(完整word版)高考化学一轮复习第六章第三节电解池金属的电化学腐蚀与防护学案含解析(2).pdf

1 金属的电化学腐蚀与防护第三节电解池金属的电化学腐蚀与防护1理解电解池的构成、工作原理及应用。2能书写电极反应和总反应方程式。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)电解原理【点多面广精细研】1电解使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。在此过程中，电能转化为化学能。2电解池(1)概念：电解池是把电能转化为化学能的装置。(2)电解池的构成条件：有外接电源；有与电解质溶液或熔融的电解质相连的两个电极；形成闭合回路。(3)电极名称及电极反应式(以电解 CuCl2溶液为例)总反应方程式：CuCl2=电解 Cu Cl2。(4)电解池中电子和离子的移动：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、阳两极上离子的放电顺序(1)阴极：与电极材料无关。氧化性强的先放电，放电顺序：Ag Fe3 Cu2H(酸)Fe2 Zn2 H(水)Al3 Mg2 Na Ca2 K 得到电子由易到难(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：活泼电极 S2IBrClOH含氧酸根离子F 失去电子由易到难2 小题练微点 判断下列说法的正误(正确的打“”，错误的打“”)。(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()(9)用铜作电极电解CuSO4溶液的方程式为2Cu 2H2O=电解2CuO2 4H()(10)电解 NaCl 溶液得到22.4 L H2(标准状况)，理论上需要转移NA个电子()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)学霸微提醒 (1)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。(2)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。(3)Fe3在阴极上放电时生成Fe2而不是得到单质Fe。电解原理1.(2018 全国卷)最近我国科学家设计了一种CO2 H2S协同转化装置，实现对天然气中 CO2和 H2S的高效去除。示意图如图所示，其中电极分别为ZnO 石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：EDTA-Fe2e=EDTA-Fe32EDTA-Fe3H2S=2HS2EDTA-Fe2该装置工作时，下列叙述错误的是()A阴极的电极反应：CO22H2e=CO H2O B协同转化总反应：CO2H2S=CO H2OS C石墨烯上的电势比ZnO 石墨烯上的低D若采用Fe3/Fe2取代 EDTA-Fe3/EDTA-Fe2，溶液需为酸性解析：选C 由题中信息可知，石墨烯电极发生氧化反应，为电解池的阳极，则ZnO石墨烯电极为阴极。由题图可知，电解时阴极反应式为CO22H2e=CO H2O，A项正确；文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 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B项分析可知，负极区产生OH，负极区溶液的pH升高；D项正极区发生的反应为2H2O4e=O2 4H，当电路中通过1 mol 电子的电量时，生成0.25 mol O2。方法规律 1阴、阳极的判断方法根据外接电源正极连阳极，负极连阴极根据电流方向从阴极流出，从阳极流入根据电子流向从阳极流出，从阴极流入根据离子流向阴离子移向阳极，阳离子移向阴极根据电极产物阳极：电极溶解、逸出O2(或极区变酸性)或 Cl2；阴极：析出金属、逸出 H2(或极区变碱性)2.电解产物的分析方法首先明确阳极材料和溶液中存在的所有离子，然后根据如下规律分析判断。(1)阳极：金属活性电极：电极材料失电子，生成相应的金属阳离子；惰性电极：溶液中的阴离子失电子，生成相应的单质或高价化合物(阴离子放电顺序：S2IBrClOH含氧酸根离子)。(2)阴极：溶液中的阳离子得电子，生成相应的单质或低价化合物(阳离子放电顺序：AgFe3Cu2HFe2Zn2)。电解规律3.(2016 北京高考)用石墨电极完成下列电解实验。文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 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原 理 如 图 所 示。阳 极 的 电 极 反 应 式 为_，阴极产生的物质A的化学式为 _。解析：(1)电解液是KOH溶液，阴极的电极反应式为2H2O 2e=2OHH2。电解过程中阳极的K通过阳离子交换膜由电极a 迁移到电极b。(2)阳极上 OH失去电子生成O2，由 H2O电离出的H可以与 CO23反应生成HCO3。阴极上H2O放电生成H2。答案：(1)2H2O2e=2OHH2K由 a到 b(2)4CO232H2O 4e=4HCO3 O2H2 方法规律 以惰性电极电解电解质溶液的规律类型实例电极反应特点电解质溶液浓度pH 电解质溶液复原文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 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电极附近溶液呈酸性，则X电极溶液呈蓝色，Y电极溶液呈红色，C错误；惰性电极电解稀的Na2SO4溶液，实际是电解水，将全部电解液转移到同一烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性，D正确。2.装置()为铁镍(Fe-Ni)可充电的碱性电池：FeNiO2 2H2OFe(OH)2Ni(OH)2；装置()为电解示意图。当闭合开关K 时，电极Y 附近溶液先变红。X、Y 电极为惰性电极。下列说法正确的是()A闭合 K时，电极X上有无色无味的气体产生B闭合 K时，电极X的反应式为2Cl2e=Cl2C闭合 K时，电子从电极A流向电极X D闭合 K时，电极A的反应式为NiO22e 2H=Ni(OH)2文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 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做一当十 注意：书写电解池中电极反应时，需以实际放电的离子表示，但书写总反应时，弱电解质要写成分子式。解析：选 D 若铁作阳极，则铁失电子生成Fe2，则 CN无法除去，故铁只能作阴极，阳极须为惰性电极，可用石墨作阳极，故 A项正确；阳极 Cl失去电子生成ClO，发生氧化反应，又已知溶液呈碱性，故B 项正确；在碱性条件下，水电离出的H在阴极得电子生成H2，发生还原反应，故C项正确；溶液pH为 910，呈碱性，反应物中不可能含有大量的H，故 D项错误。5(2019贵阳模拟)如图电解装置可将雾霾中的NO、SO2分别转化为 NH4和SO24。下列关于该装置的说法错误的是()ASO2通入阳极，该电极上发生氧化反应B物质 M为 H2SO4文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 HA7B9Z7K7I10 ZX9H4D7Z7I1文档编码:CS6G3X1Z2L1 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