學(xué)案39 電解池 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)

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1、學(xué)案39　電解池　金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù) [考綱規(guī)定]　1.理解電解池的工作原理，寫(xiě)出電極反映和電池反映方程式。2.理解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的因素、金屬腐蝕的危害、避免金屬腐蝕的措施。 知識(shí)點(diǎn)一　電解池、電解原理 1．電解原理 (1)電解：使________通過(guò)電解質(zhì)溶液(或熔融的電解質(zhì))而在__________引起 ____________________的過(guò)程。 (2)電解池(也叫電解槽)：把____能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______能的裝置。 (3)電極名稱與電極反映： 與電源正極相連的為_(kāi)_______，發(fā)生________反映； 與電源負(fù)極相連的為_(kāi)_______，

2、發(fā)生________反映。 2．電解CuCl2溶液(如右圖所示) (1)陽(yáng)極反映： ________________________________________________________________________ (2)陰極反映： ________________________________________________________________________ (3)總方程式： ________________________________________________________________________ 問(wèn)題思考 1．電解質(zhì)

3、的電離和溶液的導(dǎo)電有什么聯(lián)系？ 　 　 2．電解池的陰、陽(yáng)極與電極材料有什么關(guān)系？ 　 　 知識(shí)點(diǎn)二　電解原理的應(yīng)用 1．電解飽和食鹽水 (1)電極反映 陽(yáng)極反映式： ________________________________________________________________________ (________反映) 陰極反映式： ________________________________________________________________________ (________反映) (2)總反映方程式：2NaCl＋2H

4、2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 離子反映方程式：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ (3)應(yīng)用：氯堿工業(yè)制________、________和________。 2．電鍍 右圖為金屬表面鍍銀的工作示意圖，據(jù)此回答問(wèn)題： (1)鍍件作____極，鍍層金屬銀作____極。 (2)電解質(zhì)溶液是 ________________________________________________________________________ __________________________________________________________________

5、______。 (3)電極反映： 陽(yáng)極： ________________________________________________________________________； 陰極： ________________________________________________________________________。 (4)特點(diǎn)：____極溶解，____極沉積，電鍍液的濃度 ________________________________________________________________________。 3．電解精煉銅 (1)電極材料

6、：陽(yáng)極為_(kāi)_______；陰極為_(kāi)_______。 (2)電解質(zhì)溶液：含Cu2＋的鹽溶液。 (3)電極反映： 陽(yáng)極為 ________________________________________________________________________； 陰極為 ________________________________________________________________________。 4．電冶金 運(yùn)用電解熔融鹽的措施來(lái)冶煉活潑金屬Na、Ca、Mg、Al等。 (1)冶煉鈉 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 電極反映： 陽(yáng)極： ____

7、____________________________________________________________________， 陰極： ________________________________________________________________________。 (2)冶煉鋁 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 電極反映： 陽(yáng)極： ________________________________________________________________________， 陰極： _____________________________

8、___________________________________________。 問(wèn)題思考 3．如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證電解飽和食鹽水的多種產(chǎn)物？ 　 　 4．電解過(guò)程中放H2生堿型和放O2生酸型的實(shí)質(zhì)是什么？ 　 　 5．用惰性電極電解，若要使電解后的溶液復(fù)原，應(yīng)如何操作？ 　 　 知識(shí)點(diǎn)三　金屬的腐蝕和防護(hù) 1．金屬腐蝕的本質(zhì) 金屬原子________變?yōu)開(kāi)_______，金屬發(fā)生________。 2．金屬腐蝕的類型 (1)化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕 化學(xué)腐蝕 電化學(xué)腐蝕 條件 金屬跟__________接觸 不純金屬或合金跟______

9、__________接觸 現(xiàn)象 ____電流產(chǎn)生 ______電流產(chǎn)生 本質(zhì) 金屬被____ 較活潑金屬被________ 聯(lián)系 兩者往往同步發(fā)生，________腐蝕更普遍 (2)析氫腐蝕與吸氧腐蝕 以鋼鐵的腐蝕為例進(jìn)行分析： 析氫腐蝕 吸氧腐蝕 條件 電極反映 負(fù)極 正極 總反映式 聯(lián)系 ________更普遍 問(wèn)題思考 6．鐵銹是如何形成的？ 　 　 　 3．金屬的防護(hù) (1)電化學(xué)防護(hù) ①犧牲陰極的陽(yáng)極保護(hù)法—________原理 a．________：比被保護(hù)金屬活潑的金屬； b．___

