《全程复习方略》2016届高考化学(全国通用)总复习教师用书配套课件：92 电解池 金属的电化学腐蚀与防护

1、第二节电解池金属的电化学腐蚀与防护考纲考纲考情考情三年三年2525考高考指数：考高考指数：1.1.了解电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方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。程式。2.2.理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害，防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。止金属腐蚀的措施。【知识梳理】【知识梳理】一、电解原理一、电解原理1.1.电解、电解池：电解、电解池：还原还原氧化氧化电电化学化学2.2.电解池的工作原理电解池的工作原理( (电解电解CuClCuCl2 2溶液溶液) )：总反应总反应方程式：方程式：_。 电解电解=CuC

2、u2+2+2e+2e- -=Cu =Cu 还原反应还原反应氧化反应氧化反应阴极阴极阳极阳极2Cl2Cl- -2e-2e- -=ClCl2 2CuClCuCl2 2 Cu+Cl Cu+Cl2 23.3.电解原理的应用：电解原理的应用：(1)(1)电解饱和食盐水电解饱和食盐水( (氯碱工业氯碱工业) )。总反应方程式：总反应方程式：_。 电解电解=2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2还原还原氧化氧化2Cl2Cl- -2e-2e- -=ClCl2 2 2NaCl+2H2NaCl+2H2 2O 2NaOH+HO 2NaOH+H2 2+Cl+Cl2 2(2)(2)电镀与电解精炼。电镀与电解精炼。

3、装置。装置。电解精炼铜的电极反应。电解精炼铜的电极反应。阳极：阳极：Zn-2eZn-2e- -=Zn=Zn2+2+、Fe-2eFe-2e- -=FeFe2+2+、_阴极：阴极：_Cu-2eCu-2e- -=Cu=Cu2+2+CuCu2+2+2e+2e- -=Cu=Cu(3)(3)电冶金。电冶金。冶炼钠、钙、镁、铝等活泼金属，必须用电解法。如电解熔融氯化钠冶炼钠、钙、镁、铝等活泼金属，必须用电解法。如电解熔融氯化钠得到钠时：得到钠时：2Cl2Cl- -2e-2e- -=ClCl2 2 2Na2Na+ +2e+2e- -=2Na=2Na2NaCl(2NaCl(熔融熔融) 2Na+Cl) 2Na+C

4、l2 2 电解电解=【微点拨】【微点拨】(1)(1)电解池中，在外电路中是电子导电，溶液中是阴阳离子导电。电解池中，在外电路中是电子导电，溶液中是阴阳离子导电。(2)(2)电解质溶液导电时一定发生氧化还原反应。电解质溶液导电时一定发生氧化还原反应。(3)(3)电镀池中溶液浓度不变，电解精炼时溶液中的离子浓度要减小。电镀池中溶液浓度不变，电解精炼时溶液中的离子浓度要减小。二、金属的腐蚀与防护二、金属的腐蚀与防护1.1.化学腐蚀和电化学腐蚀的比较：化学腐蚀和电化学腐蚀的比较：类型类型化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀条件条件金属与接触到的物质直接反金属与接触到的物质直接反应应不纯金属接触到电解质

5、溶不纯金属接触到电解质溶液发生液发生_反应反应本质本质M-M-nene- -=M Mn n+ +现象现象金属被腐蚀金属被腐蚀_被腐蚀被腐蚀区别区别_电流产生电流产生_电流产生电流产生注：通常两种腐蚀同时存在，但电化学腐蚀比化学腐蚀普遍得注：通常两种腐蚀同时存在，但电化学腐蚀比化学腐蚀普遍得多，危害也更严重多，危害也更严重原电池原电池较活泼金属较活泼金属无无有有2.2.电化学腐蚀的分类电化学腐蚀的分类( (钢铁腐蚀钢铁腐蚀) )：类型类型析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀水膜性质水膜性质_负极反应负极反应_正极反应正极反应_总反应总反应Fe+2HFe+2H+ +=Fe=Fe2+2+H+H2 22F

