第八章 學案39 電解池　金屬的電化學腐蝕與防護

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1、高中化學學習資料整理總結(jié) 學案39　電解池　金屬的電化學腐蝕與防護 [考綱要求]　1.了解電解池的工作原理，寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。2.理解金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害、防止金屬腐蝕的措施。 知識點一　電解池、電解原理 1．電解原理 (1)電解：使________通過電解質(zhì)溶液(或熔融的電解質(zhì))而在__________引起 ____________________的過程。 (2)電解池(也叫電解槽)：把____能轉(zhuǎn)化為________能的裝置。 (3)電極名稱與電極反應(yīng)： 與電源正極相連的為________，發(fā)生________反應(yīng)； 與電源負

2、極相連的為________，發(fā)生________反應(yīng)。 2．電解CuCl2溶液(如右圖所示) (1)陽極反應(yīng)： ________________________________________________________________________ (2)陰極反應(yīng)： ________________________________________________________________________ (3)總方程式： _______________________________________________________________________

3、_ 問題思考 1．電解質(zhì)的電離和溶液的導(dǎo)電有什么聯(lián)系？ 　 　 2．電解池的陰、陽極與電極材料有什么關(guān)系？ 　 　 知識點二　電解原理的應(yīng)用 1．電解飽和食鹽水 (1)電極反應(yīng) 陽極反應(yīng)式： ________________________________________________________________________ (________反應(yīng)) 陰極反應(yīng)式： ________________________________________________________________________ (________反應(yīng)) (2)總

4、反應(yīng)方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 離子反應(yīng)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)此回答下列問題： (1)鍍件作____極，鍍層金屬銀作____極。 (2)電解質(zhì)溶液是 ________________________________________________________________________ __________________________________________________

5、______________________。 (3)電極反應(yīng)： 陽極： ________________________________________________________________________； 陰極： ________________________________________________________________________。 (4)特點：____極溶解，____極沉積，電鍍液的濃度 ________________________________________________________________________。

6、3．電解精煉銅 (1)電極材料：陽極為________；陰極為________。 (2)電解質(zhì)溶液：含Cu2＋的鹽溶液。 (3)電極反應(yīng)： 陽極為 ________________________________________________________________________； 陰極為 ________________________________________________________________________。 4．電冶金 利用電解熔融鹽的方法來冶煉活潑金屬Na、Ca、Mg、Al等。 (1)冶煉鈉 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑

7、電極反應(yīng)： 陽極： ________________________________________________________________________， 陰極： ________________________________________________________________________。 (2)冶煉鋁 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 電極反應(yīng)： 陽極： ________________________________________________________________________， 陰極： _____________

8、___________________________________________________________。 問題思考 3．如何設(shè)計實驗驗證電解飽和食鹽水的各種產(chǎn)物？ 　 　 4．電解過程中放H2生堿型和放O2生酸型的實質(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)怎樣操作？ 　 　 知識點三　金屬的腐蝕和防護 1．金屬腐蝕的本質(zhì) 金屬原子________變?yōu)開_______，金屬發(fā)生________。 2．金屬腐蝕的類型 (1)化學腐蝕與電化學腐蝕 化學腐蝕 電化學腐蝕 條件 金屬跟__________接觸

9、 不純金屬或合金跟________________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 兩者往往同時發(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行分析： 析氫腐蝕 吸氧腐蝕 條件 電極反應(yīng) 負極 正極 總反應(yīng)式 聯(lián)系 ________更普遍 問題思考 6．鐵銹是怎樣形成的？ 　 　 　 3．金屬的防護 (1)電化學防護 ①犧牲陰極的陽極保護法—________原理 a．________：比被保

10、護金屬活潑的金屬； b．________：被保護的金屬設(shè)備。 ②外加電流的陰極保護法—________原理 a．________：被保護的金屬設(shè)備； b．________：惰性金屬。 (2)改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如制成合金、不銹鋼等。 (3)加防護層，如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法。 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)物及書寫電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式？ 　 　 典例導(dǎo)悟1　將含有KCl、CuCl2、Na2SO4三種物質(zhì)的水溶液用鉑電極進行電解，且電解時間足夠長。

