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 应式和总反应 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。
考情分析 本部分在高考中的考查从三方面切 入：①电解池的工作原理，如电解 池阴阳极的判断、电极反应式的书 写及溶液pH的变化，如2012年高考 重庆理综29题, 浙江理综10题，安徽 理综11题，等；②电解规律及其应 用，如2012年高考海南化学16题， 福建理综24题等；③金属发生电化 学腐蚀的原因及防止金属腐蚀的措 施，如2012年高考山东理综13题。 题型以选择题或填空题形式出现， 难度中等偏上。
命题趋势 预计2014年 高考将电化 学知识与图 表相结合考 查，与氧化 还原知识相 结合考查， 还将与生产 生活、新科 技及新技术 相结合进行 考查。
电解池-金属的电化学腐蚀与防护
考点一 电解的原理
考点二 电解池 金属的电 化学腐蚀与防护 考点三
电解原理的应用 应对电化学定量 计算的三种方法 金属的腐蚀和防护
考点四
电解池-金属的电化学腐蚀与防护
I
考点一
电解的原理
1.电解：在电流作用下，电解质溶液(或熔融的电解质)在阴、阳两极引 起氧化还原反应的过程。2.能量转化形式：电能转化为化学能。 3.电解池(电解槽):把电能转变为化学能的装置。 ①有与电源相连的两个电极。 (1)构成条件阳极
C
C
阴极
②电解质溶液(或熔融盐、活泼金属氧化物)。 ③形成闭合回路。CuCl2溶液
(2)电极名称及电极反应式(如图)阳极 氧化 2Cl—2e-=Cl2↑ 阴极 还原 Cu2++2e-=Cu电解
总反应式：CuCl2
Cu + Cl2↑
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C
C
(3)电子和离子移动方向
CuCl2溶液
正极 。 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 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+>Pb2+ > Sn2+ >Fe2+>Zn2+
>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。 阳极： 活泼电极>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子>F - 。注意：在溶液中含氧酸根离了不放电常指最高价(中心原子)含氧酸根离子不放电， 但非最高价(中心原子)含氧酸根离子的放电能力也可能比OH-的强，还与离子浓度等 因素有关，要具体分析。
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深度思考 深度思考 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) 含氧酸 (如 H2SO4) 电极方程式 阳极：4OH- -4e-===O2↑ +2H2O 阴极
:4H++ 4e-===2H2↑ 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
水
2H2O O2↑+2H2↑
增大
减小
加H2O
强碱(如 NaOH)
阳极：4OH- -4e-===O2↑ +2H2O 阴极：4H++ 4e-===2H2↑
水
2H2O O2↑+2H2↑
增大
增大
加H2O
电解池-金属的电化学腐蚀与防护
深度思考 深度思考电解质(水 溶液) 电极方程式总化学方程 被电解 的物质 式或离子方 程式2H2OO2↑+2H2↑
电解 质浓 度
电解质 溶液pH 溶液复 原
阳极：4OH- 活泼金属 -4e-===O2↑ 的含氧酸 +2H2O 盐(如KNO3、 阴极：4H++ Na2SO4) 4e-===2H2↑ 阳极：2Cl-- 无氧酸(如 2e-===Cl2↑ HCl) ,除 阴极：2H++ HF外 2e-===H2↑ 不活泼金 阳极：2Cl-- 属的无氧 2e-===Cl2↑ 酸盐(如 阴极：Cu2++ CuCl2),除 2e-===Cu 氟化物外
水
增大
不变
加H2O
酸
2HCl Cl2↑+H2↑
减小
增大
通入 HCl气 体
盐
CuCl2 Cu+Cl2↑
减小
加CuCl2