6、e+O2Fe+O2 2+2H+2H2 2O=2Fe(OH)O=2Fe(OH)2 2酸性酸性弱酸性或中性或碱性弱酸性或中性或碱性Fe-2eFe-2e- -=Fe=Fe2+2+2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 22H2H2 2O+OO+O2 2+4e+4e- -=4OH=4OH- -类型类型析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀其他反应其他反应吸氧腐蚀还伴随以下反应：吸氧腐蚀还伴随以下反应：4Fe(OH)4Fe(OH)2 2+O+O2 2+2H+2H2 2O=4Fe(OH)O=4Fe(OH)3 32Fe(OH)2Fe(OH)3 3=Fe=Fe2 2O O3 3xHxH2 2O+(3-x)HO+(

7、3-x)H2 2O O注：吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍注：吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍3.3.金属的防护：金属的防护：(1)(1)牺牲阳极的阴极保护法利用牺牲阳极的阴极保护法利用_。(2)(2)外加电流的阴极保护法利用外加电流的阴极保护法利用_。(3)(3)改变金属内部结构改变金属内部结构如制成不锈钢。如制成不锈钢。(4)(4)加保护层加保护层如电镀、喷漆、覆膜等。如电镀、喷漆、覆膜等。原电池原理原电池原理电解池原理电解池原理【微点拨】【微点拨】(1)(1)吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式，而且析氢腐蚀最终也会被吸氧吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式，而且析氢腐蚀最终也会被吸氧腐蚀所代替，因为析氢反应过程中溶液

8、酸性逐渐减弱。腐蚀所代替，因为析氢反应过程中溶液酸性逐渐减弱。(2)(2)在金属活动性顺序中位于氢前面和氢之后的金属都能发生吸氧腐在金属活动性顺序中位于氢前面和氢之后的金属都能发生吸氧腐蚀，但只有在金属活动性顺序表中位于氢前面的金属才可能发生析氢蚀，但只有在金属活动性顺序表中位于氢前面的金属才可能发生析氢腐蚀。腐蚀。【小题快练】【小题快练】1.1.【思考辨析】【思考辨析】(1)(2014(1)(2014天津高考天津高考) )已知：已知：化合物化合物MgOMgOAlAl2 2O O3 3MgClMgCl2 2AlClAlCl3 3类型类型离子化合物离子化合物离子化合物离子化合物离子化合物离子化合

9、物共价化合物共价化合物熔点熔点/2 8002 8002 0502 050714714191191故工业制镁时，电解故工业制镁时，电解MgClMgCl2 2而不电解而不电解MgOMgO；制铝时电解；制铝时电解AlAl2 2O O3 3而不电解而不电解AlClAlCl3 3。( )( )【分析】【分析】MgOMgO的熔点比的熔点比MgClMgCl2 2的熔点高，的熔点高，MgOMgO熔融时耗费更多能源，增熔融时耗费更多能源，增加成本；加成本；AlClAlCl3 3是共价化合物，熔融态时不电离，难导电，故冶炼铝是共价化合物，熔融态时不电离，难导电，故冶炼铝不能用电解不能用电解AlClAlCl3 3的

10、方法。的方法。(2)(2014(2)(2014江苏高考江苏高考) )若在海轮外壳上附着一些铜块，则可以减缓若在海轮外壳上附着一些铜块，则可以减缓海轮外壳的腐蚀。海轮外壳的腐蚀。( )( )【分析】【分析】FeFe与与CuCu在海水中形成原电池，在海水中形成原电池，CuCu作正极，加快铁的腐蚀。作正极，加快铁的腐蚀。(3)(2012(3)(2012上海高考上海高考) )实现实现Zn+2HZn+2H+ +=Zn=Zn2+2+H+H2 2反应的装置只能是原电反应的装置只能是原电池。池。( )( )【分析】【分析】可以是电解池，可以是电解池，ZnZn作阳极，酸液作电解液。作阳极，酸液作电解液。(4)(