11、有以下結(jié)論： ①溶液中幾乎沒有Cl－?、陔娊赓|(zhì)溶液為無色?、圩罱K溶液顯堿性　④K＋、Na＋、SO的濃度幾乎沒有變化 正確的是(設(shè)全部氣體從溶液中出)(　　) A．①②③　　　B．僅③　　　C．①④　　　D．均正確 聽課記錄：　 二、電解類型及有關(guān)計算 1．用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的類型如下表所示： 類型 電極反應(yīng)特點 實例 電解 對象 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：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ NaOH H2SO4 Na2SO4 電解 電解 質(zhì)型 電解質(zhì)電離出的

12、陰、陽離子分別在兩極放電 HCl CuCl2 放H2 生堿 型 陰極：H2O放H2生堿 陽極：電解質(zhì)陰離子放電 NaCl 放O2 生酸 型 陰極：電解質(zhì)陽離 子放電 陽極：H2O放O2生酸 CuSO4 2.電解池中有關(guān)量的計算或判斷 電解池中有關(guān)量的計算或判斷主要包括以下方面：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)生氣體的體積等)、溶液的pH、相對原子質(zhì)量或某元素的化合價、化學式等。解題依據(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

13、解過程中溶液體積的變化)，通電一段時間后，向所得的溶液中加入0.1 mol CuO后，使溶液恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH，電解過程中轉(zhuǎn)移的電子為________ mol。 (2)如果向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后，使溶液恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH，電解過程中轉(zhuǎn)移的電子為________ mol。 (3)如果向所得的溶液中加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3后，使溶液恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH(不考慮CO2的溶解)，電解過程中轉(zhuǎn)移的電子為________ 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>_________

14、_引起的腐蝕>________腐蝕>有防護措施的腐蝕。 (2)對同一種金屬來說，腐蝕的快慢：強電解質(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，活潑性強的金屬腐蝕越________。 (4)對同一種電解質(zhì)溶液來說，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，鐵在其中被腐蝕時由快到慢的順序是(　　) A．④>②>①>③　　　　　　 B．②>①>③>④ C．④>②>③>①

15、D．③>②>④>① 題組一　電解原理及其應(yīng)用 1．(2011·上海，16)用電解法提取氯化銅廢液中的銅，方案正確的是(　　) 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．用氫氧化鈉溶液吸收陰極產(chǎn)物 D．用帶火星的木條檢驗陽極產(chǎn)物 2．(2010·海南，9改編)利用電解法可將含有Fe、Zn、Ag、Pt等雜質(zhì)的粗銅提純，下列敘述正確的是(　　) A．電解時以精銅作陽極 B．電解時陰極發(fā)生氧化反應(yīng) C．粗銅連接電源負極，其電極反應(yīng)是Cu－2e－===Cu2＋ D．電解后，電解槽底部會形成含少量Ag、Pt等金屬的陽極泥 3.(

16、2010·全國理綜Ⅱ，29) 右圖是一個用鉑絲作電極，電解稀的MgSO4溶液的裝置，電解液中加有中性紅指示劑，此時溶液呈紅色。(指示劑的pH變色范圍：6.8～8.0，酸色—紅色，堿色—黃色) 回答下列問題： (1)下列關(guān)于電解過程中電極附近溶液顏色變化的敘述正確的是________(填編號)； ①A管溶液由紅變黃?、?B管溶液由紅變黃　③A管溶液不變色?、蹷管溶液不變色 (2)寫出A管中發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)式： ________________________________________________________________________； (3)寫出B管中發(fā)生反應(yīng)

17、的反應(yīng)式： ________________________________________________________________________； (4)檢驗a管中氣體的方法是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； (5)檢驗b管中氣體的方法是 _____________________________________

18、___________________________________ ________________________________________________________________________； (6)電解一段時間后，切斷電源，將電解液倒入燒杯內(nèi)觀察到的現(xiàn)象是________________________________________________________________________。 題組二　金屬的電化學腐蝕和防護 4．(2011·北京理綜，8)結(jié)合下圖判斷，下列敘述正確的是(　　) A．Ⅰ和Ⅱ中正極均被保護 B．Ⅰ和Ⅱ中負極反應(yīng)均是

