2017届高考化学专题复习：电解池资料

1、第 1页 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。 金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。 知识梳理*题型构建 考点一电解的原理 知识梳理-深度思考 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 有与电源相连的两个电极。 电解质溶液(或熔融盐)。 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 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。 离子：阳离子移向电解池的阴极；阴

2、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 0H)。 (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 )AI3+ Mg2 + Na+ Ca2+ K+。 阳极：活泼电极S2 I Br C OH 含氧酸根离子。 注意 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。 最常用、 最重要的放电顺序是：阳极， Cl 0H;阴极

3、：Ag+ Cu2+ H+。 电解水溶液时，K+AI3 +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) 2理解金属发生电化学腐蚀的原因、 反应类虱氧化反应 削极反应式； 2Cl-2c=Cl!t 电機名称：蚩趣 反应类用:还原反应 电戡反应戌：Cu+2r- = Cu 第 2页 电解质(水 溶液) 电极方程式 被电解 的物质

4、 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 第 3页 含氧酸（如 H2S04） 阳极：40H 4e =02f + 2H20 阴极：4H + + 4e =2H2f 水 电解 2H20 = 增大 减小 加 H20 02 f +2H2f 强碱（如 Na0H） 阳极：40H 4e =02f + 2H20 阴极：4H + + 4e =2H2f 水 电解 2H20 = 增大 增大 加 H20 02 f +2H2f 活泼金属 的含氧酸 盐（如 KN03 、 Na2S04） 阳极：40H 4e =02f + 2H20 阴极：4H + + 4e =2H2f 水 电解 2H20 =

5、增大 不变 加 H20 02 f +2H2f 无氧酸（如 HCI）,除 HF外 阳极：2CI 2e =CI2 f 阴极：2H + + 2e =H2f 酸 电解 2HCI = 减小 增大 通入 HCI 气体 厶 mi CI2 f+ H2f 不活泼金 属的无氧 酸盐（如 CuCI2）,除 氟化物外 阳极：2CI 2e =CI2 f 阴极：Cu2 + + 2e =Cu 盐 电解 CuCI2 Cu + CI2 f 减小 / 加 CuCI2 活泼金属 的无氧酸 盐（如 NaCI） 阳极：2CI 2e =CI2 f 阴极：2H + + 2e =H2f 水和盐 2CI-+ 2H20 电解木 CI2 f +

6、H2f + 20H 生成新 电解质 增大 通入 HCI 气体 不活泼金 属的含氧 酸盐（如 CuS04） 阳极：40H 4e =02f + 2H20 阴极：2Cu2 + + 4e =2Cu 水和盐 2Cu2 + + 电解 2H20 2Cu + 02 f + 4H + 生成新 电解质 减小 加 Cu0 或 CuC03 2电解过程中放 H2 生碱型和放 02 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 0H浓度增大，放 02 生酸型的实 质是水电离出的 0H 放电，破坏了水的电离平衡，使 H +浓度增大。 3 .上表中要使电解后的 NaCI溶液

7、复原，滴加盐酸可以吗？ 上表中要使电解后的 CuS04 溶液复原，加入 Cu（0H）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。 电解 NaCI溶液时析出的是等物质的量的 CI2 和 H2,所以应通入氯化氢气体，加入盐酸会引入过多的水。 同理，使 CuS04 溶液复原应加入 Cu0,而加入 Cu（0H）2 也会使溶液的浓度降低。 电解 4 .在框图推断中若出现 “A H20=B+ C+ D的模式，则 A 一般可能为什么物质？ 答案 CuS04 NaCI（KCI 或 AgN03，要视其他条件而定。第 4

8、页 递进题组思维建模 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 CuS04 B. NaOH C. BaCI2 D. H2SO4 答案 A 解析符合该题条件的电解质应为不活泼金属的含氧酸盐。 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 ( ) A. NaCI B. Na2CO3 C. CuSO4 D. K2S 答案 B 解析 加适量水能使溶液恢复到电解前的浓度，则实际是电解水，故只有 B 项符合 条件。 3 .右图为直流电源电解稀 Na2SO4

9、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。 实验现象描述正确的是 ( ) A .逸出气体的体积，a 电极的小于 b 电极的 厂 J B. 电极逸出无味气体， 另一电极逸出刺激性气体 右 Jb C. a 电极附近呈红色，b 电极附近呈蓝色 妄圣至.玄 D. a 电极附近呈蓝色，b 电极附近呈红色 屋蠡斉就毒 答案 D 解析 SO2、OH移向 b 极，在 b 极 OH放电，产生 O2, b 极附近 c(H+ )c(OH)，石蕊试液变红。 H +移向 a 极，在 a 极 H+放电产生 H2, a 极附近 c(OH )c(H+)，石蕊试液变蓝。所以产生的气体体积 的大于 b

10、 电极的；两种气体均为无色无味的气体。 A、B 均错。 题组二 电极反应式、电解总方程式的书写 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： 阳极反应式 _ ; 阴极反应式 _ ; 总反应离子方程式 _ 用惰性电极电解 MgCI2 溶液 阳极反应式 _ 阴极反应式 _ 总反应离子方程式 _ 用铁作电极电解 NaCl 溶液 阳极反应式 _ 阴极反应式 _ 总化学方程式 _ (4) 用铜作电极电解盐酸溶液 阳极反应式 _ ; Na +、 a 电极 第 5页 阴极反应式 _ ; 总反应离子方程式 _ 答案 (1)4OH 4e =O2f + 2H2O 4Ag

