专题6第3讲电解原理及应用

1、专题6 6化学反应与能量变化第3 3讲电解池金属的电化学 腐蚀与防护1.理解电解池的工作原理，能写出常见的简单电极反应和电池反应方程式。2.认识金属腐蚀的危害，理解金属发生电化学腐蚀的原因，能用恰当的措施防止铁、铝等金属腐蚀。考纲要求剖析题型 提炼方法考点一考点一 电解电解的的原理原理考点二考点二 电解电解原理的原理的应用应用探究高考明确考向探究高考明确考向练出高分练出高分考点三考点三 应对应对电化学定量计算的三种电化学定量计算的三种方法方法考点四考点四 金属金属的腐蚀和的腐蚀和防护防护知识梳理递进题组考点一电解的原理知识梳理知识梳理1.电解定义在 作用下，电解质在两个电极上分别发生和 的过程

2、。2.能量转化形式电能转化为 。电流氧化反应还原反应化学能3.电解池(1)构成条件有与 相连的两个电极。 (或 )。形成 。电源电解质溶液熔融盐闭合回路(2)电极名称及电极反应式(如图)阳极氧化阴极还原2CI2e=Cl2Cu2+2e=Cu(3)电子和离子的移动方向特别提醒特别提醒电解时，在外电路中有电子通过，而在溶液中是依靠离子定向移动形成电流，即电子本身不会通过电解质溶液。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

3、顺序：AgFe3Cu2H(酸)Fe2Zn2H(水)Al3Mg2NaCa2K。阳极：活泼电极S2IBrClOH含氧酸根离子。注意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：ClOH；阴极：AgCu2H。 电解水溶液时，KAl3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)1

4、.电解水型电解质(水溶液)电极方程式电解物质总化学方程式电解质浓度溶液pH溶液复原含氧酸(如H2SO4)阳极：_阴极：_H2O_增大减小 加强碱(如NaOH)增大 加活泼金属的含氧酸盐(如KNO3、Na2SO4)不变 加H2OH2OH2O4OH4e=O22H2O4H4e=2H2O22H2O2H2(1)电解水型电解一段时间后，其电解质的浓度一定增大吗？举例说明。答案答案不一定，如用惰性电极电解饱和Na2SO4溶液，一段时间后会析出Na2SO410 H2O晶体，剩余溶液仍为该温度下的饱和溶液，此时浓度保持不变。(2)用惰性电极电解饱和Na2SO4溶液，一段时间后，析出w g Na2SO410 H2

5、O晶体，阴极上放出a g气体，则饱和Na2SO4溶液的质量分数为_。被电解的水的质量为9a g被电解的水与w g晶体组成该温度下的饱和溶液2.电解电解质型电解质(水溶液)电极方程式电解物质总化学方程式电解质浓度溶液pH溶液复原无氧酸(如HCl)，除HF外阳极：阴极：酸2HCl H2Cl2减小增大通入气体 加固体不活泼金属的无氧酸盐(如CuCl2)，除氟化物外阳极：阴极：盐CuCl2 CuCl2 2Cl2e=Cl2 2H2e=H2 2Cl2e=Cl2 Cu22e=CuCuCl2HCl_3.放H2生碱型电解质(水溶液)电极方程式电解物质总化学方程式电解质浓度溶液pH溶液复原活泼金属的无氧酸盐(如N

6、aCl)阳极：阴极：水和盐2Cl2H2O Cl2H22OH生成新电解质增大通入 气体2Cl2e =Cl22H2e=H2HCl_4.放O2生酸型电解质(水溶液)电极方程式电解物质总化学方程式电解质浓度溶液pH溶液复原不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4)阳极：_阴极：_水和盐_生成新电解质减小加_或_4OH4e=2H2OO22Cu24e=2Cu2Cu22H2O2CuO24HCuOCuCO3(1)电解过程中放H2生碱型和放O2生酸型的实质是什么？在放H2生碱型的电解中，若滴入酚酞试液，哪一极附近溶液变红？答案答案放H2生碱型实质是水电离出H在阴极上放电，破坏了阴极附近水的电离平衡，使OH浓度增大，若

7、滴入酚酞试液，阴极附近溶液变红；放O2生酸型的实质是水电离出OH在阳极上放电，破坏了阳极附近水的电离平衡，使H浓度增大。(2)上表3中要使电解后的NaCl溶液复原，滴加盐酸可以吗？上表4中要使电解后的CuSO4溶液复原，加入Cu(OH)2固体可以吗？答案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NaCl溶液时析出的是等物质的量的Cl2和H2，所以应通入氯化气体，加入盐酸会引入过多的水。a.若通电一段时间，CuSO4未电解完(即Cu2未全部放电)，使溶液复原应加入CuO，而加入Cu(OH)2会使溶液的浓度减小。b.若Cu