19、Fe－2e－===Fe2＋ C．Ⅰ和Ⅱ中正極反應(yīng)均是O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．Ⅰ和Ⅱ中分別加入少量K3[Fe(CN)6]溶液，均有藍色沉淀 5．(2011·山東理綜，15)以KCl和ZnCl2混合液為電鍍液在鐵制品上鍍鋅，下列說法正確的是(　　) A．未通電前上述鍍鋅裝置可構(gòu)成原電池，電鍍過程是該原電池的充電過程 B．因部分電能轉(zhuǎn)化為熱能，電鍍時通過的電量與鋅的析出量無確定關(guān)系 C．電鍍時保持電流恒定，升高溫度不改變電解反應(yīng)速率 D．鍍鋅層破損后即對鐵制品失去保護作用 6．(2011·浙江理綜，10)將NaCl溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板表面上，一段時間后發(fā)現(xiàn)液滴

20、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)，如右圖所示。導(dǎo)致該現(xiàn)象的主要原因是液滴之下氧氣含量比邊緣處少。下列說法正確的是(　　) A．液滴中的Cl－由a區(qū)向b區(qū)遷移 B．液滴邊緣是正極區(qū)，發(fā)生的電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．液滴下的Fe因發(fā)生還原反應(yīng)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，則負極發(fā)生的電極反應(yīng)為Cu－2e－===Cu2＋ 7．(2010·北京理綜，6)下列有關(guān)鋼鐵腐蝕與防護的說法正確的是(

21、　　) A．鋼管與電源正極連接，鋼管可被保護 B．鐵遇冷濃硝酸表面鈍化，可保護內(nèi)部不被腐蝕 C．鋼管與銅管露天堆放在一起時，鋼管不易被腐蝕 D．鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時，負極反應(yīng)是Fe－3e－===Fe3＋ 題號 1 2 4 5 6 7 答案 題組三　電解的規(guī)律及有關(guān)計算 8．(2009·全國理綜Ⅰ，28)下圖所示裝置中，甲、乙、丙三個燒杯依次分別盛放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，經(jīng)過一段時間后，測得丙中K2SO4質(zhì)量分數(shù)為10.4

22、7%，乙中c電極質(zhì)量增加。據(jù)此回答問題： ①電源的N端為________極； ②電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為 ________________________________________________________________________； ③列式計算電極b上生成的氣體在標準狀況下的體積。 　 　 ④電極c的質(zhì)量變化是__________g； ⑤電解前后各溶液的酸、堿性大小是否發(fā)生變化，簡述其原因： 甲溶液 ________________________________________________________________________；

23、 乙溶液 ________________________________________________________________________； 丙溶液 ________________________________________________________________________； (2)如果電解過程中銅全部析出，此時電解能否繼續(xù)進行，為什么？ 　 　 題組一　電解原理及其應(yīng)用 1．(2011·大同質(zhì)檢)如圖a、b、c、d均為石墨電極，通電進行電解(電解液足量)。下列說法正確的是(　　) A．甲中a的電極反應(yīng)式為4OH－－4e－=

24、==O2↑＋2H2O B．電解時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，溶液組成可以恢復(fù) D．當b極有64 g Cu析出時，c電極產(chǎn)生2 g氣體 題組二　電解的規(guī)律及有關(guān)計算 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，當通電一段時間后，兩極均收集到氣體22.4 L(標準狀況下)，假定電解后溶液體積仍為500 mL，下列說法正確的是(　　) 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．上述電解過程中共轉(zhuǎn)移8 mol電子 D．電解后

25、得到的Cu的物質(zhì)的量為2 mol 3．用石墨電極電解CuSO4溶液一段時間后，向所得溶液中加入0.2 mol Cu(OH)2后，恰好使溶液恢復(fù)到電解前的濃度。則電解過程中轉(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　金屬的電化學腐蝕與防護 4．銅板上鐵鉚釘處的吸氧腐蝕原理如圖所示，下列有關(guān)說法中，不正確 的是(　　) A．正極的電極反應(yīng)式為：2H＋＋2e－===H2↑ B．此過程中還涉及到反應(yīng)：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3 C．此過程中銅并不被腐

26、蝕 D．此過程中電子從Fe移向Cu 題號 1 2 3 4 答案 5. 如圖水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察。 (1)若試管內(nèi)液面上升，則原溶液呈__________性，發(fā)生________腐蝕，電極反應(yīng)： 負極： ________________________________________________________________________； 正極： ________________________________________________________________________。 (2)若試管內(nèi)液面下降，則原