10、_____：被保護(hù)的金屬設(shè)備。 ②外加電流的陰極保護(hù)法—________原理 a．________：被保護(hù)的金屬設(shè)備； b．________：惰性金屬。 (2)變化金屬的內(nèi)部構(gòu)造，如制成合金、不銹鋼等。 (3)加防護(hù)層，如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表面鈍化等措施。 一、電解池的電極及電極產(chǎn)物的判斷 1．如何分析電解池中的兩極變化？ 　 　 2．如何判斷電解池的電極產(chǎn)物及書(shū)寫(xiě)電極反映式和總反映式？ 　 　 典例導(dǎo)悟1　將具有KCl、CuCl2、Na2SO4三種物質(zhì)的水溶液用鉑電極進(jìn)行電解，且電解時(shí)間足夠長(zhǎng)。有如下結(jié)論： ①溶液中幾乎沒(méi)有

11、Cl－?、陔娊赓|(zhì)溶液為無(wú)色?、圩詈笕芤猴@堿性?、躃＋、Na＋、SO的濃度幾乎沒(méi)有變化 對(duì)的的是(設(shè)所有氣體從溶液中出)(　　) A．①②③　　　B．僅③　　　C．①④　　　D．均對(duì)的 聽(tīng)課記錄：　 二、電解類型及有關(guān)計(jì)算 1．用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的類型如下表所示： 類型 電極反映特點(diǎn) 實(shí)例 電解 對(duì)象 電解質(zhì) 濃度 pH 電解質(zhì)溶 液復(fù)原 電解 水型 陰：4H＋＋4e－===2H2↑ 陽(yáng)：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ NaOH H2SO4 Na2SO4 電解 電解 質(zhì)型 電解質(zhì)電離出的陰、陽(yáng)離子分別在兩極放電 HC

12、l CuCl2 放H2 生堿 型 陰極：H2O放H2生堿 陽(yáng)極：電解質(zhì)陰離子放電 NaCl 放O2 生酸 型 陰極：電解質(zhì)陽(yáng)離 子放電 陽(yáng)極：H2O放O2生酸 CuSO4 2.電解池中有關(guān)量的計(jì)算或判斷 電解池中有關(guān)量的計(jì)算或判斷重要涉及如下方面：根據(jù)直流電源提供的電量求產(chǎn)物的量(析出固體的質(zhì)量、產(chǎn)氣憤體的體積等)、溶液的pH、相對(duì)原子質(zhì)量或某元素的化合價(jià)、化學(xué)式等。解題根據(jù)是得失電子守恒。 典例導(dǎo)悟2　(1)用惰性電極電解400 mL一定濃度的硫酸銅溶液(不考慮電解過(guò)程中溶液體積的變化)，通電一

13、段時(shí)間后，向所得的溶液中加入0.1 mol CuO后，使溶液正好恢復(fù)到電解前的濃度和pH，電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移的電子為_(kāi)_______ mol。 (2)如果向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后，使溶液正好恢復(fù)到電解前的濃度和pH，電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移的電子為_(kāi)_______ mol。 (3)如果向所得的溶液中加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3后，使溶液正好恢復(fù)到電解前的濃度和pH(不考慮CO2的溶解)，電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移的電子為_(kāi)_______ mol。 3．比較金屬腐蝕快慢 判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律 (1)電解池原理引起的腐蝕>__________引起的腐蝕>________腐

14、蝕>有防護(hù)措施的腐蝕。 (2)對(duì)同一種金屬來(lái)說(shuō)，腐蝕的快慢：強(qiáng)電解質(zhì)溶液>弱電解質(zhì)溶液>非電解質(zhì)溶液。 (3)活潑性不同的兩金屬，活潑性差別越大，活潑性強(qiáng)的金屬腐蝕越________。 (4)對(duì)同一種電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō)，電解質(zhì)溶液濃度 ________________________________________________________________________， 腐蝕越快。 典例導(dǎo)悟3　下面各容器中盛有海水，鐵在其中被腐蝕時(shí)由快到慢的順序是(　　) A．④>②>①>③　　　　　　 B．②>①>③>④ C．④>②>③>① D．③>②>④>① 題

15、組一　電解原理及其應(yīng)用 1．(·上海，16)用電解法提取氯化銅廢液中的銅，方案對(duì)的的是(　　) A．用銅片連接電源的正極，另一電極用鉑片 B．用碳棒連接電源的正極，另一電極用銅片 C．用氫氧化鈉溶液吸取陰極產(chǎn)物 D．用帶火星的木條檢查陽(yáng)極產(chǎn)物 2．(·海南，9改編)運(yùn)用電解法可將具有Fe、Zn、Ag、Pt等雜質(zhì)的粗銅提純，下列論述對(duì)的的是(　　) A．電解時(shí)以精銅作陽(yáng)極 B．電解時(shí)陰極發(fā)生氧化反映 C．粗銅連接電源負(fù)極，其電極反映是Cu－2e－===Cu2＋ D．電解后，電解槽底部會(huì)形成含少量Ag、Pt等金屬的陽(yáng)極泥 3.(·全國(guó)理綜Ⅱ，29) 右圖是一種用鉑絲作電