8、2全部放电，又继续通电一段时间(此时电解水)，要使溶液复原应加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3，若只加入CuO，此时浓度偏大。递进题组递进题组题组一突破电极反应式、电解方程式的书写题组一突破电极反应式、电解方程式的书写1.按要求书写电极反应式和总方程式(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_。4OH4e=O22H2O4Ag4e=4Ag(2)用惰性电极电解MgCl2溶液阳极反应式_；阴极反应式_；总反应离子方程式_。2Cl2e=Cl22H2e=H2(3)用铁作电极电解NaCl溶液阳极反应式_；阴极反应式_；总反应化学方程式_。(4)用铁作电极电解

9、NaOH溶液阳极反应式_；阴极反应式_；总反应离子方程式_。Fe2e=Fe22H2e=H2Fe2e2OH=Fe(OH)22H2e=H2(5)用铜作电极电解盐酸溶液阳极反应式_；阴极反应式_；总反应离子方程式_。(6)用Al作电极电解NaOH溶液阳极反应式_；阴极反应式_；总反应离子方程式_。Cu2e=Cu22H2e=H26H2O6e=3H26OH或6H6e=3H2(7)以铝材为阳极，电解H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜阳极反应式_；阴极反应式_；总反应离子方程式_。(8)用Al单质作阳极，石墨作阴极，电解NaHCO3溶液阳极反应式_ ；阴极反应式_。2Al6e3H2O=Al2O36H6H6e

10、=3H26H6e=3H2(9)用惰性电极电解熔融MgCl2阳极反应式_；阴极反应式_；总反应离子方程式_。2Cl2e=Cl2Mg22e=Mg反思归纳1.做到“三看”，正确书写电极反应式(1)一看电极材料，若是金属(Au、Pt除外)作阳极，金属一定被电解(注Fe生成Fe2)。(2)二看介质，介质是否参与电极反应。(3)三看电解质状态，若是熔融状态，就是金属的电冶炼。2.规避“三个”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，且应注明条件“电解”。(3)电解水溶液时，应注意放电顺序中H、OH之后的离

11、子一般不参与放电。题组二电解原理和电解规律的考查题组二电解原理和电解规律的考查2.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()A.逸出气体的体积，a电极的小于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电极附近呈红色解析解析SO 、OH移向b极，在b极OH放电，产生O2，b极附近c(H)c(OH)，石蕊溶液变红。Na、H移向a极，在a极H放电产生H2，a极附近c(OH)c(H)，石蕊溶液变蓝。所以产生的气体体积a电极的大于b电极的；两种气体均为无

12、色无味的气体。A、B、C均错。答案答案D3.用惰性电极电解一定浓度的CuSO4溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH。则下列说法正确的是()A.电解过程中阴极没有气体生成B.电解过程中转移的电子的物质的量为0.4 molC.原CuSO4溶液的浓度为0.1 molL1D.电解过程中阳极收集到的气体体积为2.24 L(标况下)解析解析由2CuSO42H2O 2Cu2H2SO4O2知，如CuSO4未电解完，加CuO即可复原，而加入Cu(OH)2相当于加入CuOH2O，故CuSO4电解完后，还电解了部分水。电解析出了0.1 mol Cu，转

13、移电子0.2 mol，而电解0.1 mol H2O转移电子0.2 mol，故转移的电子的总物质的量为0.4 mol。答案答案BD考点二电解原理的应用递进题组知识梳理1.电解饱和食盐水(1)电极反应阳极反应式： ( 反应)阴极反应式： ( 反应)(2)总反应方程式知识梳理知识梳理2Cl2e=Cl2氧化2H2e=H2还原(3)应用：氯碱工业制 、 和 。烧碱氯气氢气2.电镀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 极，镀层金属银作 极。(2)电解质溶液是 。(3)电极反应：阳极：；阴极：。(4)特点： 极溶解， 极沉积，电镀液的浓度 。AgNO3溶液等含镀层金属阳离子的盐溶液

14、Age=AgAge=Ag阳阴不变阴阳3.电解精炼铜(1)电极材料：阳极为 ；阴极为 。(2)电解质溶液：含Cu2的盐溶液。(3)电极反应：阳极：、 ；阴极：。粗铜纯铜Zn2e=Zn2Fe2e=Fe2Ni2e=Ni2Cu2e=Cu2Cu22e=Cu4.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2NaCl(熔融) 2NaCl2电极反应：阳极： ；阴极： 。2Cl2e=Cl22Na2e=2Na(2)冶炼铝2Al2O3(熔融) 4Al3O2电极反应：阳极： ；阴极：。6O212e=3O24Al312e=4Al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