27、溶液呈________性，發(fā)生________腐蝕，電極反應(yīng)：負極：________________________________________________________________________； 正極： ________________________________________________________________________。 題組四　實驗探究 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

28、置中，為電解池的是__________(用編號回答)，裝置①中兩電極的電極反應(yīng)式分別是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ (注明電極名稱)； (2)用離子方程式回答：通電時裝置④中的總反應(yīng)式是 _____________________________________________________________________

29、___， 溶液中可能發(fā)生的副反應(yīng)是 ________________________________________________________________________； (3)工作一段時間后，測得導(dǎo)線上均通過0.002 mol電子，則上述四種裝置中溶液pH最小的是__________(用編號回答，溶液體積變化忽略不計)； (4)若將裝置④中的外加電源拆去，用導(dǎo)線將兩個電極連接，則Fe極上發(fā)生的反應(yīng)是________________________________________________________________________， C極上發(fā)生的反應(yīng)是 __

30、______________________________________________________________________。 學案39　電解池　金屬的電化學腐蝕與防護 【課前準備區(qū)】 知識點一 1．(1)電流　陰、陽兩極　氧化還原反應(yīng) (2)電　化學 (3)陽極　氧化　陰極　還原 2．(1)2Cl－－2e－===Cl2↑ (2)Cu2＋＋2e－===Cu (3)CuCl2Cu＋Cl2↑ 知識點二 1．(1)2Cl－－2e－===Cl2↑　氧化　2H＋＋2e－===H2↑　還原 (3)燒堿　氯氣　氫氣 2．(1)陰　陽 (2)AgNO3溶液等

31、含鍍層金屬陽離子的溶液 (3)Ag－e－===Ag＋ Ag＋＋e－===Ag (4)陽　陰　不變 3．(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 知識點三 1．失去電子　金屬陽離子　氧化反應(yīng) 2．(1) 化學腐蝕 電化學腐蝕 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 無電流產(chǎn)生 有微弱電流產(chǎn)生 本質(zhì) 金屬被氧化 較活潑金屬被氧化 聯(lián)系

32、兩者往往同時發(fā)生，電化學腐蝕更普遍 (2) 析氫腐蝕 吸氧腐蝕 條件 水膜酸性較強 (pH≤4.3) 水膜酸性很弱或中性 電極反應(yīng) 負 極 Fe－2e－===Fe2＋ 正極 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 總反應(yīng)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．負極　b．正極　②電解　a．陰極　b．陽極 問題思考 1．溶液的導(dǎo)電，首先要有電解質(zhì)的電離，大家知道，非電解質(zhì)的水溶液并不導(dǎo)電，就是因為溶液中沒有自由離子。因此，電解質(zhì)溶于水

33、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)電過程就是其電解過程。 2．電解池的陰、陽極取決于外接電源的正負極，與電極材料的金屬活動性無關(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，陽極產(chǎn)物用濕潤的淀粉－KI試紙驗證，陰極產(chǎn)物用爆鳴實驗驗證。 4．放H2生堿型的實質(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，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

34、產(chǎn)物與陽極產(chǎn)物形成的化合物。 6．鐵被腐蝕后，一般會生成鐵銹，其原因是：隨著析氫腐蝕進行，溶液中c(H＋)降到一定濃度后，則發(fā)生吸氧腐蝕，發(fā)生的反應(yīng)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。 【課堂活動區(qū)】 一、1.分析電解池中兩極的變化，首先要看清楚電解池的電極，一般Pt、Au、石墨為惰性電極，其他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極，金屬電極或電解質(zhì)

35、提供的自由移動的陰離子將在該極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；與電源負極相連的是電解池的陰極，電解質(zhì)提供的自由移動的陽離子在該極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)。 2．首先要看清楚電解池的電極。在陽極：如果陽極是活潑金屬(除金、鉑外)形成的活性電極，則電解時，陽極是電極放電，即電極溶解變?yōu)榻饘訇栯x子；如果是惰性電極，可以按下列步驟分析電極反應(yīng)： (1)分析電解質(zhì)水溶液的組成，找全離子并分為陰、陽兩組。 (2)分別對陰、陽離子排出放電順序，寫出各電極的電極反應(yīng)式。 ①陽極電極式的書寫： 溶液中，陰離子放電順序為S2－>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－，