11、 + + 4e =4Ag 电解 4Ag + + 2H2O=4Ag+ 02 f + 4H+ (2)2CI 2e =Cl2 f 2H+ 2e =H2f 电解 Mg2 + + 2CI+ 2H2O=Mg(OH)2 J + CI2 f + H2 f Fe 2e =Fe2+ 2H+ 2e =H2f 电解 , 入 Fe+ 2H2O=Fe(OH)2 J+ H2 f (4)Cu 2e =Cu2+ 2H+ 2e =H2f 电解 Cu+ 2H + =Cu2+ H2f 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 。 n .用 AI单质作阳极，石墨作阴极， NaHCO3

12、 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： _。 答案 I .2AI 6e + 3H2O=AI2O3+ 6H + n .AI+ 3HCO 3e =AI(OH)3+ 3COf 解析 I 依据信息阳极形成的氧化膜一定为 AI2O3, AI失电子生成 AI2O3, AI2O3 中的氧是由水提供的，溶液显 酸性，所以有 H +生成；n .Al 作阳极，失电子，生成 AI3 + , AI3 +水解显酸性，溶液中的 HCO水解显碱性， 两者水解互相促进，生成 AI(OH)3 和 CO2。 6 . CuI是一种不溶于水的白色固体，可以由反应： 2

13、Cu2+ + 4I =2CuI J+ 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 _ 。 (2) 阳极电极反应式 _ 。 答案 (1)铜电极逐渐溶解，有白色沉淀产生，溶液变为蓝色 (2) 2Cu + 4I 4e =2CuI J+ I2第 6页 解方程式的书写步骤 用石墨作电极电解 :明确溶液中存在哪些离子。阳离子： :判断阴阳两极附近离子种类及离子放电顺序。阴极:2 规避电解池中方程式书写的 (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。

14、(2) 要确保两极电子转移数目相同，且注明条件 (3) 电解水溶液时，应注意放电顺序中 题组三 7 2010 溶液的装置, 6.8 8.0 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 _ (填编号); A管溶液由红变黄；B 管溶液由红变黄；A 管溶液不变色；B管溶液不变 (2) 写出 A 管中发生反应的反应式： _ (3) 写出 B 管中发生反应的反应式： _ 检验 a 管中气体的方法是 _ 检验 b 管中气体的方法是 _ 答案 (2) 2H + + 2e- =H2 f(或 2H2O+ 2e- =2OH+ H2f) Mg2 + + 2OH- =Mg(OH)

15、2 J (3) 4OH- 4e- =2H2O+ O2f (或 2H2O-4e- =4H+ O2f) (4) 用拇指按住管口，取出试管，管口靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声，管口有淡蓝色火焰 (5) 用拇指按住管口，取出试管正立，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内会复燃 解析 (1)由于 MgSO4 是强酸弱碱盐，在水溶液中存在 Mg2 + + + 2H +水解平衡，因此水溶液 呈酸性，电解前 A、B 管均显红色。铂丝是惰性电极，电解池中阴离子在阳极发生氧化反应，阳离子在阴极发生 还原反应，在 A 管溶液中，铂丝作阴极，由于 H+的氧化性大于 Mg2 +的氧化性，H +先得电子被还原为 H2, M

16、g2 +与 OH生成 Mg(OH)2 沉淀，酸性减弱，随着水的电解， OH浓度增大，颜色由红变黄。而在 B 管溶液中 铂丝作阳极，OH的还原性大于 SO2- , OH失电子，随着电解的进行，酸性增大，溶液不变色 (始终为红色)。 (3)由(1)可知，在 A 管中发生： 2H+ 2e- =H2f (或 2H2O + 2e- =2OH+ H2f) Mg2 + + 2OH- =Mg(OH)2 J 在 B 管中：4OH 4e =2H2O+ O2f (或 2H2O-4e- =4H+ O2 f) (5)H2 的常用检验方法是 爆鸣”法，即用拇指按住管口，取出试管 a,管口靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声，1.

17、电 以写出 第一步 第二步 OH- S02 第三步 :写电极反应式和总的电解方程式。阴极: f +4H+。 根据得 失电子数相等，两极反应式相加得总方程式: 第 7页 管口有淡蓝色火焰；02 的常用检验方法是木条复燃法，用拇指按住管口，取出试管 火星的木条伸入试管内，木条复燃。 8 如图所示，用石墨电极电解氯化铜溶液。查阅资料可 知，CuC4 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 L 1,0.05 mol L 1,0.1 mol L1,0.5 mol L-1 的氯化铜溶液中加入 NaCI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

18、： (1) 阳极上的气体呈 _ 色，检验该气体可用 _ (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 _ 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： (5) _ 为什么要设计连接后面的装置？ 。 答案黄绿湿润的淀粉-KI试纸 电解 (2) Cu2+ 2Cl =Cu+ Cl2 T 阴极 Cu2+放电后，Cu2+与 Cl浓度比值减小 (4) 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(0H)2 因为阳极产生的氯气为有毒气体，故后面连接装置可以用于检验与吸收 解析 (1)阳极是阴离子放电，即