11、4)电解电解CuSOCuSO4 4溶液，若用石墨作电极，当有溶液，若用石墨作电极，当有32 g Cu32 g Cu生成时阳极上产生成时阳极上产生生O O2 2的体积为的体积为5.6 L5.6 L。( )( )【分析】【分析】只有在标准状况下才成立。只有在标准状况下才成立。2.2.【教材研习】【教材研习】(1)(RJ(1)(RJ选修选修4 4P83)P83)下列关于铜电极的叙述正确的是下列关于铜电极的叙述正确的是( () )A.A.铜锌原电池中铜是负极铜锌原电池中铜是负极B.B.用电解法精炼粗铜时粗铜作阴极用电解法精炼粗铜时粗铜作阴极C.C.在镀件上电镀铜时用金属铜作阳极在镀件上电镀铜时用金属铜

12、作阳极D.D.电解稀硫酸制电解稀硫酸制H H2 2、O O2 2时铜作阳极时铜作阳极【解析】【解析】选选C C。A A项，锌比铜活泼，故铜作正极，错误；项，锌比铜活泼，故铜作正极，错误；B B项，电解冶项，电解冶炼铜时，粗铜作阳极，故炼铜时，粗铜作阳极，故B B错误；电镀时，待镀金属作阴极，镀层金错误；电镀时，待镀金属作阴极，镀层金属为阳极，故属为阳极，故C C正确；电解正确；电解H H2 2SOSO4 4制制H H2 2、O O2 2时，阳极必为惰性电极，时，阳极必为惰性电极，D D错错误。误。(2)(RJ(2)(RJ选修选修4 4P83)P83)下列有关电解槽的叙述中不正确的是下列有关电解

13、槽的叙述中不正确的是( () )A.A.电解池的阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原反应电解池的阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原反应B.B.直流电源跟电解池连接后，电子从电源负极流向电解池阳极直流电源跟电解池连接后，电子从电源负极流向电解池阳极C.C.电镀时，电镀池里的阳极材料发生氧化作用电镀时，电镀池里的阳极材料发生氧化作用D.D.电解饱和食盐水时，阴极得到氢氧化钠溶液和氢气电解饱和食盐水时，阴极得到氢氧化钠溶液和氢气【解析】【解析】选选B B。电解池中电子从负极流向电解池的阴极，。电解池中电子从负极流向电解池的阴极，B B错。错。(3)(RJ(3)(RJ选修选修4 4P83)1 L 1 m

14、olP83)1 L 1 molL L-1-1的的AgNOAgNO3 3溶液在以银为阳极，铁溶液在以银为阳极，铁为阴极的电解槽中电解，当阴极增重为阴极的电解槽中电解，当阴极增重2.16 g2.16 g时，下列判断不正确的时，下列判断不正确的是是( () )A.A.溶液浓度仍为溶液浓度仍为1 mol1 molL L-1-1B.B.阳极上产生阳极上产生112 mL O112 mL O2 2( (标准状况标准状况) )C.C.转移的电子数是转移的电子数是1.2041.20410102222D.D.反应中有反应中有0.02 mol0.02 mol金属被氧化金属被氧化【解析】【解析】选选B B。电镀过程中

15、，溶液的浓度不变，。电镀过程中，溶液的浓度不变，A A正确；阳极反应为正确；阳极反应为Ag-eAg-e- -=Ag=Ag+ +，阴极反应为，阴极反应为AgAg+ +e+e- -=Ag=Ag，阳极上无氧气生成，故，阳极上无氧气生成，故B B错；错；2.16 g Ag2.16 g Ag的物质的量为的物质的量为0.02 mol0.02 mol，故阳极有，故阳极有0.02 mol0.02 mol银被氧化，转银被氧化，转移的电子数是移的电子数是1.2041.20410102222，C C、D D均正确。均正确。(4)(RJ(4)(RJ选修选修4 4P88)P88)如图所示，装置中都盛有如图所示，装置中都