36、則Cl－先放電，反應(yīng)為2Cl－－2e－===Cl2↑，只有當Cl－反應(yīng)完了才發(fā)生反應(yīng)：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O。 ②陰極電極式的書寫： 直接根據(jù)陽離子放電順序進行判斷，陽離子放電順序與金屬活動性順序相反，其中Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Fe2＋>Zn2＋>Al3＋>Mg2＋>Na＋。其電極反應(yīng)式為Mn＋＋ne－===M。 (3)分析各電極反應(yīng)，找出放電物質(zhì)(或離子)的來源，寫出總反應(yīng)方程式。 二、1. 類型 電極反應(yīng)特點 實例 電解對象 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：4OH－－4e－===2H2

37、O＋O2↑ NaOH 水 增大 增大 加水 H2SO4 水 增大 減小 加水 Na2SO4 水 增大 不變 加水 電解電解質(zhì)型 電解質(zhì)電離出的陰、陽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)陽離子放電陽極：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 (3)快

38、(4)越大 典例導(dǎo)悟 1．A 2．(1)0.2　(2)0.4　(3)0.6 解析　(1)電解硫酸銅溶液的反應(yīng)方程式為2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑，從方程式可以看出，電解硫酸銅過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)至原來狀態(tài)，說明參與反應(yīng)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)至原來狀態(tài)，說明電解過程中不僅硫酸銅被電解，而且有水被電解。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

39、 mol Cu2(OH)2CO3可以看作0.2 mol CuO、0.1 mol H2O和0.1 mol CO2，相當于有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，活潑金屬為負極，該金屬被氧化，不活潑金屬便被保護起來，其被腐蝕的速率大大減小，所以裝置③中的鐵被腐蝕的速率比①中的慢；反之，當鐵與比它不活潑的金屬，如Sn、Cu等連接起來，則被腐蝕的速率增大，所以在容器②中鐵比容器①中的鐵腐蝕得快。容器④是一個電鍍池，在這里鐵是陽極，不斷以Fe2＋的形式進入容器中，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

40、上分析，鐵被腐蝕的快慢順序為④>②>①>③。] 【課后練習區(qū)】 高考集訓 1．B　[電解氯化銅溶液的總反應(yīng)式為CuCl2Cu＋Cl2↑，陰極產(chǎn)物為Cu，陽極產(chǎn)物為Cl2，所以C、D錯誤；若將銅片連接到電源正極上，則發(fā)生反應(yīng)Cu－2e－===Cu2＋，顯然與從廢液中提取銅的主旨是相違背的，故A錯，B正確。] 2．D　[電解時粗銅作陽極，與電源正極相連，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；精銅作陰極，與電源負極相連，得電子發(fā)生還原反應(yīng)，A、B、C均錯誤；因為在金屬活動性順序表中Ag、Pt排在Cu的后面，所以電解時Ag、Pt不會失電子，D正確。] 3．(1)①④ (2)2H＋＋2e－===H2↑(或2H

41、2O＋2e－===2OH－＋H2↑)　Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓ (3)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑(寫2H2O－4e－===4H＋＋O2↑同樣給分) (4)用拇指按住管口，取出試管，靠近火焰，放開拇指，有爆鳴聲，管口有藍色火焰 (5)用拇指按住管口，取出試管，放開拇指，將帶有火星的木條伸入試管內(nèi)會復(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，反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑，B為陽極，電極反應(yīng)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M

42、g2＋結(jié)合生成Mg(OH)2沉淀。但停止電解后，生成的Mg(OH)2與H＋反應(yīng)，白色沉淀溶解，溶液仍呈紅色。檢驗a管中產(chǎn)生的H2的方法是：用拇指按住管口，取出試管，靠近火焰，放開拇指，有爆鳴聲，管口有藍色火焰，證明是H2；檢測b管中產(chǎn)生的O2的方法是：用拇指按住管口，取出試管，放開拇指，將帶火星的木條伸入試管內(nèi)復(fù)燃，證明是O2。 4．A　[A項兩個裝置都是原電池，負極都是活潑金屬，根據(jù)原電池原理可知，原電池對正極起到了保護作用，故A正確；B項Ⅰ中的負極反應(yīng)為Zn－2e－===Zn2＋，故B錯誤；C項Ⅱ中的正極反應(yīng)為2H＋＋2e－===H2↑，故C錯誤；D項Ⅰ中不能生成藍色沉淀。] 5．C　