15、物？答案答案阳极产物Cl2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？答案答案防止H2和Cl2混合爆炸，防止Cl2与溶液中的NaOH反应。2.电解精炼铜时，阳极泥是怎样形成的？答案答案粗铜中往往含有锌、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

16、，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。递进递进题组题组题组一电解原理的题组一电解原理的“常规常规”应用应用1.利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产上的应用下列说法正确的是()A.氯碱工业中，X电极上反应式是4OH4e=2H2OO2B.电解精炼铜时，Z溶液中的Cu2浓度不变C.在铁片上镀铜时，X是纯铜D.制取金属镁时，Z是熔融的氯化镁解析解析氯碱工业中阳极是Cl放电生成Cl2；电解精炼铜时阳极粗铜溶解，阴极Cu2放电析出Cu，由于粗铜中含有锌、铁、镍等杂质，溶液中Cu2浓度变小。答案答案CD2.使用氯

17、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 molL1 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)。解析解析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(NaCl)0.01 mol，c(NaOH)0.1 molL1。0.1 molL1(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，为使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。

18、对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是_(填字母序号)。A.a为正极，b为负极；NaClO和NaClB.a为负极，b为正极；NaClO和NaClC.a为阳极，b为阴极；HClO和NaClD.a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl解析解析电解饱和氯化钠溶液的总反应：2NaCl2H2O 2NaOHH2Cl2，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a。生成的Cl2与阴极区产生的NaOH反应：Cl22NaOH=NaClNaClOH2O，则消毒液的主要成分是NaClO、NaCl。答案答案B(3)实验室中很难用亚铁盐溶液与烧碱反应

19、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_。解析解析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2H2O2e=H22OH。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(OH)2沉淀。将阳极反应式、阴

20、极反应式叠加得到总的反应式：Fe2H2O Fe(OH)2H2。题组二电解原理的题组二电解原理的“不寻常不寻常”应用应用(一)电解原理在“环境治理”中的不寻常应用3.工业上用电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示。下列说法不正确的是()已知：Ni2在弱酸性溶液中发生水解氧化性：Ni2(高浓度)HNi2(低浓度)A.碳棒上发生的电极反应：4OH4e=O22H2OB.电解过程中，B中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减少C.为了提高Ni的产率，电解过程中需要控制废水pHD.若将图中阳离子膜去掉，将A、B两室合并，则电解反应总方程式发生改变解析解析电极反应式为阳极：4OH4e=2H2OO2阴

21、极：Ni22e=Ni2H2e=H2 A项正确；B项，由于C中Ni2、H不断减少，Cl通过阴离子膜从C移向B，A中OH不断减少，Na通过阳离子膜从A移向B，所以B中NaCl溶液的物质的量浓度不断增大，错误；C项，由于H的氧化性大于Ni2(低浓度)的氧化性，所以为了提高Ni的产率，电解过程需要控制废水的pH；D项，若去掉阳离子膜，在阳极Cl放电生成Cl2，反应总方程式发生改变，正确。答案答案B4.用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如图所示(电极材料为石墨)。(1)图中a极要连接电源的_(填“正”或“负”)极，C口流出的

22、物质是_。(2)SO 放电的电极反应式为_。(3)电解过程中阴极区碱性明显增强，用平衡移动原理解释原因_。阴极：2H2O2e=H22OH所以从C口流出的是H2SO4，在阴极区，由于H放电，破坏水的电离平衡，c(H)减小，c(OH)增大，生成NaOH，碱性增强，从B口流出的是浓度较大的NaOH溶液。答案答案(1)负硫酸(二)电解原理在“物质制备”中的不寻常应用解析解析根据NaOH溶液浓度的变化及Na交换膜，左侧为阴极区域，右侧为阳极区域，电极反应式为阴极：4H2O4e=2H24OH阳极：4OH4e=O22H2O答案答案正极4OH4e=O22H2O6.电解尿素CO(NH2)2的碱性溶液制氢气的装置

23、示意图如下：电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴阳两极均为惰性电极。(1)A极为_，电极反应式为_。(2)B极为_，电极反应式为_。解析解析H2产生是因为H2O电离的H在阴极上得电子，即6H2O6e=3H26OH，所以B极为阴极，A极为阳极，电极反应式为CO(NH2)26e8OH=N2CO 6H2O，阳极反应式容易错写成4OH4e=2H2OO2。答案答案(1)阳极CO(NH2)28OH6e=N2CO 6H2O(2)阴极6H2O6e=3H26OH考点三应对电化学定量计算的三种方法递进题组知识梳理知识梳理知识梳理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

24、德罗常数的计算、产物的量与电量关系的计算等。2三种方法(1)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比例式计算。(2)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。用于混合溶液中电解的分阶段计算。(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：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