16、盛有0.1 mol0.1 molL L-1-1的的NaClNaCl溶溶液，放置一定时间后，装置中的四块相同的锌片腐蚀速率由快到慢的液，放置一定时间后，装置中的四块相同的锌片腐蚀速率由快到慢的正确顺序是正确顺序是( () )A.A.B.B.C.C.D.D.【解析】【解析】选选D D。由作电解池阳极引起的腐蚀。由作电解池阳极引起的腐蚀 作原电池负极引起的腐蚀作原电池负极引起的腐蚀 化学腐蚀化学腐蚀 有防护措施的腐蚀可知选有防护措施的腐蚀可知选D D。【速记卡片】【速记卡片】1.1.两个电极的判断：两个电极的判断：(1)(1)阳极：与电源正极相连、发生氧化反应、阴离子移向的一极。阳极：与电源正极相连

17、、发生氧化反应、阴离子移向的一极。(2)(2)阴极：与电源负极相连、发生还原反应、阳离子移向的一极。阴极：与电源负极相连、发生还原反应、阳离子移向的一极。2.2.阴阳两极的放电顺序：阴阳两极的放电顺序：(1)(1)阳极阳极(2)(2)阴极：阴极：AgAg+ +FeFe3+3+CuCu2+2+HH+ +( (酸酸)Fe)Fe2+2+ZnZn2+2+AlAl3+3+MgMg2+2+NaNa+ +活性电极：电极材料放电活性电极：电极材料放电惰性电极：惰性电极：S S2-2-I I- -BrBr- -ClCl- -OHOH- -含氧酸根离子含氧酸根离子3.3.两种电化学腐蚀类型的正极反应式：两种电化学

18、腐蚀类型的正极反应式：(1)(1)析氢腐蚀：析氢腐蚀：2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2。(2)(2)吸氧腐蚀：吸氧腐蚀：O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- -=4OH=4OH- -。考点一考点一 电解原理及电极反应式的书写电解原理及电极反应式的书写【自主训练】【自主训练】(2013(2013浙江高考浙江高考) )电解装置如图电解装置如图所示，电解槽内装有所示，电解槽内装有K KI I及淀粉溶液，中间用阴及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。左侧溶液变蓝色，一段时间后

19、，蓝色逐渐变浅。已知：已知：3I3I2 2+6OH+6OH- -= +5I= +5I- -+3H+3H2 2O O。3IO下列说法不正确的是下列说法不正确的是( () )A.A.右侧发生的电极反应式：右侧发生的电极反应式：2H2H2 2O+2eO+2e- -=H=H2 2+2OH+2OH- -B.B.电解结束时，右侧溶液中含有电解结束时，右侧溶液中含有 C.C.电解槽内发生反应的总化学方程式：电解槽内发生反应的总化学方程式：KI+3HKI+3H2 2O KIOO KIO3 3+3H+3H2 2D.D.如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽

20、内发生的总化学反应不变化学反应不变通电通电=3IO【解析】【解析】选选D D。电解时左侧溶液变蓝，说明反应中。电解时左侧溶液变蓝，说明反应中I I- -I I2 2，则电极反，则电极反应为应为2I2I- -2e-2e- -=I=I2 2，该极为阳极。右侧电极为阴极，发生还原反，该极为阳极。右侧电极为阴极，发生还原反应，则应水放电生成应，则应水放电生成H H2 2，电极反应为，电极反应为2H2H2 2O+2eO+2e- -=H=H2 2+2OH+2OH- -，A A说法说法正确。电解过程中阴离子正确。电解过程中阴离子OHOH- -可通过阴离子交换膜向阳极移动，因此可通过阴离子交换膜向阳极移动，因