19、 CI放电产生 Cl2，故颜色为黄绿色；检验 Cl2 可用湿润的淀粉-KI试纸，若试纸 变蓝，则确定为氯气。 - 、 电解 (2) 电解氯化铜的离子方程式为 Cu2 F 2Cl =Cu+ Cl2 T。 由题目所给信息，Cu2 +与 Cl浓度比值逐渐增大， 溶液的颜色由黄绿色向蓝绿色转变， 故阴极 Cu2+放电后, Cu2 +与 CI浓度比值减小而呈现黄绿色。 (4) 随着反应的进行， Cu2 +浓度降低，此时有一部分 H +放电而使此区域 OH 浓度增大，故此浅蓝色固体为 Cu(OH)2。 (5) 电解氯化铜时产生的氯气有毒，故后面连接装置既可用作检验电解产生的气体，又可用于吸收该有毒气体。

20、考点二 电解原理的应用 直知识梳理深度思考 1 .电解饱和食盐水 (1) 电极反应 阳极反应式：2Cl 2e =Cl2 T氧化反应) 阴极反应式：2H+ 2e =H2f (还原反应) (2) 总反应方程式： 电解 2NaCl+ 2H2O=2NaOH+ H2T + Cl2 T 电解 b 正立，放开拇指，将带有 |连接后面装曾 第 8页 离子反应方程式：2Cl + 2H2O=2OH + H2T + Cl2 T (3) 应用：氯碱工业制烧碱、氯气和氢气。 2 .电镀第 9页 右图为金属表面镀银的工作示意图，据此回答下列问题： (1) 镀件作阴极，镀层金属银作阳极。 电解质溶液是 AgN03 溶液等含

21、镀层金属阳离子的盐溶液。 (3) 电极反应： 阳极： Ag e =Ag+; 阴极： Ag+ e =Ag。 特点：阳极溶解，阴极沉积，电镀液的浓度不变。 3 电解精炼铜 (1) 电极材料：阳极为粗铜；阴极为纯铜。 电解质溶液：含 Cu2+的盐溶液。 (3) 电极反应： 阳极： Zn 2e =Zn2+、Fe 2e =Fe2+、Ni 2e =Ni2+、Cu 2e =Cu2+; 阴极：Cu2+ 2e =Cu。 4 .电冶金 利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属 Na、Ca、Mg、Al 等。 (1) 冶炼钠 一 电解 2NaCI(熔融)=2Na+ Cl2 f 电极反应： 阳极：2CI- 2e =CI2 仁

22、 阴极：2Na+ 2e =2Na。 (2) 冶炼铝 一 电解 2AI2O3(熔融)=4AI + 302 f 电极反应： 阳极：602 12e =3O2f ;阴极：4AI3 + + 12e =4AI。 深度思考 1 . (1)电解氯化钠溶液时，如何用简便的方法检验产物？ 答案 阳极产物 CI2 可以用淀粉-KI试纸检验，阴极产物 H2 可以通过点燃检验，NaOH 可以用酚酞试剂检验。 (2) 氯碱工业在生产过程中必须把阳极室和阴极室用离子交换膜隔开，原因是什么？ 答案 防止 H2 和 CI2 混合爆炸，防止 CI2 与溶液中的 NaOH 反应。 2 .电解精炼铜时，阳极泥是怎样形成的？ 答案 粗

23、铜中往往含有锌、铁、镍、银、金等多种金属杂质，当含杂质的铜在阳极不断溶解时，金属活动性位于 铜之前的金属杂质，如 Zn、Fe Ni 等也会同时失去电子，但是它们的阳离子比铜离子难以还原，所以它们并不 能在阴极析出，而只能以离子的形式留在电解液里。金属活动性位于铜之后的银、金等杂质，因为失去电子的能 力比铜弱，难以在阳极失去电子变成阳离子而溶解， 所以当阳极的铜等失去电子变成阳离子溶解之后， 它们以金 属单质的形式沉积在电解槽底部，形成阳极泥。 题组训练 电解原理的应用 1工业废水中常含有一定量的 Cr2O7，会对人类及生态系统产生很大损害，电解法是一种行之有效的除去铬 的方法之一。该法用 Fe

24、 作电极电解含 Cr2O2 的酸性废水，最终将铬转化为 Cr(OH)3 沉淀，达到净化目的。下列 有关说法不正确的是( ) A 电解时选用 Fe 作阳极，石墨棒作阴极 第 10页 B. 阴极附近的沉淀只有 Cr(OH)3 C. 阳极附近溶液中，发生反应的离子方程式是 Cr2O2 + 6Fe2+ 14H + =2Cr3+ + 6Fe3+ 7H2O第 11页 D. 消耗 1 mol Cr2O2，将有 336 g Fe 消耗，因此要定期更换铁电极 答案 B 解析 Fe 作阳极，反应产生 Fe2+, Fe2+与 Cr2O2 发生氧化还原反应，Fe2+被氧化为 Fe3+, Cr2O2 被还原为 Cr3

