极反应，并判断电极产物，写出电极反应式。 (3)电解水溶液时，应注意放电顺序中 H 、 OH 之后的离子一般不参与放电反应。 3电解化学方程式的书写 (1)必
3、须在长等号上标明通电或电解。 (2)只是电解质被电解，电解化学方程式中 只写电解质及电解产物。如电解 CuCl2溶液：CuCl2=电解Cu Cl2 。 (3)只有水被电解，只写水及电解产物即可。如：电解稀硫酸、电解 NaOH 溶液、电解Na2SO4溶液时，化学方程式可以写为： 2H2O=电解2H2 O2 。 (4)电解质、水同时被电解，则都要写成反应物。如电解饱和食盐水： 2NaCl 2H2O=电解H2 Cl2 2NaOH。 4以惰性电极电解电 解质溶液的类型和规律 【 精品 教育资源文库 】 【 精品 教育资源文库 】 考向一 电解池工作原理 1如图中两烧杯盛有相同电解质溶液， X、 Y
4、 分别是直流电源的两极，通电后发现 a极板质量增加。 b极板处有无色无味气体放出，符合这一情况的是 ( ) 【 精品 教育资源文库 】 a电极 b电极 X电极 溶液 A 锌 石墨 负极 CuSO4 B 石墨 石墨 正极 NaOH C 银 铁 负极 AgNO3 D 石墨 铜 正极 NaNO3 解析： 由通电后 a、 b两极的现象知， X为负极， Y为正极，故 B、 D错误； b为阳极， A项中的阳极反应： 4OH 4e =O2 2H2O， C项中的阳极发生反应： Fe 2e =Fe2 ，结合b极板处有无色无味气体放出，则 A正确， C错误。 答案： A 2制备单质锰的实验装置如图，阳极以稀硫酸
5、为电解液，阴极以硫酸锰和硫酸混合液为电解液，电解装置中箭头表示溶液中阴离子移动的方向。下列说法不正确的是 ( ) A M是电源的负极 B左侧气孔逸出的气体可能为副产物 H2 C电解槽中发生的总反应为 MnSO4 2H2O=电解MnO2 H2 H2SO4 D右侧 H2SO4的浓度增大 解析： 根据阴离子的移动方 向，石墨为阳极，铂为阴极，即 N为正极， M 为负极，电极反应式：铂电极为 2Mn2 4e =2Mn(副反应为 2H 2e =H2) ，石墨电极为 4OH 4e【 精品 教育资源文库 】 =O2 2H2O，总反应为 2MnSO4 2H2O=电解2Mn O2 2H2SO4，结合右侧有 H
6、 生成和 SO24 的进入，右侧 H2SO4的浓度增大，故 A、 B、 D正确。 答案： C 【技法归纳】 电解池电极的判定方法 判断依据 阳极 阴极 电源标记 与电源正极相连 与电源 负极相连 电极反应类型 氧化反应 还原反应 电子流动方向 电子输出一极 电子输入一极 离子移动方向 阴离子移向一极 阳离子移向一极 电极现象 (1)电极材料溶解一极； (2)有无色、无味气体生成 (OH 放电时 )； (3)有刺激性气味气体生成 (Cl 放电时 ) (1)电极增重 (金属阳离子放电时 )； (2)有无色、无味气体生成 (H 放电时 ) 考向二 电解规律的考查 3用铂电极电解一定浓度的下列物质的水
7、溶液，在电解后的电解液中加适量水，能使溶液浓度恢复到电解前浓度的是 ( ) A NaCl B.Na2CO3 C CuSO4 D.K2S 解析： 加适量水能使溶液恢复到电解前的浓度，则实际是电解水，故只有 B项符合条件。 答案： B 4用如图甲装置电解一定量的 CuSO4溶液， M、 N 为惰性电极。电解过程实验数据如图乙所示。 x轴表示电解过程中转移电子的物质的量， y轴表示电解过程中产生气体的总体积。则下列说法不正确的是 ( ) 【 精品 教育资源文库 】 A电解过程中 N 电极表面先有红色物质生成，后有气泡产生 B A点所得溶液只需加入一定量的 CuO固体就可恢复到起始状态 C Q点时