25、示提示在电化学计算中，还常利用QIt和Qn(e) NA1.601019C来计算电路中通过的电量。递进递进题组题组题组一根据总反应式，建立等量关系进行计算题组一根据总反应式，建立等量关系进行计算1.两个惰性电极插入500 mL AgNO3溶液中，通电电解。当电解液的pH从6.0变为3.0时(设电解过程中阴极没有H2放出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略不计)，电极上析出银的质量最大为()A.27 mg B.54 mg C.106 mg D.216 mg解析解析首先结合离子放电顺序，弄清楚两极的反应：阳极4OH4e=O22H2O；阴极4Ag4e=4Ag，电解的总反应式为4AgNO32H2O 4A

26、gO24HNO3。由电解的总反应式可知，电解过程中生成的n(Ag)n(HNO3)n(H)(103 molL1106 molL1)0.5 L5104 mol，m(Ag)5104 mol108 gmol10.054 g54 mg。答案答案B2.将两个铂电极插入500 mL CuSO4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064 g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢离子浓度约为()A.4103 molL1 B.2103 molL1C.1103 molL1 D.1107 molL1答案答案A题组二根据电子守恒，突破电解分阶段计算题组二根据电子守恒，突破电解

27、分阶段计算3.500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO )0.6 molL1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，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 molL1B.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 molD.电解后溶液中c(H)为0.4 molL1解析解析石墨作电极电解KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液，阳极反应式为4OH4e=2H2OO2，阴极先后发生两个反应：Cu22e=Cu , 2H2e=H2。从收集到O2为2.24 L

28、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 mol0.2 mol0.2 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)c(NO )，不难算出：电解前c(K) 0.2 molL1，电解后c(H)0.4 molL1。答案答案AD题组三根据电极现象，利用电子守恒，突破电解池题组三根据电极现象，利用电子守恒，突破电解池的的 “串联串联”计算计算4.在如图所示的装置中，若通直流电5 min时，铜电

29、极质量增加2.16 g。试回答下列问题。(1)电源中X电极为直流电源的_极。解析解析三个装置是串联的电解池。电解AgNO3溶液时，Ag在阴极发生还原反应变为Ag，所以质量增加的铜电极是阴极，则银电极是阳极，Y是正极，X是负极。答案答案负(2)pH变化：A：_，B：_，C：_(填“增大”、“减小”或“不变”)。解析解析电解KCl溶液生成KOH，溶液pH增大；电解CuSO4溶液生成H2SO4，溶液pH减小；电解AgNO3溶液，银为阳极，不断溶解，Ag浓度基本不变，pH不变。增大 减小 不变(3)通电5 min时，B中共收集224 mL(标准状况下)气体，溶液体积为200 mL，则通电前CuSO4溶

30、液的物质的量浓度为_(设电解前后溶液体积无变化)。解析解析通电5 min时，C中析出0.02 mol Ag，电路中通过 0.02 mol电子。B中共收集0.01 mol气体，若该气体全为氧气，则电路中需通过0.04 mol电子，电子转移不守恒。因此，B中电解分为两个阶段，先电解CuSO4溶液，生成O2，后电解水，生成O2和H2，B中收集到的气体是O2和H2的混合物。设电解CuSO4溶液时生成O2的物质的量为x，电解H2O时生成O2的物质的量为y，则4x4y0.02 mol(电子转移守恒)，x3y0.01 mol(气体体积之和)，解得xy0.002 5 mol，所以n(CuSO4)20.002

31、5 mol0.005 mol，c(CuSO4)0.005 mol0.2 L0.025 molL1。答案答案0.025 molL1(4)若A中KCl足量且溶液的体积也是200 mL，电解后，溶液的pH为_(设电解前后溶液体积无变化)。解析解析通电5 min时，A中放出0.01 mol H2，溶液中生成 0.02 mol KOH，c(OH)0.02 mol0.2 L0.1 molL1，pH13。13无明显“外接电源”的电解池的“串联”问题，主要是根据“原电池”的形成条件判断“电源”的正、负极，从而判断电解池的阴、阳极。方法技巧考点四金属的腐蚀和防护递进题组知识梳理知识梳理知识梳理1.金属腐蚀的本质

32、金属原子 变为，金属发生 。失去电子金属阳离子氧化反应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接触不纯金属或合金跟接触现象 电流产生 电流产生本质金属被较活泼金属被联系两者往往同时发生， 腐蚀更普遍非金属单质直接电解质溶液无氧化有微弱氧化电化学(2)析氢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_电极反应负极正极_总反应式_联系 更普遍水膜酸性较强(pH4.3)水膜酸性很弱或呈中性Fe2e=Fe22H2e=H2O22H2O4e=4OH Fe2H=Fe2H22FeO22H2O=2Fe(OH)2吸氧腐蚀3.金属的防护(1)电化学防护牺牲阳极