25、+ ;阴极是 H+得到电子，导致阴极附近溶液的碱性增强， Fe3+、Cr3+都会变为 Fe(OH)3 Cr(OH)3 沉淀，B 错误； 消耗 1 mol Cr2O2 ,必消耗 6 mol Fe2 +,根据 Fe 守恒， 将有 6 mol Fe消耗，质量 336 g。 2 使用氯化钠作原料可以得到多种产品。 (1) 实验室用惰性电极电解 100 mL 0.1 mol L1 NaCl 溶液，若阴阳两极均得到 112 mL 气体(标准状况)，则所得溶 液的物质的量浓度是 _ (忽略反应前后溶液体积的变化 )。 (2) 某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器， 用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液， 通电时

26、, Cl2 被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置。对电源电极名称和消毒液的 主要成分判断正确的是 _ 。 A. a 为正极，b 为负极；NaClO 和 NaCl B. a 为负极，b 为正极；NaClO 和 NaCl C. a 为阳极，b 为阴极；HCIO 和 NaCl D. a 为阴极，b 为阳极；HCIO 和 NaCl (3) 实验室中很难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的 Fe(OH)2 沉淀。某同学利用上图装置，只更换一个电极， 通过电解法制取较纯净的 Fe(OH)2 沉淀，且较长时间不变色。该同学换上的电解材料是 _ (用元素符号 表示)，总的反应式是 答案 (

27、1)0.1 mol L 1 (2)B 电解 , 入 (3) Fe Fe+ 2H2O=Fe(OH)2 J+ H2f 解析 (1)n(H2)= n(Cl2)= 0.005 mol， 参加反应的 n(NaCl)= 0.01 mol， 说明 NaCl 恰好电解完毕， 溶液变为 NaOH 溶 液， n(NaOH)= n(NaCI)= 0.01 mol, c(NaOH)= 0.1 mol L 1。 电解饱和氯化钠溶液的总反应： 2NaCI+ 2H2O - NaOH+ H2f + Cl2 f题目要求使 Cl2 被完全吸收，则氯 气必须在下部的电极上产生，下部的电极是阳极，推出 b 为电源的正极，另一极为负极

28、 a。生成的 Cl2 与阴极区 产生的 NaOH 反应：Cl2+ 2NaOH=NaCl+NaCIO+ H2O，则消毒液的主要成分是 NaClO NaCl。 (3) 题目要求通过电解法制取 Fe(OH)2,电解质溶液是 NaCl 溶液，必须通过电极反应产生 Fe2+和 OH。根据电 极发生反应的特点，选择铁作阳极，铁发生氧化反应产生 Fe2+ ;溶液中的阳离子 Na +、H+向阴极移动，根据 放电顺序，阴极 H+放电产生氢气，H +来源水的电离，反应式 2H2O+ 2e =H2f + 2OH 。在电场作用下， 阳极产生的 Fe2+与阴极产生的 OH在定向移动的过程中相遇，发生复分解反应生成 Fe

29、(OH)2 沉淀。将阳极反应 式、阴极反应式叠加得到总的反应式： Fe+ 2H2O=千 e(OH)2 J+ H2 f。 3 某小组同学认为，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来 制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。 为使 第 12页 (1) _ 该电解槽的阳极反应式为 H心玄换膜交换膜HQ (含少鈕H击Ch ) (OMKOH) 第 13页 此时通过阴离子交换膜的离子数 _ (填 大于” 小于”或 等于”通过阳离子交换膜的离子数。 制得的氢氧化钾溶液从出口 _ (填“ A” “ B” “ C” “ D导出。 通电开始后，阴极附近溶液 pH 会增大，请简述原因

30、 _ O 若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极的反应式为 答案 (1)40H 4e =2H2O+ 02f 小于 (2)D (3) H +在阴极附近放电，引起水的电离平衡向右移动，使 c(OH )c(H+) (4) 02 + 2H2O+ 4e =40H 解析 溶液中的 0H在阳极失电子产生 02: 40H 4e =2H2O+ 02f，所以在 B 口放出 02,从 A 口导出 H2SO4。溶液中的 H +在阴极得到电子产生 H2: 2H+ 2e =H2f，则从 C 口放出 H2,从 D 口导出 K0H 溶液。 因 S02-所带电荷数大于 K+所带电荷数，S02通过阴离子

31、交换膜，K+通过阳离子交换膜，所以通过阳离子交 换膜的离子数大于通过阴离子交换膜的离子数。 02、H2、K0H 溶液构成燃料电池时， 02 在电池正极放电：02 + 4e F 2H2O=4OH。 考点三应对电化学定量计算的三种方法 1 .计算类型 原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液 pH 的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算、产 物的量与电量关系的计算等。 2 .方法技巧 (1) 根据电子守恒计算 用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。 (2) 根据总反应式计算 先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出

32、比例式计算。 (3) 根据关系式计算 根据得失电子守恒定律关系建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。 如以通过 4 mol e 为桥梁可构建如下关系式： 4 4e 2CL (Br?、良)CK 2CLI4 M =- 弋 - - V 阳极产物 阴极产物 (式中 M 为金属，n为其离子的化合价数值) 该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值， 熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算 问题。 提示 在电化学计算中，还常利用 Q= It和 Q= n(e ) x NA4 mtol, m(Ag) = 5 x 1 4 mol x 108 g mol 1 = 0.054 g=