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深度思考 深度思考总化学方程 被电解 式或离子方 的物质 程式 2Cl-+H2O Cl2↑ 水和盐 +H2↑+ 2OH- 有无 新电 解质 电解质 溶液复 原
电解质 (水溶液) 活泼金属 的无氧酸 盐(如 NaCl)
电极方程式
溶液 pH
阳极：2Cl-- 2e-===Cl2↑ 阴极：2H++ 2e-===H2↑
生成 新电 解质
增大
通入 HCl气 体
阳极：4OH-- 2Cu2++ 不活泼金 -===O ↑+ 4e 2 2H2O 属的含氧 2H2O 水和盐 酸盐(如 2Cu+O2↑ 阴极：2Cu2++ CuSO4) +4H+ -===2Cu 4e
生成 新电 解质电解
减小
加CuO 或 CuCO3
注意：在框图推断中若出现“A+H2O ===== B+C+D”的模式，
则A一般可能为什么物质？
CuSO4、AgNO3或NaCl(KCl) ,要视其他条件而定。
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问题探究 1: 电解质溶液通电时， 一定会发生化学反应吗？ 为什么？
提示：一定发生化学反应。因为在电解池的阴极、阳极分 别发生了还原反应和氧化反应，发生了电子的转移，生成了新 物质，所以一定有化学反应发生。
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题组一
电解原理和电解规律的考查
1.用惰性电极电解下列溶液，电解一段时间后，阴极质量 增加，电解液的pH下降的是( A ) A.CuSO4 B.NaOH C.BaCl2 D.H2SO4
2.用铂电极电解一定浓度的下列物质的水溶液，在电解后的 电解液中加适量水，能使溶液浓度恢复到电解前浓度的是 ( B ) A.NaCl B.Na2CO3 C.CuSO4 D.K2S3.右图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在 石墨电极a和b附近分别滴加几滴石蕊溶液。下列实验现象描述正 确的是(双选)( AD ) A.逸出气体的体积,a电极的大于b电极的 B.一电极逸出无味气体,另一电极逸出刺激性气体 C.a电极附近呈红色,b电极附近呈蓝色 D.a电极附近呈蓝色,b电极附近呈红色
电解池-金属的电化学腐蚀与防护
4、 (2013年江西省丰、樟、高、宜四市联考)两串联的电解 池，甲池盛有CuSO4溶
液，乙池盛有一定量某硝酸盐的稀溶液， 用惰性电极电解，当甲池的阴极上析出1.6 g Cu时，乙池的阴
极上析出0.45 g固体，则乙池的溶质可能是A.Cu(NO3)2 B.Al(NO3)3 C.NH4NO3
( A )D.Mg(NO3)2
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5、电极反应式的书写(1)首先判断阴、阳极，分析电极材料，判断是电极材料放 电还是溶液中的离子放电。阳极为金属活性电极时，电极材料 放电。
(2)再分析溶液中的离子种类，根据离子放电顺序，分析电极反应，并判断电极产物，写出电极反应式。注意是否发生反应； 两电极反应电荷守恒 。
(3)电解水溶液时，应注意放电顺序中H+、OH-之后的离子一般不参与放电反应。但具体情况要具体分析。 (4)由阴阳两电极反应式，合并得总反应式。(弱电解质的 须保持分子形式)
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电解化学方程式的书写注意事项：(1)必须在“=”号上标明通电或电解。 (2)只是电解质被电解，电解化学方程式中只写电解质及电解 产物。如电解CuCl2溶液：CuCl2 ====Cu+Cl2↑。 (3)只有水被电解，只写水及电解产物即可。如电解稀硫酸、电解
电 解 N a O H 溶 液 、 电 解 N a 2 S O 4 溶 液 时 ， 化 学 方 程 式 应 写为 ：2H2O====2H2↑+O2↑。 (4)电解质、水同时被电解，则都要写进化学方程式。如电解 饱和食盐水：2NaCl+2H2O====H2↑+Cl2↑+2NaOH电解
电解
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题组二
电极反应式、电解总方程式的书写 KI、Na2S、AgF、 FeCl3、AlCl3+ -
4.按要求书写有关的电极反应式及总方程式。 (1)用惰性电极电解 AgNO3 溶液：- -