33、的阴极保护法原理a. 极：比被保护金属活泼的金属；b. 极：被保护的金属设备。原电池负正外加电流的阴极保护法 原理a. 极：被保护的金属设备；b. 极：惰性金属或石墨。(2)改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。(3)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。电解阴阳1.判断正误，正确的划“”，错误的划“”(1)所有金属纯度越大，越不易被腐蚀()(2)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样()(3)干燥环境下金属不被腐蚀()(4)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物()(5)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成Fe3()深度思考(6)在金属表面覆盖保

34、护层，若保护层破损后，就完全失去了对金属的保护作用()(7)外加电流的阴极保护法，构成了电解池；牺牲阳极的阴极保护法构成了原电池。二者均能有效地保护金属不容易被腐蚀()2.写出钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀生成铁锈的原理。答案答案铁锈的形成负极：2Fe4e=2Fe2正极：O24e2H2O=4OH2FeO22H2O=2Fe(OH)24Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3xH2O(铁锈)(3x)H2O递进递进题组题组题组一腐蚀快慢与防护方法的比较题组一腐蚀快慢与防护方法的比较1.如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速度由快到慢的顺序为()A. B.C.

35、D.解析解析是Fe为负极，杂质碳为正极的原电池腐蚀，是铁的吸氧腐蚀，腐蚀较慢。其电极反应式：负极Fe2e=Fe2，正极2H2OO24e=4OH。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的金属活动性差别大于Fe和Sn的，故FeCu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。答案答案C2.下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是()A.图1中，铁钉易被腐蚀B.图2中，滴加少量K3Fe(CN)6溶液，

36、没有蓝色沉淀出现C.图3中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀D.图4中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块相当于原电池的正极解析解析A项，图1中，铁钉处于干燥环境，不易被腐蚀；B项，负极反应为Fe2e=Fe2，Fe2与Fe(CN)63反应生成Fe3Fe(CN)62蓝色沉淀；D项，为牺牲阳极的阴极保护法，镁块相当于原电池的负极。答案答案C1.判断金属腐蚀快慢的规律(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原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防腐措施的 腐蚀。(2)对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢：强电解质溶液中弱电解质溶液中非电解质溶液

37、中。反思归纳(3)活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越快。(4)对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，金属腐蚀越快。2.两种保护方法的比较外加电流的阴极保护法保护效果大于牺牲阳极的阴极保护法。题组二正确判断析氢腐蚀和吸氧题组二正确判断析氢腐蚀和吸氧腐蚀腐蚀3.如图所示的钢铁腐蚀中，下列说法正确的是()A.碳表面发生氧化反应B.钢铁被腐蚀的最终产物为FeOC.生活中钢铁制品的腐蚀以图所示为主D.图中，正极反应式为O24e2H2O=4OH解析解析A项，碳作正极，应发生还原反应；B项，钢铁被腐蚀的最终产物为Fe2O3xH2O；C项，生活中钢铁制品以发生吸氧腐蚀为主。答案答案CD4.利用

38、图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是()A.a管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀B.一段时间后，a管液面高于b管液面C.a处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小D.a、b两处具有相同的电极反应式：Fe2e=Fe2解析解析根据装置图判断，左边铁丝发生吸氧腐蚀，右边铁丝发生析氢腐蚀，其电极反应为左边负极：Fe2e=Fe2 正极：O24e2H2O=4OH右边负极：Fe2e=Fe2 正极：2H2e=H2a、b处的pH均增大，C错误。答案答案C正确判断“介质”溶液的酸碱性是分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀的关键。潮湿的空气、酸性很弱或中性溶液发生吸氧腐蚀；NH4Cl溶液

39、、稀H2SO4等酸性溶液发生析氢腐蚀。失误防范探究高考明确考向12345探究高考明确考向1.(2014广东理综，11)某同学组装了如图所示的电化学装置，电极为Al，其他均为Cu，则()A.电流方向：电极A电极B.电极发生还原反应C.电极逐渐溶解D.电极的电极反应：Cu22e=Cu12345探究高考明确考向解析解析当多个池串联时，两电极材料活动性相差大的作原电池，其他池作电解池，由此可知图示中左边两池组成原电池，右边组成电解池。A项，电子移动方向：电极A电极，电流方向与电子移动方向相反，正确；B项，原电池负极在工作中失电子，被氧化，发生氧化反应，错误；12345探究高考明确考向C项，原电池正极为

