1、【 精品教育资源文库 】 课时 3 电解池 金属的腐蚀与防护 考纲导航 知识条目 必考要求 加试要求 选考分布 2015 2016 2017 9月 10月 4月 10 月 4月 (1)电解池的概念 b (2)电解 CuCl2 溶液的原理及电极反应式 b (3)电解池的构成条件 b (4)原电池、电解池的判断 c (5)电解池的构造与工作原理 b (6)电解池的电极反应式与电解反应方程式 b 30(3) 30(3) (7)金属冶炼、氯碱工业 、电镀在生产生活中的应用 b 30(2) (8)金属腐蚀的危害 a (9)金属发生电化学腐蚀的基本原理 c 17 (10)金属的防护 b 考点一 电解池的
2、工作原理 主干精讲 1.电解定义 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.能量转化形式 电能转化为化学 能 。 3.电解池 (1)构成条件 【 精品教育资源文库 】 有与电源相连的两个电极； 电解质溶液 (或熔融盐 )； 形成闭合回路。 (2)电极名称及电极反应式 (如图 ) (3)电子和离子的移动方 向 注意：电解时，在外电路中有电子通过，而在溶液中是依靠离子定向移动形成电流，即电子本身不会通过电解质溶液。 4.电解池中阴 、阳两极上的放电顺序 阴极：阳离子放电顺序： Ag Fe3 Cu2 H (酸 )Fe2 Zn2 H (水 )Al3 Mg2 Na Ca2
3、 K 。 阳极：活泼电极 S2 I Br Cl OH 含氧酸根离子。 5.电解质溶液电解规律 (采用惰性电极 ) 用惰性电极 (如石墨和 Pt电极 )电解酸、碱、盐的水溶液时，主要有三种电解形式：电解水 、电解电解质本身、电解电解质和 水。其规律如下： 类型 电极反应特点 实例 电解 物质 电解质 溶液浓度 pH 电解质 溶液复原 电解 水型 阴极： 4H 4e =2H2 阳极： 4OH 4e =2H2O O2 NaOH 水 增大 增大 加水 H2SO4 水 增大 减小 加水 Na2SO4 水 增大 不变 加水 电解电 解质型 电解质电离出的阴阳离子分别在两极放电 HCl 电解质 减小 增大
4、通氯化氢 CuCl2 电解质 减小 增大 加氯 化铜 放 H2 阴极：放出 H2生成碱 NaCl 电解质 生成新 增大 通氯化氢 【 精品教育资源文库 】 生碱型 阳极：电解质阴离子放电 和水 电解质 放 O2 生酸型 阴极：电解质阳离子放电 阳极： OH 放电生成酸 AgNO3 电解质 和水 生成新 电解质 减小 加氧化银 典例剖析 【例 1】 2017 嘉兴当湖中学高二 (上 )期中 关于原电池和电解池的叙述正确的是 ( ) A.原电池失去电子的电极称为阴极 B.电解池的阳极、原电池的负极都发生氧化反应 C.原电池的两极，一定要由活动性不同的两种金属组成 D.电解时电解池的阳极一定是阴离
5、子放电 解析 A.原电池中失去电子的电极为负极不是阴极， 故 A错误； B.原电池负极上失电子发生氧化反应，电解池阳 极上失电子发生氧化反应，故 B正确； C.原电池的两极不一定是由活动性不同的两种金属组成，可能是由金属和导电的非金属组成，故 C错误； D.电解时，电解池阳极上不一定是阴离子放电，当活性电极做阳极时，是电极本身放电，故 D错误。 答案 B 【例 2】 2017 金华市十校联考高三 (上 )期末 电解 NO制备 NH4NO3的工作原理如图所示，X、 Y皆为 Pt电极，为使电解产物 全部转化为 NH4NO3，需补充物质 A。下列说法正确的是 ( ) A.物质 A为 NH3 B.X电