4OH -4e =O2↑+2H2O 4Ag +4e =4Ag 阳极反应式________________________________;阴极反应式_______________________;4Ag +2H2O=====4Ag+O2↑+4H 总反应离子方程式________________________________________________。(2)用惰性电极电解 MgCl2 溶液+
电解
+
2Cl -2e ==Cl2↑ 2H +2e =H2↑ 阳极反应式___________________________________; 阴极反应式_______________________;- - + -+ - Mg2 +2Cl +2H2O=====Mg(OH)2↓+Cl2↑+H2↑ 总反应离子方程式________________________________________________。
电解
(3)用铁作电极电解 NaCl 溶液
2H +2e =H2↑ Fe-2e =Fe 阳极反应式_________________________________; 阴极反应式_________________________;- 2+ + -
Fe+2H2O=====Fe(OH)2↓+H2↑ 总化学方程式____________________________________________________。(4)用铜作电极电解盐酸溶液
电解
2H +2e =H2↑ Cu-2e-=Cu2+ 阳极反应式_______________________;阴极反应式_________________________;+ -
Cu+2H =====Cu2 +H2↑ 总反应离子方程式________________________________________________。
+
电解
+
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5.Ⅰ.以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成 氧化膜，阳极电极反应式为 2Al-6e-+3H2O=Al2
O3+6H+ __________________________________________________。 Ⅱ.用Al单质作阳极，石墨作阴极，NaHCO3溶液作电解液进行 电解，生成难溶物R,R受热分解生成化合物Q。写出阳极生成R 的电极反应式： Al+3HCO3- -3e-=Al(OH)3↓+3CO2↑ _________________________________________________。 6.CuI是一种不溶于水的白色固体，可以由反应：2Cu2++ 4I-=2CuI↓+I2得到。现以石墨为阴极，以Cu为阳极电解KI溶液， 通电前向电解液中加入少量酚酞和淀粉溶液。回答下列问题： (1)阳极区的现象 铜电极逐渐溶解，有白色沉淀产生，溶液变为蓝色 ______________________________________________。
2Cu+4I--4e-=2CuI↓+I2 (2)阳极电极反应式___________________________________。
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7、(2012年安徽理综)某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时， 先断开K2,闭合K1,两极均有气泡产生；一段时间后，断开K1, 闭合K2,发现电流表A指针偏转。下列有关描述正确的是( D ) A.断开K2,闭合K1时，总反应的离 子方程式为2H++2Cl-通电 2↑+H2↑ ===Cl
B.断开K2,闭合K1时，石墨电极附近溶液变红 C.断开K1,闭合K2时，铜电极上的 电极反应式为Cl2+2e-===2Cl- D.断开K1,闭合K2时，石墨电极作
正极
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8.德国人哈伯发明了合成氨技术而获得 1918年诺贝尔化学奖，但该方法须在 高温高压催化剂，否则难以自发进行。 2000年希腊化学家斯佳在《科学》杂 志上公布了他的新发明在常压下把氢 气与氮气通入一加热到570℃的电解池 (如图)氢氮在电极上合成氨，而且 转化率高于哈伯法的五倍，达到80%.