40、得电子一极，铜离子在电极上得电子，生成铜单质，该电极质量逐渐增大，错误；D项，电解池中阳极为非惰性电极时，电极本身失电子，形成离子进入溶液中，因为电极为正极，因此电极为电解池的阳极，其电极反应式为Cu2e=Cu2，错误。答案答案A12345探究高考明确考向2.(2014海南，3)以石墨为电极，电解KI溶液(含有少量的酚酞和淀粉)。下列说法错误的是()A.阴极附近溶液呈红色 B.阴极逸出气体C.阳极附近溶液呈蓝色 D.溶液的pH变小解析解析以石墨为电极，电解KI溶液，发生的反应为2KI2H2O 2KOHH2I2(类似于电解饱和食盐水)，阴极产物是H2和KOH，阳极产物是I2。12345探究高考明

41、确考向由于溶液中含有少量的酚酞和淀粉，所以阳极附近的溶液会变蓝(淀粉遇碘变蓝)，阴极附近的溶液会变红(溶液呈碱性)，A、B、C正确；由于电解产物有KOH生成，所以溶液的pH逐渐增大，D错误。答案答案D12345探究高考明确考向3.(2014上海，12)如图所示，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U型管中，下列分析正确的是()A.K1闭合，铁棒上发生的反应为2H2eH2B.K1闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐升高C.K2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法D.K2闭合，电路中通过0.002NA个电子时，两极共产生 0.001 mol气体B12345探究高考明确考向4.(2014 高考

42、试题组合)12345(1)2014江苏，20(1)将烧碱吸收H2S后的溶液加入如图所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应：S22e=S(n1)SS2=写出电解时阴极的电极反应式：_。电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成_。探究高考明确考向解析解析在阴极电解质溶液是NaOH，同时图示显示产生了H2，因此阴极发生的电极反应为2H2O2e=H22OH。加入H2SO4后，H与S 反应生成S和H2S。答案答案2H2O2e=H22OHS 2H=(n1)SH2S12345探究高考明确考向(2)2014四川理综，11(4)MnO2可作超级电容器材料。用惰性电极电解M

43、nSO4溶液可制得MnO2，其阳极的电极反应式是_。解析解析阳极发生氧化反应，由MnSO4制得MnO2，锰元素化合价升高，MnSO4在阳极反应，根据原子守恒，反应物中有H2O参加，再根据电荷守恒，生成物中还有H，配平电极反应式。Mn22H2O2e=MnO24H12345探究高考明确考向(3)2014山东理综，30(1)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。由有机阳离子、Al2Cl 组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的_极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为_。若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为_。12345探究高考明确考

44、向12345探究高考明确考向(4)2014北京理综，26(4)电解NO制备NH4NO3，其工作原理如图所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是_，说明理由：_。12345探究高考明确考向12345探究高考明确考向12345探究高考明确考向(5)2014重庆理综，11(4)一定条件下，如图所示装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其他有机物)。12345探究高考明确考向12345导线中电子移动方向为_。(用A、D表示)生成目标产物的电极反应式为_。该储氢装置的电流效率_。(生成目标产物消耗的电子数/转移的电子总数100%，计算结果保留小数点后1位)探究高考明确考向解析解析由图可知

45、，苯转化为环己烷的过程是加氢过程，发生还原反应，故为阴极反应，所以A为电源的负极，B为电源的正极。电子从负极流向阴极，即AD。该装置的目标是从苯到环己烷实现储氢，电极反应式为C6H66H6e=C6H12。12345探究高考明确考向阳极反应式为2H2O4e=O24H，生成2.8 mol氧气，失去11.2 mol电子。电解过程中通过阴、阳极的电子数目相等，即阴极得到电子也为11.2 mol。阴极除生成环己烷外，还生成H2：2H2e=H2，由题意可知，2n(H2)6n(C6H12)11.2 mol，10 moln(H2)10%10 mol24%n(C6H12)；解得n(H2) 2 mol，n(C6H

46、12)1.2 mol，故生成1.2 mol C6H12时转移电子1.2 mol67.2 mol，电流效率 100%64.3%。12345探究高考明确考向答案答案ADC6H66H6e=C6H1264.3%12345探究高考明确考向(6)2014广东理综，32(5)石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完成右图防腐示意图，并作相应标注。解析解析要用C通过电化学腐蚀保护铜，只能用电解池原理，所以装置图如图所示。12345探究高考明确考向(7)2014福建理综，24(1)铁及其化合物与生产、生活关系密切。右图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。该电化腐蚀称为_。图中A、B、C、D四个区

47、域，生成铁锈最多的是_(填字母)。12345探究高考明确考向解析解析金属在中性和较弱的酸性条件下发生的是吸氧腐蚀。发生吸氧腐蚀，越靠近液面接触到的O2越多，腐蚀得越严重。答案答案吸氧腐蚀B12345探究高考明确考向5.(2014安徽理综，28)某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。12345探究高考明确考向编号实验目的碳粉/g铁粉/g醋酸/%为以下实验作参照0.52.090.0醋酸浓度的影响0.5 36.0 0.22.090.0(1)请完成以下实验设计表(