33、54 mg。 2 .在如图中，甲烧杯中盛有 100 mL 0.50 mol L 1 AgNO3 溶液，乙烧杯中盛有 100 mL 0.25 mol L 1 CuCI2 溶液， A、B、C D 均为质量相同的石墨电极，如果电解一段时间后，发现 A 极比 C 极重 1.9 g，贝 U A B C D 丄 5 8 * _ -: _ 3 i 卩 乙 (1) 电源 E 为 _ 极，F 为 _ 极。 (2) A 极的电极反应式为 _ , 析出物质 _ mol。 (3) B 极的电极反应式为 _ , 析出气体 _ mL(标准状况)。 (4) C 极的电极反应式为 _ , 析出的物质 _ mol。 D 极的电

34、极反应式为 _ , 析出气体 _ mL(标准状况)。 (6) _ 甲烧杯中滴入石蕊试液， _ 极附近变红，如果继续电离，在甲烧杯中最终得到 _ 溶液。 答案负正 (2) 4Ag + + 4e =4Ag 0.025 (3) 4OH 4e =2H2O+ O2 ? 140 Cu2 + 2e =Cu 0.012 5 (5) 2Cl 2e =Cl2 ? 280 B HNO3 解析 由电解一段时间后 A 极比 C 极重，可知 A 极上有 Ag 析出，C 极上有 Cu析出，若 A 极上析出银的物质的 1 1 量为n(Ag)，贝 V C 极上析出 Cu的物质的量为 尹(Ag)，有关系式 108 g mol 1

35、 n(Ag) 64 g mol 1 n(Ag) 1.9 g , n(Ag) = 0.025 mol。 由此可知，两电解池内的电解质均是足量的，故两池电极反应式分别为： A 极： Ag+ e =Ag； B 极：4OH 4e =2H2O+ O2? ; C 极：Cu2+ 2e =Cu; D 极：2Cl 2e =Cl2 K A、C 两极析出物质的物质的量分别为 0.025 mol 和 0.012 5 mol ; B 极析出 O2 的体积为 0.006 25 mol x 22n4cL 1 = 0.14 L= 140 mL; D 极析出 Cl2 的物质的量为 0.012 5 mol x 224cL 1 =

36、 0.28 L= 280 mL。 题组二分阶段电解的相关计算 3 . 500 mL KNO3 和 Cu(NO3)2 的混合溶液中 c(NO ) = 0.6 mol L 1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间 后，第 15页 两极均收集到 2.24 L 气体(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为 500 mL,下列说法正确的是 () A .原混合溶液中 c(K+ )为 0.2 mol L 1第 16页 B. 上述电解过程中共转移 0.2 mol 电子 C. 电解得到的 Cu的物质的量为 0.05 mol D. 电解后溶液中 c(H + )为 0.2 mol L- 1 答案 A 解析 石墨作电

37、极电解 KN03 和 Cu(NO3)2 的混合溶液，阳极反应式为 4OH 4e =2H2O+ O2f，阴极先后 发生两个反Cu2+ 2e Cu,2H+ 2e -=H2f。从收集到 O2 为 2.24 L 这个事实可推知上述电解过程中 共转移 0.4 mol 电子，而在生成 2.24 L H2 的过程中转移 0.2 mol 电子，所以 Cu2+共得到 0.4 mol 0.2 mol = 0.2 mol 电子，电解前 Cu2+的物质的量和电解得到的 Cu的物质的量都为 0.1 mol。电解前后分别有以下守恒关系： c(K + ) + 2c(Cu2+ )= c(NO ), c(K+ ) + c(H+

38、 )= c(NO)，不难算出：电解前 c(K+ )= 0.2 mol L 1，电解后 c(H+ )= 0.4 mol L 1。 4 .将等物质的量浓度的 CuSO4 和 NaCl 等体积混合后，用石墨 电极进行电解，电解过程中，溶液 pH 随时间 t 变化的曲线 如右图所示，则下列说法错误的是 ( ) A. 阳极先析出 Cl2,后析出 O2,阴极先产生 Cu,后析出 H2 B. AB 段阳极只产生 Cl2,阴极只产生 Cu C. BC 段表示在阴极上是 H +放电产生了 H2 D. CD 段相当于电解水 答案 C 解析 由于两种溶液的体积相等，物质的量浓度也相等，即溶质的物质的量相等，设 Cu

39、SO4 和 NaCl 的物质的量 各 1 mol，电解分 3 个阶段：第一阶段阳极：1 mol 氯离子失 1 mol 电子，阴极：0.5 mol 铜离子得 1 mol 电 子, 因为铜离子水解使溶液显酸性，随着电解的进行，铜离子的浓度降低，酸性减弱， pH 将增大。第二阶段阳极: 1 mol 氢氧根离子失 1 mol 电子(来源于水的电离)，阴极：0.5 mol 铜离子再得 1 mol 电子，因为氢氧根离子消耗， 使水溶液中氯离子浓度增大， pH 迅速减小。第三阶段阳极：氢氧根离子失电子，阴极：氢离子得电子，它们都 来源于水的电离，实质是电解水，导致溶液的体积减小，使溶液中氢离子浓度增大， p