8、M、 N两电极上产生的气体在相同条件下体积 相同 D若 M电极材料换成 Cu作电极，则电解过程中 CuSO4溶液的浓度不变 解析： N 为电解池的阴极，根据放电顺序，首先 Cu2 得电子生成红色物质 Cu，然后 H得电子生成 H2， A正确；根据图乙， OP段阴极发生 Cu2 得电子生成 Cu的反应， P点后阴极 H 放电生成 H2，阳极反应一直是 OH 失电子生成 O2，所以 P 点以后相当于电解水， A 点只加入 CuO固体不能恢复到起始状态， B错误；由图乙可以看出， OP段电路通过 a mol 电子，阳极生成氧气体积为 b L， PQ 段又通过 a mol电子，阳极生成氧气体积为 b
9、L，则到 Q点时，阳极共生成氧气 2b L，生成氢气为 (4b 2b)L 2b L， C正确；若 M电极材料换成 Cu作电极，阳极上则是 Cu失电子，阴极上 Cu2 得电子，所以电解过程中 CuSO4溶液的浓度不变， D正确。 答案： B 考向三 电极、电池反应式的书写 5 (2018 杭州一中摸底 )用惰性电极电解物质的量浓度为 13 的 CuSO4和 NaCl 的混合溶液，可能发生的反应有 ( ) 2Cu 2 2H2O=电解2Cu 4H O2 Cu 2 2Cl =电解Cu Cl2 2Cl 2H2O=电解2OH H2 Cl2 2H 2O=电解2H2 O2 A B C D. 【 精品 教育资
10、源文库 】 解析： 由放电顺序 Cl OH SO24 ， Cu2 H Na 知，开始是 Cl 和 Cu2 分别在两极放电，此时相当于电解 CuCl2溶液，故 正确， 错误；由 n(Cu2 )n(Cl ) 13 ，当 Cu2 全部放电，溶 液中还有 Cl ，此时若继续电解，则是电解 NaCl溶液，故 正确；当 Cl 全部放电后再继续电解，则是电解 Na2SO4和 NaOH的混合溶液，其实质是电解水，故 正确。 答案： C 6 Na2FeO4是一种既能杀菌、消毒，又能絮凝净水的水处理剂，其电解制法如图所示，请根据图示分析： Fe 电极的电极反应为 _，与铁电极相连的为电源的 _极。 解析： 首先分
11、析化合价 Fe0 Na 2Fe 6O4，铁作阳极 Fe 6e FeO 24 ，依据电解质溶液显碱性，可知用 OH 配平电荷， Fe 6e 8OH FeO 24 ，用水配平 H， Fe 6e 8OH =FeO24 4H2O，最后用 O检查是否配平。 答案： Fe 6e 8OH =FeO24 4H2O 正 【技法归纳】 电解池中方程式书写的 3个关键点 (1)书写电解池中电极反应式时，要以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解 质要写成化学式。 (2)电极反应的书写首先根据题干要求及信息大胆写出反应物和生成物，然后根据 “ 阴得阳失 ” 加上得失电子数目，最后根据电解质溶液酸碱性补上
12、 H 、 OH 或 H2O，依据电荷守恒配平。 (3)要确保两极得失电子数目相等，且注明条件 “ 电解 ” 。 考点二 电解原理的应用 【 精品 教育资源文库 】 2电解精炼铜 3电镀铜 4电解冶炼钠 【 精品 教育资源文库 】 【感悟测评】 判断正误 (正确的打 “” ，错误的打 “”) (1)用铜作阳极、石墨作阴极电解 CuCl2溶液时，阳极电极反应式为 2Cl 2e =Cl2 。( ) (2)电解 MgCl2溶液所发生反应的离子方程式为： 2Cl 2H2O=电解Cl2 H2 2OH 。 ( ) (3)氯碱工业用阳离子交换膜把阴极室和阳极室分开。 ( ) (4)Cu H2SO4=CuSO4 H2 可以设计成电解池，但不能设计成原电池。 ( ) (5)粗铜电解精炼时，若电路中通过 2 mol e ，阳极减少 64 g。 ( ) 答案： (1) (2) (3) (4) (5) 电解池中有关量的计算或判断 电解池中有关量的计算或判断主要包括以下几 方面：根据直流电源提供的电量求产物的量 (析出固体的质量、产生气体的体积等 )、溶液的 pH、相对原子质量或某元素的化合价、化学式等。有如下解题方法：