48、表中不要留空格)： 12345探究高考明确考向解析解析本题采用“控制变量法”进行研究，即保持其他条件相同，只考虑其中一个因素对实验的影响。探究醋酸浓度对电化学腐蚀的影响时，应保证碳粉和铁粉的质量与参照实验相同，因此实验中铁粉为2.0 g；对比实验和可知，铁粉的质量及醋酸的浓度相同，而碳粉的质量不同，显然探究的是碳粉的含量对铁的电化学腐蚀的影响。答案答案2.0碳粉含量的影响12345探究高考明确考向(2)编号实验测得容器中压强随时间变化如图2。t2时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了_腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向；此时，碳粉表面发生了_(填“氧化”或“还原”)反

49、应，其电极反应式是_。12345探究高考明确考向解析解析当铁发生析氢腐蚀时，由于生成H2，容器的压强不断增大，而发生吸氧腐蚀时，由于消耗O2，容器的压强不断减小，t2时容器的压强明显小于起始压强，说明铁发生了吸氧腐蚀，此时Fe作负极，失去电子发生氧化反应；碳粉作正极，O2在其表面得到电子发生还原反应，电极反应式为O22H2O4e=4OH(或4HO24e=2H2O)。12345探究高考明确考向答案答案吸氧 还原2H2OO24e=4OH(或4HO24e=2H2O)12345探究高考明确考向(3)该小组对图2中0t1时压强变大的原因提出了如下假设，请你完成假设二：假设一：发生析氢腐蚀产生了气体；假设

50、二：_；解析解析Fe发生电化学腐蚀时，放出热量，使体系的温度升高。反应放热，温度升高12345探究高考明确考向(4)为验证假设一，某同学设计了检验收集的气体中是否含有H2的方案。请你再设计一个实验方案验证假设一，写出实验步骤和结论。实验步骤和结论(不要求写具体操作过程)：12345探究高考明确考向解析解析参照实验中药品的用量及操作方法，更换多孔橡皮塞，增加进、出气导管，并通入稀有气体，排出空气，滴加醋酸溶液，同时测量瓶内压强的变化、温度变化等，确定猜想一是否成立。答案答案药品用量和操作同编号实验(多孔橡皮塞增加进、出导管)；12345探究高考明确考向通入氩气排净瓶内空气；滴入醋酸溶液，同时测量

51、瓶内压强变化(也可测温度变化、检验Fe2等)。如果瓶内压强增大，假设一成立。否则假设一不成立。(本题属于开放性试题，答案合理即可)12345练出高分23456789101112113练出高分一、单项选择题1.有关金属的腐蚀与防护的叙述正确的是()A.金属的化学腐蚀比电化学腐蚀普遍B.如图装置的原理是“牺牲阳极的阴极保护法”C.金属腐蚀的本质是Mne=Mn而被损耗D.用铝质铆钉来接铁板，铁板易被腐蚀23456789101112113练出高分解析解析A项，电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍；B项，应属于外接电源的阴极保护法；D项，铝比铁活泼，铝易被腐蚀。答案答案C234567891011121132.如图

52、是用铁铆钉固定两个铜质零件的示意图，若该零件置于潮湿空气中，下列说法正确的是()A.发生电化学腐蚀，铜为负极，铜极产生H2B.铜易被腐蚀，铜极上发生还原反应，吸收O2C.铁易被腐蚀，铁发生氧化反应，Fe2e=Fe2D.发生化学腐蚀：FeCu2=CuFe223456789101112113解析解析A项，铜应为正极，电极反应式为O22H2O4e=4OH；B项，铁易被腐蚀；D项，发生的是电化学腐蚀。答案答案C234567891011121133.现将氯化铝溶液蒸干灼烧并熔融后用铂电极进行电解，下列有关电极产物的判断正确的是()A.阴极产物是氢气B.阳极产物是氧气C.阴极产物是铝和氧气D.阳极产物只有

53、氯气23456789101112113解析解析将氯化铝溶液蒸干灼烧得到Al2O3，电解熔融的Al2O3，阳极为O2放电，阳极产物为氧气；阴极为Al3放电，阴极产物为Al。答案答案B234567891011121134.下列图示中关于铜电极的连接错误的是()解析解析在镀件上镀铜时，铜应作阳极，与电源正极相连，镀件应作阴极，与电源负极相连。C234567891011121135.如图装置中X和Y均为石墨电极，电解液为500 mL某蓝色溶液，电解一段时间，观察到X电极表面有红色的固态物质生成，Y电极有无色气体生成；溶液中原有溶质完全电解后，停止电解，取出X电极，洗涤、干燥、称量，电极增重1.6 g。