21、此OHOH- -可从右侧进入左侧，导致单质可从右侧进入左侧，导致单质I I2 2与与OHOH- -反应：反应：3I3I2 2+6OH+6OH- -=+5I+5I- -+3H+3H2 2O O，因此左侧溶液中产生，因此左侧溶液中产生 ， 也可透过阴离子交换膜进也可透过阴离子交换膜进入右侧，入右侧，B B说法正确。把两电极反应和说法正确。把两电极反应和I I2 2与与OHOH- -的反应合并，可得总反的反应合并，可得总反3IO3IO3IO应方程式：应方程式：KI+3HKI+3H2 2O KIOO KIO3 3+3H+3H2 2，C C说法正确。如果用阳离子交说法正确。如果用阳离子交换膜代替阴离子交

22、换膜，则右侧产生的换膜代替阴离子交换膜，则右侧产生的OHOH- -不能进入左侧，则不会发不能进入左侧，则不会发生单质生单质I I2 2与与OHOH- -的反应，因此电解槽内的化学反应不同，的反应，因此电解槽内的化学反应不同，D D说法错误。说法错误。通电通电=【归纳总结】【归纳总结】有关电解习题的解题步骤有关电解习题的解题步骤(1)(1)明确电极反应规律。明确电极反应规律。阴极：得电子，还原反应。阴极：得电子，还原反应。( (一般一般) )电极本身不参加反应；一定是电解质溶液中阳离子电极本身不参加反应；一定是电解质溶液中阳离子“争争”得电得电子。子。阳极：失电子，氧化反应。阳极：失电子，氧化反

23、应。若为金属若为金属( (非惰性，非惰性，AuAu、PtPt除外除外) )电极，电极失电子；若为惰性电极，电极，电极失电子；若为惰性电极，电解质溶液中阴离子电解质溶液中阴离子“争争”失电子。失电子。(2)(2)准确判断离子放电顺序。准确判断离子放电顺序。阳离子放电顺序：阳离子放电顺序：上述顺序表明在金属活动性顺序中，越活泼的金属，其阳离子越难结上述顺序表明在金属活动性顺序中，越活泼的金属，其阳离子越难结合电子，但合电子，但FeFe3+3+氧化性较强，排在氧化性较强，排在CuCu2+2+之前。之前。阴离子放电顺序：阴离子放电顺序：若是活泼金属作阳极，因金属失电子能力强，阳极反应则是电极材料若是活

24、泼金属作阳极，因金属失电子能力强，阳极反应则是电极材料本身失电子被氧化，而不是阴离子放电。本身失电子被氧化，而不是阴离子放电。(3)(3)联系分析电解问题的基本思路模式。联系分析电解问题的基本思路模式。通电前：电解质溶液中含有哪些阴、阳离子通电前：电解质溶液中含有哪些阴、阳离子( (包括水电离出的包括水电离出的H H+ +和和OHOH- -) )。通电时，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，结合放电顺序分析谁通电时，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，结合放电顺序分析谁优先放电。优先放电。写电极反应式，并结合题目要求分析电解结果，如两极现象、水的写电极反应式，并结合题目要求分析电解结果，如两极现象、水

25、的电离平衡移动、离子浓度的变化、电离平衡移动、离子浓度的变化、pHpH的变化等。的变化等。(4)(4)体会电极反应式的书写步骤。体会电极反应式的书写步骤。以石墨作电极电解以石墨作电极电解CuSOCuSO4 4溶液的电极反应式及总的电解方程式的书写溶液的电极反应式及总的电解方程式的书写为例。为例。第一步：明确溶液中存在哪些离子。阳离子：第一步：明确溶液中存在哪些离子。阳离子：CuCu2+2+、H H+ +；阴离子：；阴离子：OHOH- -、 。第二步：判断两极附近离子种类及离子放电顺序。阴极：第二步：判断两极附近离子种类及离子放电顺序。阴极：CuCu2+2+HH+ +；阳极：阳极：OHOH- -