43、[A項，未通電時是原電池，但電鍍過程并不是原電池的充電過程，故A錯誤；B項，消耗鋅時轉(zhuǎn)移的電子與通過的電量有確定的關(guān)系，故鋅的析出量與通過的電量有確定關(guān)系，故B錯誤；C項，電鍍時保持電流恒定，有利于保證電鍍的質(zhì)量，溫度不影響電解的速率，故C正確；D項，鍍鋅層破損后與鐵構(gòu)成了原電池，鋅作負極被腐蝕，保護了鐵，故D錯誤。] 6．B　[Cl－由b區(qū)向a區(qū)遷移，A錯；正極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B正確；由題干知鐵板發(fā)生吸氧腐蝕，鐵作負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，因此C項錯；銅鏍絲釘作正極，因此D錯。] 7．B　[鋼管與電源正極連接，作電解池的陽極，被氧化而腐蝕，A項錯；鐵在冷濃硝酸中表面

44、生成一層致密的氧化物保護膜，從而保護內(nèi)部不被腐蝕，B項正確；鋼管與銅管堆放在一起時，構(gòu)成原電池，鋼管作負極而易被腐蝕，C項錯；鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時，負極反應(yīng)：Fe－2e－===Fe2＋，D項錯。] 8．(1)①正　②4OH－－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，因為相當于電解水　酸性增大，因OH－放電， H＋增多　酸堿性不變，相當于電解水 (2)能繼續(xù)進行，因為CuSO4溶液已轉(zhuǎn)變?yōu)镠2SO4溶液，反應(yīng)也就變?yōu)樗碾娊夥磻?yīng)。 解析　(1)①乙中c電極質(zhì)量增加，則

45、c處發(fā)生的反應(yīng)為Cu2＋＋2e－===Cu，即c處為陰極，由此可推出b為陽極，a為陰極，M為負極，N為正極。丙中為K2SO4，相當于電解水，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，所以整個反應(yīng)中轉(zhuǎn)化0.5 mol電子，而整個電路是串聯(lián)的，故每個燒杯中的電極上轉(zhuǎn)移電子數(shù)是相等的。②甲中為NaOH，相當于電解H2O，陽極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O

46、2為0.5/4＝0.125 mol，標況下的體積為0.125 mol×22.4 L·mol－1＝2.8 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甲中相當于電解水，故NaOH的濃度增大，pH變大。乙中陰極為Cu2＋放電，陽極為OH－放電，所以H＋增多，故pH減小。丙中為電解水，對于K2SO4而言，其pH幾乎不變。(2)銅全部析出，可以繼續(xù)電解H2SO4，有電解液即可電解。 考點集訓 1．A　[本題易誤選C，在電解液足量的情況下，電解過程中只逸出H2和Cl2，只需補充氫和氯兩種元素即可，不能加入鹽酸，因

47、為鹽酸中有H2O，應(yīng)通入適量HCl氣體才能達到目的。] 2．B　[陽極收集到1 mol O2，轉(zhuǎn)移4 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說明電解了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＝

48、0.8 mol。] 4．A　[鐵釘發(fā)生吸氧腐蝕時，負極為鐵，反應(yīng)為2Fe－4e－===2Fe2＋，正極為銅，反應(yīng)為2H2O＋O2＋4e－===4OH－，總反應(yīng)2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2，又發(fā)生4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，反應(yīng)中電子從負極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)較強酸　析氫　Fe－2e－===Fe2＋　2H＋＋2e－===H2↑ 6．(1)①③④　陰極：2Cu2＋＋4e－===2Cu，陽極：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O

49、 (2)2Cl－＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2OH－ Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O (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會發(fā)生氧化還原反應(yīng)。 (3)工作一段時間后，①②③溶液呈現(xiàn)酸性，④中呈現(xiàn)堿性。通過0.002 mol電子時，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，同時溶液中的硫酸鋅也會水解；③中為氯化鋅溶液，其酸性是由Zn2＋水解所得，酸性較弱。所以②中酸性最強，pH最小。 (4)若將裝置④中的外加電源拆去，用導(dǎo)線將兩個電極連接，因為氯化鉀溶液呈中性，所以裝置④就成了電化學腐蝕中的吸氧腐蝕。