16、極，電解稀的MgSO4溶液的裝置，電解液中加有中性紅批示劑，此時(shí)溶液呈紅色。(批示劑的pH變色范疇：6.8～8.0，酸色—紅色，堿色—黃色) 回答問(wèn)題： (1)下列有關(guān)電解過(guò)程中電極附近溶液顏色變化的論述對(duì)的的是________(填編號(hào))； ①A管溶液由紅變黃?、?B管溶液由紅變黃?、跘管溶液不變色　④B管溶液不變色 (2)寫(xiě)出A管中發(fā)生反映的反映式： ________________________________________________________________________； (3)寫(xiě)出B管中發(fā)生反映的反映式： _______________________

17、_________________________________________________； (4)檢查a管中氣體的措施是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； (5)檢查b管中氣體的措施是 ___________________________________________________________________

18、_____ ________________________________________________________________________； (6)電解一段時(shí)間后，切斷電源，將電解液倒入燒杯內(nèi)觀測(cè)到的現(xiàn)象是________________________________________________________________________。 題組二　金屬的電化學(xué)腐蝕和防護(hù) 4．(·北京理綜，8)結(jié)合下圖判斷，下列論述對(duì)的的是(　　) A．Ⅰ和Ⅱ中正極均被保護(hù) B．Ⅰ和Ⅱ中負(fù)極反映均是Fe－2e－===Fe2＋ C．Ⅰ和Ⅱ中正極反映均是O2＋2H2O

19、＋4e－===4OH－ D．Ⅰ和Ⅱ中分別加入少量K3[Fe(CN)6]溶液，均有藍(lán)色沉淀 5．(·山東理綜，15)以KCl和ZnCl2混合液為電鍍液在鐵制品上鍍鋅，下列說(shuō)法對(duì)的的是(　　) A．未通電前上述鍍鋅裝置可構(gòu)成原電池，電鍍過(guò)程是該原電池的充電過(guò)程 B．因部分電能轉(zhuǎn)化為熱能，電鍍時(shí)通過(guò)的電量與鋅的析出量無(wú)擬定關(guān)系 C．電鍍時(shí)保持電流恒定，升高溫度不變化電解反映速率 D．鍍鋅層破損后即對(duì)鐵制品失去保護(hù)作用 6．(·浙江理綜，10)將NaCl溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板表面上，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)液滴覆蓋的圓圈中心區(qū)(a)已被腐蝕而變暗， 在液滴外沿形成棕色鐵銹環(huán)(b)，如右圖

20、所示。導(dǎo)致該現(xiàn)象的重要因素是液滴之下氧氣含量比邊沿處少。下列說(shuō)法對(duì)的的是(　　) A．液滴中的Cl－由a區(qū)向b區(qū)遷移 B．液滴邊沿是正極區(qū)，發(fā)生的電極反映為O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．液滴下的Fe因發(fā)生還原反映而被腐蝕，生成的Fe2＋由a區(qū)向b區(qū)遷移，與b區(qū)的OH－形成Fe(OH)2，進(jìn)一步氧化、脫水形成鐵銹 D．若改用嵌有一銅螺絲釘?shù)蔫F板，在銅鐵接觸處滴加NaCl溶液，則負(fù)極發(fā)生的電極反映為Cu－2e－===Cu2＋ 7．(·北京理綜，6)下列有關(guān)鋼鐵腐蝕與防護(hù)的說(shuō)法對(duì)的的是(　　) A．鋼管與電源正極連接，鋼管可被保護(hù) B．鐵遇冷濃硝酸表面鈍化，可保護(hù)內(nèi)部不被腐

21、蝕 C．鋼管與銅管露天堆放在一起時(shí)，鋼管不易被腐蝕 D．鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí)，負(fù)極反映是Fe－3e－===Fe3＋ 題號(hào) 1 2 4 5 6 7 答案 題組三　電解的規(guī)律及有關(guān)計(jì)算 8．(·全國(guó)理綜Ⅰ，28)下圖所示裝置中，甲、乙、丙三個(gè)燒杯依次分別盛放100 g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100 g 10.00%的K2SO4溶液，電極均為石墨電極。 (1)接通電源，通過(guò)一段時(shí)間后，測(cè)得丙中K2SO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.47%，乙中c電極質(zhì)量增長(zhǎng)。據(jù)此回答問(wèn)題： ①電源的N端為_(kāi)_______極； ②電極b上發(fā)生的電