26、 。24SO24SO第三步：写电极反应式和总的电解方程式。第三步：写电极反应式和总的电解方程式。阴极：阴极：2Cu2Cu2+2+4e+4e- -=2Cu=2Cu；阳极：阳极：4OH4OH- -4e-4e- -=O=O2 2+2H+2H2 2O O。根据得失电子数相等，两极反应式相加得总方程式：根据得失电子数相等，两极反应式相加得总方程式：2CuSO2CuSO4 4+2H+2H2 2O O 2Cu+O 2Cu+O2 2+2H+2H2 2SOSO4 4。 电解电解=【针对训练】【针对训练】(2014(2014上海高考上海高考) )如右图所示，将铁棒和石墨棒插如右图所示，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和入

27、盛有饱和NaClNaCl溶液的溶液的U U形管中。下列分析正确的形管中。下列分析正确的是是( () )A.KA.K1 1闭合，铁棒上发生的反应为闭合，铁棒上发生的反应为2H2H+ +2e+2e- - H H2 2B.KB.K1 1闭合，石墨棒周围溶液闭合，石墨棒周围溶液pHpH逐渐升高逐渐升高C.KC.K2 2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法D.KD.K2 2闭合，电路中通过闭合，电路中通过0.0020.002NA A个电子时，两极共产生个电子时，两极共产生0.001 mol0.001 mol气体气体【解析】【解析】选选B B。K K

28、1 1闭合形成原电池，铁作负极，失电子被腐蚀，石墨闭合形成原电池，铁作负极，失电子被腐蚀，石墨电极是正极，氧气得电子变为电极是正极，氧气得电子变为OHOH- -，pHpH逐渐升高，逐渐升高，A A错误、错误、B B正确；正确；K K2 2闭合，铁棒作阴极被保护，不会被腐蚀，属于外加电流的阴极保护法，闭合，铁棒作阴极被保护，不会被腐蚀，属于外加电流的阴极保护法，C C错误；错误；K K2 2闭合形成电解池，两极分别产生氯气和氢气，电路中通过闭合形成电解池，两极分别产生氯气和氢气，电路中通过0.0020.002NA A个电子时，每极上产生个电子时，每极上产生0.001 mol0.001 mol气体

29、，共气体，共0.002 mol0.002 mol气体，气体，D D错误。错误。【加固训练】【加固训练】1.(20131.(2013大纲版全国卷大纲版全国卷) )电解法处理酸性含铬废水电解法处理酸性含铬废水( (主主要含有要含有 ) )时，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在反应时，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在反应+6Fe+6Fe2+2+14H+14H+ +=2Cr=2Cr3+3+6Fe+6Fe3+3+7H+7H2 2O O，最后，最后CrCr3+3+以以Cr(OH)Cr(OH)3 3形式除去，下形式除去，下列说法不正确的是列说法不正确的是( () )A.A.阳极反应为阳极反应为Fe-2eFe-

30、2e- -=Fe=Fe2+2+B.B.电解过程中溶液电解过程中溶液pHpH不会变化不会变化C.C.过程中有过程中有Fe(OH)Fe(OH)3 3沉淀生成沉淀生成D.D.电路中每转移电路中每转移12 mol12 mol电子，最多有电子，最多有1 mol 1 mol 被还原被还原227Cr O227Cr O227Cr O【解析】【解析】选选B B。铁板作阳极，电极反应为。铁板作阳极，电极反应为Fe-2eFe-2e- -=Fe=Fe2+2+，A A项正确；项正确；由题给方程式可知，电解过程中消耗由题给方程式可知，电解过程中消耗H H+ +，pHpH增大，增大，B B项错误；电解过项错误；电解过程中溶