40、H 继续减小。 5 . (1)用惰性电极电解 400 mL 一定浓度的硫酸铜溶液(不考虑电解过程中溶液体积的变化 )，通电一段时间后，向 所得的溶液中加入 0.1 mol CuO 后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和 pH，电解过程中转移的电子为 0.1 mol Cu(OH)2 后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和 pH,电解过程中转移的电子 0.1 mol Cu2(OH)2CO3 后,使溶液恰好恢复到电解前的浓度和 pH(不考虑 CO2 的溶解), _ mol。 答案(1)0.2 (2)0.4 (3)0.6 电解 解析 电解硫酸铜溶液的反应方程式为 2CuSO4+ 2H2O=2Cu+ 2H2SO

41、4+ O2f，从方程式可以看出，电解 硫酸铜过程中只析出铜和释放出氧气，加入 0.1 mol CuO 可以使溶液恢复至原来状态，说明参与反应的硫酸铜只 有 0.1 mol，转移的电子为 0.2 mol。(2)加入 0.1 mol Cu(OH)2 可以使溶液恢复至原来状态， 说明电解过程中不仅硫 酸铜被电解，而且有水被电解。0.1 mol Cu(OH)2 可以看作是 0.1 mol CuO 和 0.1 mol H2O,则转移的电子为 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 CO2，相当

42、于有 0.2 mol 的硫酸铜和 0.1 mol 的水被电解，因此转移的电子为 0.6 mol。 考点四 金属的腐蚀和防护 mol。 如果向所得的溶液中加入 为 _ mol。 如果向所得的溶液中加入 电解过程中转移的电子为 第 17页 知识梳理二深度思考 1 .金属腐蚀的本质 金属原子失去电子变为金属阳离子，金属发生氧化反应。 2 .金属腐蚀的类型 (1) 化学腐蚀与电化学腐蚀 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 金属跟非金属单质直接接触 不纯金属或合金跟电解质溶液接触 现象 无电流产生 有微弱电流产生 本质 金属被氧化 较活泼金属被氧化 联系 :两者往往冋时发生，电化学腐蚀更普遍 (2) 析氢

43、腐蚀与吸氧腐蚀 以钢铁的腐蚀为例进行分析: 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜酸性较强(pHW 4.3) 水膜酸性很弱或呈中性 电极 反应 负极 Fe 2e =Fe2+ 正极 2H+ 2e =H2f O2+ 2H2O+ 4e =4OH 总反应式 Fe + 2H + =Fe2 + + H2f 2Fe+ O2 + 2H2O=2Fe(OH)2 联系 吸氧腐蚀更普遍 铁锈的形成：4Fe(OH)2+ O2 + 2H2O=4Fe(OH)3, 2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O(铁锈)+ (3 x)H20。 3 .金属的防护 (1) 电化学防护 牺牲阳极的阴极保护法一原电池原理 a 负极：比被保护金属活

44、泼的金属； b 正极：被保护的金属设备。 外加电流的阴极保护法 一电解原理 a .阴极：被保护的金属设备； b 阳极：惰性金属。 改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。 加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。 深度思考 1 .下列有关金属腐蚀的叙述正确的是 ( ) A .金属越纯越不易被腐蚀 B. 干燥环境下金属不被腐蚀 C. 铜一定比铁难腐蚀 D. 金属腐蚀有化学腐蚀和电化学腐蚀 答案 D 解析 A 项，金属能不能被腐蚀主要取决于它的活泼性，而不是它的纯度，如纯钾易被腐蚀，不正确； B 项，干 燥环境下，如果遇到氯气，金属也可以发生化学腐蚀，故不正确； C 项

45、，如果遇到浓硝酸，铜比铁易腐蚀，不正 确。 2 下列对几种常见的金属防腐方法的描述错误的是 ( ) :选项 方法 对相应方法的描述 第 18页 A 改变金属内部的组成结构 此法实际上是将金属制成合金，增强 抗腐蚀能力 B 在金属表面覆盖保护层 保护层破损后，就完全失去了对金属 第 19页 的保护作用 C 外加电流的阴极保护法 接外加直流电源构成电解池，被保护 的金属作阴极 D 牺牲阳极的阴极保护法 构成原电池，被保护的金属作正极 答案 B 解析 如果镀层金属比被保护的金属活泼，破损后可构成原电池，仍然能在一定程度上保护金属， B错误。答案 C 解析 是 Fe 为负极，杂质碳为正极的原电池腐蚀，

46、是铁的吸氧腐蚀，腐蚀较慢。其电极反应式：负极 Fe 2e =Fe2+，正极 2H2O+ 02+ 4e =40H。 均为原电池， 中 Fe 为正极，被保护； 中 Fe 为 负极，均被腐蚀，但 Fe 和 Cu的金属活泼性差别大于 Fe 和 Sn的，故 Fe-Cu原电池中 Fe 被腐蚀的较快。是 Fe 接电源正极作阳极，Cu接电源负极作阴极的电解腐蚀，加快了 Fe 的腐蚀。是 Fe 接电源负极作阴极，Cu接电 源正极作阳极的电解腐蚀，防止了 Fe 的腐蚀。根据以上分析可知铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为 、 、 。 2 相同材质的铁在下图中各情形下最不易被腐蚀的是 答案 C 解析 A 中，食醋作电解质