22、極反映為 ________________________________________________________________________； ③列式計(jì)算電極b上生成的氣體在原則狀況下的體積。 　 　 ④電極c的質(zhì)量變化是__________g； ⑤電解前后各溶液的酸、堿性大小與否發(fā)生變化，簡(jiǎn)述其因素： 甲溶液 ________________________________________________________________________； 乙溶液 ____________________________________________

23、____________________________； 丙溶液 ________________________________________________________________________； (2)如果電解過(guò)程中銅所有析出，此時(shí)電解能否繼續(xù)進(jìn)行，為什么？ 　 　 題組一　電解原理及其應(yīng)用 1．(·大同質(zhì)檢)如圖a、b、c、d均為石墨電極，通電進(jìn)行電解(電解液足量)。下列說(shuō)法對(duì)的的是(　　) A．甲中a的電極反映式為4OH－－4e－===O2↑＋2H2O B．電解時(shí)向乙中滴入酚酞溶液，c電極附近變紅 C．向乙中加入適量鹽酸，溶液構(gòu)成可以

24、恢復(fù) D．當(dāng)b極有64 g Cu析出時(shí)，c電極產(chǎn)生2 g氣體 題組二　電解的規(guī)律及有關(guān)計(jì)算 2．500 mL NaNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)＝6 mol·L－1，用石墨作電極電解此溶液，當(dāng)通電一段時(shí)間后，兩極均收集到氣體22.4 L(原則狀況下)，假定電解后溶液體積仍為500 mL，下列說(shuō)法對(duì)的的是(　　) A．原混合溶液中c(Na＋)＝6 mol·L－1 B．電解后溶液中c(H＋)＝4 mol·L－1 C．上述電解過(guò)程中共轉(zhuǎn)移8 mol電子 D．電解后得到的Cu的物質(zhì)的量為2 mol 3．用石墨電極電解CuSO4溶液一段時(shí)間后，向所得溶液中加入0.2 mo

25、l Cu(OH)2后，正好使溶液恢復(fù)到電解前的濃度。則電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為(　　) A．0.4 mol B．0.5 mol C．0.6 mol D．0.8 mol 題組三　金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù) 4．銅板上鐵鉚釘處的吸氧腐蝕原理如圖所示，下列有關(guān)說(shuō)法中，不對(duì)的 的是(　　) A．正極的電極反映式為：2H＋＋2e－===H2↑ B．此過(guò)程中還波及到反映：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3 C．此過(guò)程中銅并不被腐蝕 D．此過(guò)程中電子從Fe移向Cu 題號(hào) 1 2 3 4 答案 5.

26、如圖水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀測(cè)。 (1)若試管內(nèi)液面上升，則原溶液呈__________性，發(fā)生________腐蝕，電極反映： 負(fù)極： ________________________________________________________________________； 正極： ________________________________________________________________________。 (2)若試管內(nèi)液面下降，則原溶液呈________性，發(fā)生________腐蝕，電極反映：負(fù)極：____________________

27、____________________________________________________； 正極： ________________________________________________________________________。 題組四　實(shí)驗(yàn)探究 6．下列四種裝置中，①盛200 mL 0.005 mol·L－1硫酸銅溶液?、谑?00 mL 0.01 mol·L－1硫酸?、凼?00 mL氯化鋅溶液?、苁?00 mL氯化鉀溶液 (1)上述四種裝置中，為電解池的是__________(用編號(hào)回答)，裝置①中兩電極的電極反映式分別是 _________

28、_______________________________________________________________ ________________________________________________________________________ (注明電極名稱)； (2)用離子方程式回答：通電時(shí)裝置④中的總反映式是 ________________________________________________________________________， 溶液中也許發(fā)生的副反映是 __________________________________

29、______________________________________； (3)工作一段時(shí)間后，測(cè)得導(dǎo)線上均通過(guò)0.002 mol電子，則上述四種裝置中溶液pH最小的是__________(用編號(hào)回答，溶液體積變化忽視不計(jì))； (4)若將裝置④中的外加電源拆去，用導(dǎo)線將兩個(gè)電極連接，則Fe極上發(fā)生的反映是________________________________________________________________________， C極上發(fā)生的反映是 ________________________________________________________