固体复合氧化物
该电解池采用了能传导某种离子( H+、 Li+、F-、 O2- )的 固体复合氧化物为电解质(简称SCY),吸附在SCY内外侧表 面的金属钯多孔多晶薄膜为电极。 写出上文中电解池的阴阳极反应式和电解池总反应式。 阳极：3H2-6e-=6H+ 阴极：N2+6H++6e-=2NH 3
电解反应 ：N2+3H2
电解
2NH3
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8.某实验小组依据甲烷燃烧的反应原理，设计如图2所示的装 置(电极均为惰性电极)。 持续通入甲烷，在标准状况下，消耗 甲烷体积VL。请回答： O Ⅰ、当 O<V≤44.8 L时，负极电极反应为CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2; 此过程中OH￣的作用是 参与负极反应和通过阴离子交换膜定向移动使电流通过溶液 。正极：2O2+8e-+8CO2+4H2O=8HCO3-
Ⅱ 、44.8 L<V≤89.6 L时，负极电极反应为 V=67.2 L时，溶液中离子浓度大小关系为为___
CH4-8e-+9CO32-+3H2O=10HCO3-
;
______
C(K+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+)
Ⅲ、若用该燃料电池电解一定浓度的CuSO4溶液至无色后继续电 解一段时间。断开电路，向溶液中加入 4molCu(OH)2,溶液恢复到电解之前状 态，则电解过程中转移电子的物质的量 为 16 mol。此时
负极区阴离子减少 的物质的量为 2 mol。
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电极反应式和总反应式的书写如果题目给定的是图示装置。先分析阴、阳极，再分析溶液 中离子的种类和得失电子的能力，根据阴、阳极反应规律写电极 反应式；如果题目给定的是总反应式，可分析此反应中的氧化反 应或还原反应(即分析有关元素的化合价变化情况),再选择一个 简单变化情况去写电极反应式，另一极的电极反应式可直接写或
将各反应式看做数学中的代数式，用总反应式减去已写出的电极反应式，即得结果。 特别需要指出的是：对于可充电电池的反应，需要看清楚
“充电、放电”的方向，放电的过程应用原电池原理，充电的过程应用电解池原理。
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规避电解池中方程式书写的3个易失分点(1)书写电解池中电极反应式时，要以实际放电的离子表示，但书写总电解反 (1)书写电解池中电极反应式时，要以实际放电的离子表示，但书写总电解反 应方程式时，弱电解质要写成分子式。 应方程式时，弱电解质要写成分子式。 (2)要确保两极电子转移数目相同，且注明条件“电解”。 (2)要确保两极电子转移数目相同，且注明条件“电解”。+ - (3)电解水溶液时，应注意放电顺序中 H+ 、OH- 之后的离子一般不参与放电。 (3)电解水溶液时，应注意放电顺序中 H 、OH 之后的离子一般不参与放电。
+
-
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题组三
与酸、碱、盐的电解有关的实验设计-
8.如图所示，用石墨电极电解氯化铜溶液。查阅资料可知，CuCl2 4
显黄色， 氯化铜溶液显蓝绿色或黄绿色； 向体积相同浓度分别为 0.01 mol· 1,0.05 mol· 1,0.1 mol· 1,0.5 mol· 1 的氯化铜溶液中加入 L L L L NaCl 至饱和，对比发现。溶液的颜色由黄绿色向蓝绿色转变。请回 答下列问题：- - - -
黄绿 湿润的淀粉KI试纸 (1)阳极上的气体呈________色，检验该气体可用___________________________。Cu2 +2Cl =====Cu+Cl2↑ (2)写出电解的离子方程式：____________________________________________。(3)实验时，装置中阴极溶液颜色由蓝绿色变为黄绿色，原因是__________________+ -
电解
阴极Cu 放电后，Cu 与Cl 浓度比值减小 ______________________________________________________。2+ 2+
-
(4)取出阴极的石墨棒，发现表面有浅蓝色固体，试设计实验探究此浅蓝色固体的成分：
取此浅蓝色固体于试管中，加入硫酸，若溶解且溶液变蓝色，则为Cu(OH)2 ________________________________________________________________________________。 因为阳极产生的氯气为有毒气体， (5)为什么要设计连接后面的装置？___________________________________________ 故后面连接装置可以用于检验与吸收 _____________________________________________。
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题组三
与酸、碱、盐的电解有关的实验设计
9、(2011全国卷)下图是一个用铂丝作电极，电解稀的MgSO4溶 液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色。(指示 剂的pH变色范围：6.8~8.0,酸色—红色，碱色—黄色) 回答下列问题： (1)下列关于电解过程中电极附近 溶液颜色变化的叙述正确的是 ①④ ________(填编号);
①A管溶液由红变黄②B管溶液由红变黄 ③A管溶液不变色 ④B管溶液不变色
2014高三一轮复习：电解池-金属的电化学腐蚀与防护相关文章：