47、溶液，铁勺和铜盆是相互接触的两个金属极，形成原电池，铁是活泼金属作负极； B 中，食盐水作电解质溶液，铁炒锅和铁铲都是铁碳合金，符合原电池形成的条件，铁是活泼金属作负极，碳作正 极；C 中，铜镀层将铁球覆盖，使铁被保护，所以铁不易被腐蚀； D 中，酸雨作电解质溶液，铁铆钉和铜板分别 作负极、正极，形成原电池。递进题组思维建模 A. B. 铁獅钉 1 A b 第 20页 (1)对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢：电解原理引起的腐蚀 施的腐蚀。 (2) 对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢：强电解质溶液中 (3) 活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀越快。 ” _ _ (4) 对同一

48、种电解质溶液来说，电解质浓度越大，金属腐蚀越快。 题组二 对析氢腐蚀和吸氧腐蚀的考查 3 按如图所示装置，进行铁钉被腐蚀的实验，一周后观察 (设水不蒸发)。 (1)若试管中液面上升，发生的是 _ 腐蚀，则正极反应式为 负极反应式为 _ 要顺利完成此实验，所用的电解质溶液可以是 _。 (2)_ 若试管中液面下降，发生的是 _ 腐蚀，正极反应式为 , 负极反应式为 _ 。 要顺利完成此实验，所用的电解质溶液可以是 _ 。 答案 吸氧 2H2O+ 02+ 4e =40H Fe 2e =Fe2+ 氯化钠溶液(或其他合理答案) 析氢 2H+ 2e =H2f Fe 2e =Fe2+ 稀硫酸(或其他合理答案

49、) 解析 试管中的液面上升，表明内部压强减小，即发生吸氧腐蚀，故正极反应式为 2H2O+ 02 + 4e =40H ,负极反应式为 Fe 2e =Fe2+ ;吸氧腐蚀的电解质溶液是中性或碱性溶液，如氯化钠溶液。 试管中的 液面下降，表明发生了析氢腐蚀， 则正极反应式为 2H + + 2e =H2f，负极反应式为 Fe 2e =Fe2+;此时 需要酸性电解质溶液，如稀硫酸等。 4 如图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有 pH = 4 久置的 雨水和生铁片。实验时观察到：开始时导管内液面下降，一段时 间后导管内液面回升，略高于小试管内液面。下列说法正确的是 ( ) A 生铁片中的碳是原电池的

50、阳极，发生还原反应 B. 雨水酸性较强，生铁片仅发生析氢腐蚀 C. 墨水回升时，碳电极反应式为 D. 具支试管中溶液 pH 逐渐减小 答案 C 解析 生铁片中的碳是原电池的正极， A 错；雨水酸性较强，开始时铁片发生化学腐蚀和析氢腐蚀，产生氢气， 导管内液面下降，一段时间后铁片发生吸氧腐蚀，吸收氧气，导管内液面回升， B 错；墨水回升时，铁片发生吸 氧腐蚀，碳极为正极，电极反应为 02+ 2H20+ 4e =40H, C 对；铁片无论是发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀， 具支试管内溶液 pH 均增大，D 错。 探究高考明确考向 1 . (2012 山东理综，13)下列与金属腐蚀有关的说法正确的是原电池

51、原理引起的腐蚀 化学腐蚀 有防腐措 非电解质溶液中。 02 + 2H2O+ 4e =40H 0 = = = = h 第 21页 A .图 a 中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重 B. 图 b 中，开关由 M 改置于 N 时，Cu2n合金的腐蚀速率减小 C. 图 c 中，接通开关时 Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大 D. 图 d 中，Zn-MnO2 干电池自放电腐蚀主要是由 MnO2 的氧化作用引起的 答案 B 解析 A 项，插入海水中的铁棒靠近液面的位置与氧气接触，易发生吸氧腐蚀； B 项，开关由 M 改置于 N 时, Zn作负极，Cu-Zn合金作正极，合金受到保护； C

52、项，接通开关形成原电池， Zn作负极，Zn的腐蚀速率增大， 但气体是在 Pt 电极上生成；D 项，Zn-MnO2 干电池自放电腐蚀主要是 Zn发生氧化反应而自放电。 2 . （2012 海南，10）下列叙述错误的是 A 生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱 B. 用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈 C. 在铁制品上镀铜时，镀件为阳极，铜盐为电镀液 D. 铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀 答案 C 解析 选项 A,生铁中的碳和铁可以在铁的表面构成无数微小的原电池，能加速铁的锈蚀；选项 锡形成无数微小原电池，加速铁的腐蚀；选项 C,电镀时，镀层金属铜作阳极，铁制品作阴极，用铜盐溶液作电 镀液；选项 D,由

53、于 Zn比 Fe 活泼，故镶嵌锌块的铁管不易被腐蚀。 3 . （2012 上海，14）右图装置中发生反应的离子方程式为 Zn + 2H+ Zn2F+ H2f，下列说法错误的是 （ ） A. a、b 不可能是同种材料的电极 B. 该装置可能是电解池，电解质溶液为稀盐酸 C. 该装置可能是原电池，电解质溶液为稀盐酸 D. 该装置可看作是铜-锌原电池，电解质溶液是稀硫酸 答案 A 解析 若该装置为电解池，则 a、b 两电极的材料可以都为 Zn,选项 A 错误；在保证阳极为 Zn时，该电解池的 电解质溶液可以为稀盐酸，选项 B 正确；在保证其中一电极的材料为 Zn,另一电极的材料的活动性比 Zn弱的情