30、________________。 學(xué)案39　電解池　金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù) 【課前準(zhǔn)備區(qū)】 知識(shí)點(diǎn)一 1．(1)電流　陰、陽(yáng)兩極　氧化還原反映 (2)電　化學(xué) (3)陽(yáng)極　氧化　陰極　還原 2．(1)2Cl－－2e－===Cl2↑ (2)Cu2＋＋2e－===Cu (3)CuCl2Cu＋Cl2↑ 知識(shí)點(diǎn)二 1．(1)2Cl－－2e－===Cl2↑　氧化　2H＋＋2e－===H2↑　還原 (3)燒堿　氯氣　氫氣 2．(1)陰　陽(yáng) (2)AgNO3溶液等含鍍層金屬陽(yáng)離子的溶液 (3)Ag－e－===Ag＋ Ag＋＋e－===Ag (4)陽(yáng)　陰　不變 3

31、．(1)粗銅　純銅 (3)Cu－2e－===Cu2＋　Cu2＋＋2e－===Cu 4．(1)2Cl－－2e－===Cl2↑ 2Na＋＋2e－===2Na (2)6O2－－12e－===3O2↑　4Al3＋＋12e－===4Al 知識(shí)點(diǎn)三 1．失去電子　金屬陽(yáng)離子　氧化反映 2．(1) 化學(xué)腐蝕 電化學(xué)腐蝕 條件 金屬跟非金屬單質(zhì)直接接觸 不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸 現(xiàn)象 無(wú)電流產(chǎn)生 有單薄電流產(chǎn)生 本質(zhì) 金屬被氧化 較活潑金屬被氧化 聯(lián)系 兩者往往同步發(fā)生，電化學(xué)腐蝕更普遍 (2) 析氫腐蝕 吸氧腐蝕 條件 水膜酸性較強(qiáng) (pH≤

32、4.3) 水膜酸性很弱或中性 電極反映 負(fù) 極 Fe－2e－===Fe2＋ 正極 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 總反映式 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 聯(lián)系 吸氧腐蝕更普遍 3.(1)①原電池　a．負(fù)極　b．正極　②電解　a．陰極　b．陽(yáng)極 問(wèn)題思考 1．溶液的導(dǎo)電，一方面要有電解質(zhì)的電離，人們懂得，非電解質(zhì)的水溶液并不導(dǎo)電，就是由于溶液中沒(méi)有自由離子。因此，電解質(zhì)溶于水就發(fā)生電離，產(chǎn)生了自由離子，該溶液就可以導(dǎo)電。電解質(zhì)的導(dǎo)電過(guò)程就是其電解過(guò)程。 2．電解池的陰、陽(yáng)極取決

33、于外接電源的正負(fù)極，與電極材料的金屬活動(dòng)性無(wú)關(guān)。 3．向飽和食鹽水中滴加幾滴酚酞，電解后陰極區(qū)域溶液變紅，證明有NaOH生成；用兩支試管分別收集兩極氣體，陽(yáng)極產(chǎn)物用濕潤(rùn)的淀粉－KI試紙驗(yàn)證，陰極產(chǎn)物用爆鳴實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 4．放H2生堿型的實(shí)質(zhì)是水電離出的H＋放電，破壞了水的電離平衡，使OH－濃度增大，放O2生酸型的實(shí)質(zhì)是水電離出的OH－放電，破壞了水的電離平衡，使H＋濃度增大。 5．用惰性電極電解時(shí)，若要使電解后的溶液恢復(fù)到原狀態(tài)，應(yīng)遵循“缺什么加什么，缺多少加多少”的原則，一般加入陰極產(chǎn)物與陽(yáng)極產(chǎn)物形成的化合物。 6．鐵被腐蝕后，一般會(huì)生成鐵銹，其因素是：隨著析氫腐蝕進(jìn)行，溶液中c(H＋

34、)降到一定濃度后，則發(fā)生吸氧腐蝕，發(fā)生的反映為 2Fe－4e－===2Fe2＋， 2H2O＋O2＋4e－===4OH－， Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2， 4Fe(OH)2 ＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3， 2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(鐵銹)＋(3－x)H2O。 【課堂活動(dòng)區(qū)】 一、1.分析電解池中兩極的變化，一方面要看清晰電解池的電極，一般Pt、Au、石墨為惰性電極，其她的金屬電極均為非惰性電極；與電源正極相連的是電解池的陽(yáng)極，金屬電極或電解質(zhì)提供的自由移動(dòng)的陰離子將在該極上失電子發(fā)生氧化反映；與電源負(fù)極相連的是電解池的陰極，電解質(zhì)提供的自由移動(dòng)

