2014届高三鲁科版化学一轮复习教师用书 第6章 第3讲 电解池 金属的电化学腐蚀与防护

第3讲　电解池　金属的电化学腐蚀与防护 [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　电解的原理 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 ①有与电源相连的两个电极。 ②电解质溶液(或熔融盐)。 ③形成闭合回路。 (2)电极名称及电极反应式(如图) (3)电子和离子移动方向 ①电子：从电源负极流向电解池的阴极；从电解池的阳极流向电源的正极。 ②离子：阳离子移向电解池的阴极；阴离子移向电解池的阳极。 4．分析电解过程的思维程序 (1)首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。 (2)再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶液中的H＋和OH－)。 (3)然后排出阴、阳两极的放电顺序 阴极：阳离子放电顺序：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>Al3＋>Mg2＋> Na＋>Ca2＋>K＋。 阳极：活泼电极>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子。 注意　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最常用、最重要的放电顺序是：阳极，Cl－>OH－；阴极：Ag＋> Cu2＋>H＋。③电解水溶液时，K＋～Al3＋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)分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。 (5)最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。深度思考 1．用分析电解过程的思维程序分析电解下列物质的过程，并总结电解规律(用惰性电极电解) 电解质(水溶液) 电极方程式 被电解的物质 总化学方程式或离子方程式 电解质浓度 溶液pH 电解质溶液复原 含氧酸(如H2SO4) 阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O阴极：4H＋＋4e－===2H2↑ 水 2H2OO2↑＋2H2↑ 增大 减小 加H2O 强碱(如NaOH) 阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O阴极：4H＋＋4e－===2H2↑ 水 2H2OO2↑＋2H2↑ 增大 增大 加H2O 活泼金属的含氧酸盐(如KNO3、Na2SO4) 阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O阴极：4H＋＋4e－===2H2↑ 水 2H2OO2↑＋2H2↑ 增大 不变 加H2O 无氧酸(如HCl) ，除HF外 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑阴极：2H＋＋2e－===H2↑ 酸 2HClCl2↑＋H2↑ 减小 增大 通入HCl气体 不活泼金属的无氧酸盐(如CuCl2)，除氟化物外 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑阴极：Cu2＋＋2e－===Cu 盐 CuCl2Cu＋Cl2↑ 减小 加CuCl2 活泼金属的无氧酸盐(如NaCl) 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑阴极：2H＋＋2e－===H2↑ 水和盐 2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－ 生成新电解质 增大 通入HCl气体 不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4) 阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu 水和盐 2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋ 生成新电解质 减小 加CuO或CuCO3 2.电解过程中放H2生碱型和放O2生酸型的实质是什么？ 答案　放H2生碱型的实质是水电离出的H＋放电，破坏了水的电离平衡，使OH－浓度增大，放O2生酸型的实质是水电离出的OH－放电，破坏了水的电离平衡，使H＋浓度增大。 3．(1)上表中要使电解后的NaCl溶液复原，滴加盐酸可以吗？ (2)上表中要使电解后的CuSO4溶液复原，加入Cu(OH)2固体可以吗？ 答案　电解质溶液的复原应遵循“从溶液中析出什么补什么”的原则，即从溶液中析出哪种元素的原子，则应按比例补入哪些原子。 (1)电解NaCl溶液时析出的是等物质的量的Cl2和H2，所以应通入氯化氢气体，加入盐酸会引入过多的水。 (2)同理，使CuSO4溶液复原应加入CuO，而加入Cu(OH)2也会使溶液的浓度降低。 4．在框图推断中若出现“A＋H2OB＋C＋D”的模式， ... ...