54、下列有关说法中不正确的是()A.X电极是阴极B.Y电极产生气体的体积为0.28 L23456789101112113C.电解后溶液的pH1D.要使电解后溶液恢复到电解前的状态，需加入一定量的CuO或CuCO3解析解析根据X电极上有Cu析出，可以判断X为阴极，Y为阳极，电极反应式为阴极X：2Cu24e= 2Cu 0.05 mol 0.025 mol23456789101112113答案答案B23456789101112113234567891011121136.用惰性电极电解100 mL 4 molL1的CuSO4溶液，一定时间后在阳极收集到1.12 L气体，向电解后的溶液中加入足量的铁粉，充分

55、作用后溶液中的Fe2浓度为(设溶液的体积不变，反应前后均为标准状况)()A.2.7 molL1 B.3 molL1C.4 molL1 D.1 molL123456789101112113解析解析惰性电极电解硫酸铜，生成物是氧气、硫酸和铜。加入铁粉后发生氧化还原反应，生成硫酸亚铁，所以根据S原子守恒可知，硫酸亚铁的物质的量浓度与原硫酸铜的物质的量浓度应该是相等的，所以反应后溶液中Fe2浓度为 4 molL1。答案答案C23456789101112113二、不定项选择题7.用石墨电极电解100 mL H2SO4与CuSO4的混合溶液，通电一段时间后，阴、阳两极分别收集到2.24 L和3.36 L气

56、体(标准状况)，溶液要想恢复电解前的状态可加入下列()A.0.1 mol CuOB.0.1 mol CuCO3C.0.1 mol Cu(OH)2D.0.1 mol Cu2(OH)2CO323456789101112113解析解析由题意知阴极得到的气体是H2，阳极得到的气体是O2，n(H2)2.24 L/22.4 Lmol10.1 mol，n(O2)3.36 L/22.4 Lmol10.15 mol，由得失电子守恒可得n(Cu)(0.15 mol40.1 mol2)/20.2 mol，所以要想恢复电解前的状态需加入含有0.2 mol H、0.3 mol O、0.2 mol Cu的物质，D项符合。

57、答案答案D8.用如图装置电解硫酸钾溶液制取氢气，氧气，硫酸和氢氧化钾。从开始通电时，收集B和C逸出的气体。1 min后测得B口的气体体积为C口处的一半，下列说法不正确的是()A.电源左侧为负极B.电解槽左侧的电极反应方程式为2H2O4e=O24H23456789101112113C.D口导出的溶液为KOH溶液，且浓度比刚加入电解槽右侧时的浓度大D.在标准状况下，若1 min后从C口处收集到的气体比B口处收集到的气体多2.24 L，则有0.1NA个SO 通过阴离子膜解析解析根据题意，电极应为惰性电极，左侧电极为阳极，右侧电极为阴极，电极反应式为阳极：4OH4e=2H2OO2或2H2O4e=O24

58、H；23456789101112113阴极：4H4e=2H2或4H2O4e=2H24OH；A错误、B正确；C项，右侧由于H放电，产生KOH，所以其浓度比刚加入电解槽右侧时的浓度大；D项，设产生O2为x mol，则产生H2为2x mol，2xx0.1 molx0.1 mol消耗的OH为0.4 mol，则有0.2NA个SO 通过阴离子膜。答案答案AD23456789101112113234567891011121139.截至到2013年12月末，中国光伏发电新增装机容量达到10.66 GW，光伏发电累计装机容量达到17.16 GW，图为利用光伏并网发电装置电解尿素CO(NH2)2的碱性溶液制氢的装

59、置示意图(电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极)。下列叙述中正确的是()A.N型半导体为正极，P型半导体为负极B.制氢装置溶液中电子流向：从B极流向A极C.X2为氢气D.工作时，A极的电极反应式为CO(NH2)28OH6e=CO N26H2O23456789101112113解析解析图中N型半导体为负极，P型半导体为正极，A项错误；电解质溶液中是离子导电，而不是电子，B项错误；B极与外接电源负极相连，为电解池的阴极，放出的是氢气，C项错误；23456789101112113答案答案CD23456789101112113三、非选择题 10.“神舟七号”成功登天标志着我国的航天事业进入

60、了新的篇章。(1)某空间站局部能量转化系统如图所示，其中燃料电池采用KOH溶液为电解液，燃料电池放电时的负极反应式为_。如果某段时间内氢氧储罐中共收集到33.6 L(已折算成标况)气体，则该段时间内水电解系统中转移电子的物质的量为_mol。23456789101112113解析解析该燃料电池为氢氧燃料电池，氢气在负极上反应，先根据得失电子守恒有H22eH2O，再根据电荷守恒有H22e2OHH2O，最后根据原子守恒有H22e2OH =2H2O；23456789101112113根据水电解产生的气体与转移电子数间的关系：2H2O 2H2O24e，则n(e) 42 mol。答案答案H22e2OH=2