35、的陽(yáng)離子在該極上得電子發(fā)生還原反映。 2．一方面要看清晰電解池的電極。在陽(yáng)極：如果陽(yáng)極是活潑金屬(除金、鉑外)形成的活性電極，則電解時(shí)，陽(yáng)極是電極放電，即電極溶解變?yōu)榻饘訇?yáng)離子；如果是惰性電極，可以按下列環(huán)節(jié)分析電極反映： (1)分析電解質(zhì)水溶液的構(gòu)成，找全離子并分為陰、陽(yáng)兩組。 (2)分別對(duì)陰、陽(yáng)離子排出放電順序，寫(xiě)出各電極的電極反映式。 ①陽(yáng)極電極式的書(shū)寫(xiě)： 溶液中，陰離子放電順序?yàn)镾2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根>F－。按此順序依次放電，若溶液中有Cl－和OH－，則Cl－先放電，反映為2Cl－－2e－===Cl2↑，只有當(dāng)Cl－反映完了才發(fā)生反映：4OH－－4e－

36、===O2↑＋2H2O。 ②陰極電極式的書(shū)寫(xiě)： 直接根據(jù)陽(yáng)離子放電順序進(jìn)行判斷，陽(yáng)離子放電順序與金屬活動(dòng)性順序相反，其中Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Fe2＋>Zn2＋>Al3＋>Mg2＋>Na＋。其電極反映式為Mn＋＋ne－===M。 (3)分析各電極反映，找出放電物質(zhì)(或離子)的來(lái)源，寫(xiě)出總反映方程式。 二、1. 類型 電極反映特點(diǎn) 實(shí)例 電解對(duì)象 電解質(zhì)濃度 pH 電解質(zhì)溶液復(fù)原 電解水型 陰：4H＋＋4e－===2H2↑ 陽(yáng)：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ NaOH 水 增大 增大 加水 H2SO4 水 增大 減小 加水 N

37、a2SO4 水 增大 不變 加水 電解電解質(zhì)型 電解質(zhì)電離出的陰、陽(yáng)離子分別在兩極放電 HCl 電解質(zhì) 減小 增大 通氯化氫 CuCl2 電解質(zhì) 減小 加氯化銅 放H2生堿型 陰極：H2O放H2生堿 陽(yáng)極：電解質(zhì)陰離子放電 NaCl 電解質(zhì)和水 生成新電解質(zhì) 增大 通氯化氫 放O2生酸型 陰極：電解質(zhì)陽(yáng)離子放電陽(yáng)極：H2O放O2生酸 CuSO4 電解質(zhì)和水 生成新電解質(zhì) 減小 加氧化銅 3.(1)原電池原理　化學(xué) (3)快 (4)越大 典例導(dǎo)悟 1．A 2．(1)0.2　(2)0.4　(3)0.6 解析　(1)電解硫

38、酸銅溶液的反映方程式為2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑，從方程式可以看出，電解硫酸銅過(guò)程中只析出銅和釋放出氧氣，加入0.1 mol CuO可以使溶液恢復(fù)至本來(lái)狀態(tài)，闡明參與反映的硫酸銅只有0.1 mol，轉(zhuǎn)移的電子為0.2 mol。(2)加入0.1 mol Cu(OH)2可以使溶液恢復(fù)至本來(lái)狀態(tài)，闡明電解過(guò)程中不僅硫酸銅被電解，并且有水被電解。0.1 mol Cu(OH)2可以看作是0.1 mol CuO和0.1 mol H2O，則轉(zhuǎn)移的電子為0.4 mol。(3)加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3可以看作0.2 mol CuO、0.1 mol H2O和0.1 mol

39、 CO2，相稱于有0.2 mol的硫酸銅和0.1 mol的水被電解，因此轉(zhuǎn)移的電子為0.6 mol。 3．A　[在原電池中，活潑金屬為負(fù)極，該金屬被氧化，不活潑金屬便被保護(hù)起來(lái)，其被腐蝕的速率大大減小，因此裝置③中的鐵被腐蝕的速率比①中的慢；反之，當(dāng)鐵與比它不活潑的金屬，如Sn、Cu等連接起來(lái)，則被腐蝕的速率增大，因此在容器②中鐵比容器①中的鐵腐蝕得快。容器④是一種電鍍池，在這里鐵是陽(yáng)極，不斷以Fe2＋的形式進(jìn)入容器中，從而加速了鐵的腐蝕，在上述四種容器中，容器④中的鐵被腐蝕速率是最快的。綜上分析，鐵被腐蝕的快慢順序?yàn)棰?②>①>③。] 【課后練習(xí)區(qū)】 高考集訓(xùn) 1．B　[電解氯化銅溶