6、极为 电解池阳极 C.Y电极上发生了还原反应 D.Y电极反应式为 NO 3e 4OH =NO3 2H2O 解析 电解 NO制备 NH4NO3， Y为阳极反应为 NO 3e 2H2O=NO3 4H ， X为阴极反应为 NO 5e 6H =NH4 H2O，从两极反应可看出，要使得失电子守恒，阳极产生的 NO3 的物质的【 精品教育资源文库 】 量大于阴极产生的 NH4 的物质的量，总反应方程式为： 8NO 7H2O=电解 3NH4NO3 2HNO3，因此若要使电解产物全部转化为 NH4NO3，需补充 NH3； A.根据以上分析，则 A为 NH3，故 A正确；B.根据以上分析， X电极为电解池阴极
7、，故 B错误； C.根据以上分析， Y 为阳极发生了氧化反应，故 C错误； D.Y 为阳极反应为： NO 3e 2H2O=NO3 4H ，故 D错误。 答案 A 考点精练 1.(2016 浙江嘉兴一中高二下期末 )下列各组中，每种电解质溶液在惰性电极条件下电解时只生成氢气和氧气 的是 ( ) A.HCl、 CuCl2、 Ba(OH)2 B.NaOH、 CuSO4、 H2SO4 C.NaOH、 H2SO4、 Ba(OH)2 D.NaBr、 H2SO4、 Ba(OH)2 解析 A.电解 HCl生成氢气和氯气，电解 CuCl2生成 Cu和氯气，电解 Ba(OH)2生成氢气和氧气，故 A不选； B.电
8、解 NaOH生成氢气和氧气，电解 CuSO4生成 Cu、氧气、硫酸，电解 H2SO4生成氢气和 氧气，故 B 不选； C.电解 NaOH、 H2SO4、 Ba(OH)2，均只生成氢气和氧气，故 C选；D.电解 NaBr 生成溴、氢气、 NaOH，电解 H2SO4生成氢气和氧气，电解 Ba(OH)2生成氢气和氧气，故 D不选。 答案 C 2.(2016 浙江省温州十校联合体高二上期中 )用惰性电极电解足量下列溶液，一段时间后，再加入一定质量的另一种物质 (括号内 )，溶液能 与原来溶液完全一样的是 ( ) A.CuCl2CuCl2溶液 B.NaOH NaOH溶液 C.NaClHCl气体 D.Cu
9、SO4Cu(OH)2 解析 A项，电解氯化铜时，阳极放氯气，阴极生成金属铜，所以应加氯化铜固体让电解质溶液复原，故 A错误； B项，电解 NaOH时，阳极产生氧气 ，阴极产生氢气，本质为电解水，所以应加水让电解质溶液复原，故 B错误； C项，电解氯化钠时，阳极产生氯气，阴极产生氢气，所以应通氯化氢气 体让电解质溶液复原，故 C正确； D项，电解硫酸铜时，阳极产生氧气，阴极产生金属铜，所以应加氧化铜让电解质溶液复原，故 D错误。 答案 C 【 精品教育资源文库 】 3.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 C
10、uCl2 Cu(NO3)2 B.KCl Na2SO4 CuSO4 C.CaCl2 KOH NaNO3 D.HCl HNO3 K2SO4 解析 由电解规律可得 类型 化学物质 pH变化 放 O2生酸型 CuSO4、 AgNO3、 Cu(NO3)2 降低 放 H2生碱型 KCl、 CaCl2 升高 电解电解质型 CuCl2 升高 HCl 升高 电解 H2O型 NaNO3、 Na2SO4、 K2SO4 不变 KOH 升高 HNO3 降低 答案 B 【归纳总结】 判断电解池的阴阳极的方法 考点二 电解原理的应用 主干精讲 1.氯碱工业 (1)原理?阳极（ C）： 2Cl 2e =Cl2 （氧化反应）阴