54、 况下，该原电池的电解质溶液为稀盐酸或稀硫酸都可以，选项 C、D 正确。 4 . （2012 浙江理综，10）以铬酸钾为原料，电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如 下：B,焊接处铁、 第 22页 下列说法不正确的是 （ ） A .在阴极室，发生的电极反应为 2H2O+ 2e =20H+ H2f B. 在阳极室，通电后溶液逐渐由黄色变为橙色， 是因为阳极区 H +浓度增大，使平衡 2CrO2 + 2H+ 。2 + H20 向右移动 通电 C. 该制备过程中总反应的化学方程式为 4K2CrO4+ 4H2O=2K2Cr2O7+ 4K0H+ 2H2 f + 02T d D. 测定阳极液中 K 和 C

55、r 的含量，若 K 与 Cr 的物质的量之比（nK/nCr）为 d,则此时铬酸钾的转化率为 1 ? 答案 D 解析本题应结合电解的原理来具体分析、解决问题。 根据阴、阳离子的放电顺序可知，该电解池中的反应如下： 阴极：4H2O+ 4e =2H2f + 40H、阳极:2H2O 4e =O2f + 4H+,阳极区 K2CrO4 溶液中存在平衡：2CrO2 + 2H + + H20, H +浓度增大，使该平衡右移生成 Cr2O7。故电解池中的总反应式可写成 4K2CrO4 通电 + 4H2O=2K2Cr2O7+ 4K0H+ 2H2 T + 02T。故 A、B、C 项均正确。 D 项，设 K2CrO4

56、 转化为 K2Cr2O7 的转化率为 a,贝 2K2CrO4K2Cr2O7 初始量 2 0 转化量 2 a a 最终量 2 2 a a 不锈钢 L# 厂 1 二二 =扌 惰性电极 则有 nK nCr 二 + 2 a 2 2 a+ 2 a 解得a= 2 d , D 项错误。 5 . （2012 安徽理综，11）某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时，先断开 一段时间后，断开 K1,闭合 K2,发现电流表 A 指针偏转。 K2,闭合 K1,两极均有气泡产生; 稀KOE1涪淞- 第 23页 下列有关描述正确的是 A 断开 K2,闭合 K1 时，总反应的离子方程式为 通电 2H+ 2Cl =Cl2 T

57、+ H2T 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 CI2+ 2e =2CI D. 断开 K1，闭合 K2 时，石墨电极作正极 答案 D 解析 解答本题时应特别注意，金属 Cu在电解池和原电池中作何种电极。当断开 K2,闭合 K1 时为电解池，由 于两极都有气泡冒出，故相当于惰性电极电解饱和食盐水，故铜作阴极而石墨作阳极，阳极反应为 2CI 2e 通电 =CI2 f,电池总反应的离子方程式为 2CI+ 2H2O=H2f+ CI2 f+ 20H, A、B 都错；当断开 K1，闭合 K2 时组成原电池，铜作负极而石墨作正极，铜

58、电极的电极反应式为 Cu 2e =Cu2+，故 C 错而 D 正确。 6 . 2012 重庆理综，29(3)人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如下图。 电源的负极为 _ (填 “ A 或 “ B” ) 阳极室中发生的反应依次为 _ 、 _ 。 电解结束后，阴极室溶液的 pH 与电解前相比将 _ ;若两极共收集到气体 13.44 L(标准状况)，则除去的 尿素为 _ g(忽略气体的溶解)。 答案 B 2CI 2e =CI2 f CO(NH2)2+ 3CI2+ H2O=N2+ CO2+ 6HCI 不变 7.2 解析 由图中产生 CI2 极为阳极知 A 为正极，B 为负极。 阳极

59、室发生反应 2CI - 2e =CI2 f。 由产物 CO2、N2 知 CO(NH2)2 在此室反应被氧化， CO(NH2)CO2 + N2，发生还原反应的为 CI2。故方程式为 CO(NH2)2+ 3CI2+ H2O=N2+ CO2+ 6HCI。 阴极室 2H+ 2e =H2f。阳极室产生的 H +通过质子交换膜进入阴极室， 从而使阴极室 H+浓度保持不变。 pH 与电解前相比不变。 两极共收集到的气体 n(气体)= =0.6 mol 22.4 Lmol 1 阳极 阴极 (N?十go沁二2H 6点C0(NH J2 5 mol 60 g 0. 6 mol mCO(NH2 )2 7 . 2012

60、 新课标全国卷，36(3)粗铜的电解精炼如右图所示。在粗铜 的电解过程中，粗铜板应是图中电极 (填图中的字母)；在 NHCI辭液 jig-换膜 NaCI 溶液 mCO(NH2)2= 6gA严吗.2 g 5 mol NaCl-尿索 混合解載 第 25页 电极 d 上发生的电极反应式为 _ ;若粗铜中还含有 Au、 Ag、Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为 _ 聽楡躺稱液 ” 第 26页 答案 c Cu2+ 2e =Cu Au、Ag 以单质的形式沉积在 c（阳极）下万，Fe 以 Fe2+的形式进入电解液 解析 电解精炼时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，CuSO4 溶液作电解液，比铜活泼的金属失电子生