40、液的總反映式為CuCl2Cu＋Cl2↑，陰極產(chǎn)物為Cu，陽(yáng)極產(chǎn)物為Cl2，因此C、D錯(cuò)誤；若將銅片連接到電源正極上，則發(fā)生反映Cu－2e－===Cu2＋，顯然與從廢液中提取銅的主旨是相違背的，故A錯(cuò)，B對(duì)的。] 2．D　[電解時(shí)粗銅作陽(yáng)極，與電源正極相連，失電子發(fā)生氧化反映；精銅作陰極，與電源負(fù)極相連，得電子發(fā)生還原反映，A、B、C均錯(cuò)誤；由于在金屬活動(dòng)性順序表中Ag、Pt排在Cu的背面，因此電解時(shí)Ag、Pt不會(huì)失電子，D對(duì)的。] 3．(1)①④ (2)2H＋＋2e－===H2↑(或2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑)　Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓ (3)4OH－－4e

41、－===2H2O＋O2↑(寫(xiě)2H2O－4e－===4H＋＋O2↑同樣給分) (4)用拇指按住管口，取出試管，接近火焰，放開(kāi)拇指，有爆鳴聲，管口有藍(lán)色火焰 (5)用拇指按住管口，取出試管，放開(kāi)拇指，將帶有火星的木條伸入試管內(nèi)會(huì)復(fù)燃 (6)溶液呈紅色，白色沉淀溶解(或大部分溶解) 解析　該電解池A為陰極，反映式為2H＋＋2e－===H2↑，B為陽(yáng)極，電極反映式為4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，A管附近產(chǎn)生OH－，故溶液由紅變黃，B管附近產(chǎn)生H＋溶液仍呈紅色，A管附近產(chǎn)生的OH－與Mg2＋結(jié)合生成Mg(OH)2沉淀。但停止電解后，生成的Mg(OH)2與H＋反映，白色沉淀溶解，溶液仍呈

42、紅色。檢查a管中產(chǎn)生的H2的措施是：用拇指按住管口，取出試管，接近火焰，放開(kāi)拇指，有爆鳴聲，管口有藍(lán)色火焰，證明是H2；檢測(cè)b管中產(chǎn)生的O2的措施是：用拇指按住管口，取出試管，放開(kāi)拇指，將帶火星的木條伸入試管內(nèi)復(fù)燃，證明是O2。 4．A　[A項(xiàng)兩個(gè)裝置都是原電池，負(fù)極都是活潑金屬，根據(jù)原電池原理可知，原電池對(duì)正極起到了保護(hù)作用，故A對(duì)的；B項(xiàng)Ⅰ中的負(fù)極反映為Zn－2e－===Zn2＋，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)Ⅱ中的正極反映為2H＋＋2e－===H2↑，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)Ⅰ中不能生成藍(lán)色沉淀。] 5．C　[A項(xiàng)，未通電時(shí)是原電池，但電鍍過(guò)程并不是原電池的充電過(guò)程，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，消耗鋅時(shí)轉(zhuǎn)移的電子與通過(guò)的

43、電量有擬定的關(guān)系，故鋅的析出量與通過(guò)的電量有擬定關(guān)系，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，電鍍時(shí)保持電流恒定，有助于保證電鍍的質(zhì)量，溫度不影響電解的速率，故C對(duì)的；D項(xiàng)，鍍鋅層破損后與鐵構(gòu)成了原電池，鋅作負(fù)極被腐蝕，保護(hù)了鐵，故D錯(cuò)誤。] 6．B　[Cl－由b區(qū)向a區(qū)遷移，A錯(cuò)；正極反映為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B對(duì)的；由題干知鐵板發(fā)生吸氧腐蝕，鐵作負(fù)極，發(fā)生氧化反映，因此C項(xiàng)錯(cuò)；銅鏍絲釘作正極，因此D錯(cuò)。] 7．B　[鋼管與電源正極連接，作電解池的陽(yáng)極，被氧化而腐蝕，A項(xiàng)錯(cuò)；鐵在冷濃硝酸中表面生成一層致密的氧化物保護(hù)膜，從而保護(hù)內(nèi)部不被腐蝕，B項(xiàng)對(duì)的；鋼管與銅管堆放在一起時(shí)，構(gòu)成原電池，鋼管作

44、負(fù)極而易被腐蝕，C項(xiàng)錯(cuò)；鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí)，負(fù)極反映：Fe－2e－===Fe2＋，D項(xiàng)錯(cuò)。] 8．(1)①正?、?OH－－4e－===2H2O ＋ O2↑ ③水減少的質(zhì)量：100 g×(1－)＝4.5 g，生成O2的體積：××22.4 L·mol－1＝2.8 L ④16?、輭A性增大，由于相稱于電解水　酸性增大，因OH－放電， H＋增多　酸堿性不變，相稱于電解水 (2)能繼續(xù)進(jìn)行，由于CuSO4溶液已轉(zhuǎn)變?yōu)镠2SO4溶液，反映也就變?yōu)樗碾娊夥从场? 解析　(1)①乙中c電極質(zhì)量增長(zhǎng)，則c處發(fā)生的反映為Cu2＋＋2e－===Cu，即c處為陰極，由此可推出b為陽(yáng)極，a為陰極，M為負(fù)極，N為