11、极（ Fe）： 2H 2e =H2 （还原反应）总反应： 2NaCl 2H2O=通电 2NaOH H2 Cl2【 精品教育资源文库 】 (2)反应装置 2.电解精炼铜 粗铜 作阳极， 纯铜 作阴极， CuSO4 溶液作电解质溶液。电解时，发生如下反应，阳极： Cu2e =Cu2 ，阴极： Cu2 2e =Cu。阳极泥中存在金、银等不活泼的贵重金属，阴极得到纯铜。 3.电镀铜 精铜作 阳极 ， 镀件金属作 阴极 ，硫酸铜 (或其他可溶性铜盐 )溶液作电解质溶液， 从理论上讲电镀时电解质溶液组成、浓度和质量不变化。电极反应：阳极为 Cu 2e =Cu2 ，阴极为Cu2 2e =Cu。 4.电冶金
12、 用电解法冶炼钠、钙、镁、铝等活泼金属 (1)钠的冶炼：总反应 2NaCl(熔融 )=通电 2Na Cl2 ； 阴极： 2Na 2e =2Na；阳极： 2Cl 2e =Cl2 。 (2)Mg的冶炼：总反应 MgCl2(熔融 )=通电 Mg Cl2 。 (3)Al的冶炼：总反应 2Al2O3(熔融 )=通电 4Al 3O2 。 典例剖析 【例 1】 使用氯化钠作原料可以得到多种产品。 (1)实验室用惰性电极电解 100 mL 0.1 molL 1 NaCl 溶液，若阴阳两极均得到 112 mL 气【 精品教育资源文库 】 体 (标准状况 )，则所得溶液的溶质物质的量浓度是 _(忽略反应前后溶液
13、体积的变化 )。 (2)某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使 Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置。对电源电极名称和 消 毒液的主要成分判断正确的是 _(填字母序号 )。 A.a为正极， b为负极； NaClO和 NaCl B.a为负极， b为正极； NaClO和 NaCl C.a为阳极， b为阴极： HClO和 NaCl D.a为阴极， b为阳极； HClO和 NaCl (3)实验室中很难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的 Fe(OH)2沉淀。某同学利用 (2)中装置，只更换一个电极，通过电解法制取较纯净的 Fe(O
14、H)2沉淀，且较长时间不变色。该同学 换 上 的 电 极 材 料 是 _( 用 元 素 符 号 表 示 ) ， 总 的 反 应 式 是_。 解析 (1)n(H2) n(Cl2) 0.005 mol，参加反应的 n(NaCl) 0.01 mol，说明 NaCl 恰好电解完毕，溶液变为 NaOH溶液， n(NaOH) n(NaCl) 0.01 mol， c(NaOH) 0.1 molL 1。 (2)电 解饱和氯化钠溶液的总反应： 2NaCl 2H2O=通电 2NaOH H2 Cl2 ，题目要求使 Cl2被完全吸收，则氯气必须在下部的电极上产 生，下部的电极是阳极，推出 b为电源的正极，另一极为负极
15、 a。生成的 Cl2与阴极区产生的 NaOH 反应： Cl2 2NaOH=NaCl NaClO H2O，则消毒液的主要成分是 NaClO、 NaCl。 (3)题目要求通过电解法制取 Fe(OH)2，电解质溶液是 NaCl溶液， 必须通过电极反应产生 Fe2 和 OH 。根据电极发生反应的特点，选择铁作阳极，铁发生氧化反应产生 Fe2 ；溶液中的阳离子 Na 、 H 向阴极移动，根据放电顺序，阴极 H 放电产生氢气， H 来源于水的电离，反应式 2H2O 2e =H2 2OH 。在 电场作用下，阳极产生的 Fe2 与阴极产生的 OH 在定向移动的过程中相遇，发生反应生成 Fe(OH)2沉淀。将阳极反应式、阴极反应式相加得到总