45、正極。丙中為K2SO4，相稱于電解水，設(shè)電解的水的質(zhì)量為x g。由電解前后溶質(zhì)質(zhì)量相等有，100×10%＝(100－x)×10.47%，得x＝4.5 g，故為0.25 mol。由方程式2H2＋O2===2H2O可知，生成2 mol H2O，轉(zhuǎn)移4 mol電子，因此整個(gè)反映中轉(zhuǎn)化0.5 mol電子，而整個(gè)電路是串聯(lián)的，故每個(gè)燒杯中的電極上轉(zhuǎn)移電子數(shù)是相等的。②甲中為NaOH，相稱于電解H2O，陽(yáng)極b處為陰離子OH－放電，即4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。③轉(zhuǎn)移0.5 mol電子，則生成O2為0.5/4＝0.125 mol，標(biāo)況下的體積為0.125 mol×22.4 L·mol－1＝2.8

46、 L。④Cu2＋＋2e－===Cu，轉(zhuǎn)移0.5 mol電子，則生成的m(Cu)＝0.5/2 mol×64 g·mol－1＝16 g。⑤甲中相稱于電解水，故NaOH的濃度增大，pH變大。乙中陰極為Cu2＋放電，陽(yáng)極為OH－放電，因此H＋增多，故pH減小。丙中為電解水，對(duì)于K2SO4而言，其pH幾乎不變。(2)銅所有析出，可以繼續(xù)電解H2SO4，有電解液即可電解。 考點(diǎn)集訓(xùn) 1．A　[本題易誤選C，在電解液足量的狀況下，電解過(guò)程中只逸出H2和Cl2，只需補(bǔ)充氫和氯兩種元素即可，不能加入鹽酸，由于鹽酸中有H2O，應(yīng)通入適量HCl氣體才干達(dá)到目的。] 2．B　[陽(yáng)極收集到1 mol O2，轉(zhuǎn)移4

47、 mol e－，而陰極收集到1 mol H2，轉(zhuǎn)移2 mol e－，則生成Cu轉(zhuǎn)移2 mol e－，故Cu(NO3)2的物質(zhì)的量為1 mol，由n(NO)＝6 mol·L－1×0.5 L＝3 mol，則NaNO3的物質(zhì)的量為1 mol，電解后c(H＋)＝2 mol÷0.5 L＝4 mol·L－1。] 3．D　[若只電解CuSO4加入CuO即可恢復(fù)電解前的濃度，題意加入Cu(OH)2闡明電解了0.2 mol CuSO4和0.2 mol H2O，故轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.4 mol＋0.4 mol＝0.8 mol。] 4．A　[鐵釘發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，負(fù)極為鐵，反映為2Fe－4e－===2Fe2＋，正

48、極為銅，反映為2H2O＋O2＋4e－===4OH－，總反映2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2，又發(fā)生4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，反映中電子從負(fù)極Fe流向正極Cu，銅不被腐蝕。] 5．(1)中性、堿性或弱酸　吸氧　Fe－2e－===Fe2＋ O2＋2e－＋H2O===2OH－ (2)較強(qiáng)酸　析氫　Fe－2e－===Fe2＋　2H＋＋2e－===H2↑ 6．(1)①③④　陰極：2Cu2＋＋4e－===2Cu，陽(yáng)極：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O (2)2Cl－＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2OH－ Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2

49、O (3)②　(4)2Fe－4e－===2Fe2＋　O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 解析　(2)裝置④中是惰性電極電解氯化鉀溶液，生成氫氣、氯氣、KOH，其中Cl2與KOH會(huì)發(fā)生氧化還原反映。 (3)工作一段時(shí)間后，①②③溶液呈現(xiàn)酸性，④中呈現(xiàn)堿性。通過(guò)0.002 mol電子時(shí)，①中生成H＋為0.002 mol，H＋濃度為0.01 mol·L－1；②中消耗H＋為0.002 mol，剩余H＋為0.01 mol·L－1×2×200×10－3 L－0.002 mol＝0.002 mol，同步溶液中的硫酸鋅也會(huì)水解；③中為氯化鋅溶液，其酸性是由Zn2＋水解所得，酸性較弱。因此②中酸性最強(qiáng)，pH最小。 (4)若將裝置④中的外加電源拆去，用導(dǎo)線將兩個(gè)電極連接，由于氯化鉀溶液呈中性，因此裝置④就成了電化學(xué)腐蝕中的吸氧腐蝕。