31、液碱性增强，能够生成程中溶液碱性增强，能够生成Fe(OH)Fe(OH)3 3，C C项正确；电路中转移项正确；电路中转移12 mol12 mol电子，生成电子，生成6 mol Fe6 mol Fe2+2+，由方程式可知，能还原，由方程式可知，能还原1 mol 1 mol ，D D项项正确。正确。227Cr O2.(20152.(2015衡水模拟衡水模拟) )如图为将如图为将COCO2 2电催化还原为碳氢化合物的工作示电催化还原为碳氢化合物的工作示意图，用一种钾盐的水溶液作电解质。下列说法中不正确的是意图，用一种钾盐的水溶液作电解质。下列说法中不正确的是( () )A.A.工作时，铜片作阴极工作

32、时，铜片作阴极B.B.工作时，工作时，K K+ +向铜片电极移动向铜片电极移动C.C.工作时，铂片上的电极反应式为工作时，铂片上的电极反应式为2H2H2 2O-4eO-4e- -=O=O2 2+4H+4H+ +D.D.若若C Cx xH Hy y为为C C2 2H H4 4，则生成，则生成1 mol C1 mol C2 2H H4 4的同时可生成的同时可生成2 mol O2 mol O2 2【解析】【解析】选选D D。工作时，铜片作阴极，铂片作阳极，。工作时，铜片作阴极，铂片作阳极，K K+ +向阴极移动，向阴极移动，阳极发生的反应是水失电子生成阳极发生的反应是水失电子生成O O2 2，故，故

33、A A、B B、C C正确；由得失电子守正确；由得失电子守恒可知，生成恒可知，生成1 mol C1 mol C2 2H H4 4时，转移时，转移12 mol12 mol电子，故同时可生成电子，故同时可生成3 mol 3 mol O O2 2。考点二考点二 串联电路及计算串联电路及计算1.1.多池串联装置中电池类型的判断：多池串联装置中电池类型的判断：(1)(1)直接判断：非常直观明显的装置，如燃料电池、铅蓄电池等在电直接判断：非常直观明显的装置，如燃料电池、铅蓄电池等在电路中，则其他装置为电解池。如图：路中，则其他装置为电解池。如图：A A为原电池，为原电池，B B为电解池。为电解池。(2)(

34、2)根据电池中的电极材料和电解质溶液判断：原电池一般是两种不根据电池中的电极材料和电解质溶液判断：原电池一般是两种不同的金属电极或一个金属电极一个碳棒做电极；而电解池则一般都是同的金属电极或一个金属电极一个碳棒做电极；而电解池则一般都是两个惰性电极，如两个铂电极或两个碳棒。原电池中的电极材料和电两个惰性电极，如两个铂电极或两个碳棒。原电池中的电极材料和电解质溶液之间能发生自发的氧化还原反应，电解池的电极材料一般不解质溶液之间能发生自发的氧化还原反应，电解池的电极材料一般不能和电解质溶液自发反应。如图：能和电解质溶液自发反应。如图：B B为原电池，为原电池，A A为电解池。为电解池。(3)(3)

35、根据电极反应现象判断：在某些装置中根据电极反应或反应现象根据电极反应现象判断：在某些装置中根据电极反应或反应现象可判断电极，并由此判断电池类型，如图：可判断电极，并由此判断电池类型，如图：若若C C极溶解，极溶解，D D极上析出极上析出CuCu，B B极附近溶液变红，极附近溶液变红，A A极上放出黄绿色气体，极上放出黄绿色气体，则可知乙是原电池，则可知乙是原电池，D D是正极，是正极，C C是负极；甲是电解池，是负极；甲是电解池，A A是阳极，是阳极，B B是是阴极。阴极。B B、D D极发生还原反应，极发生还原反应，A A、C C极发生氧化反应。极发生氧化反应。2.2.综合装置中的有关计算：

36、综合装置中的有关计算：原电池和电解池综合装置的有关计算的根本依据就是电子转移的守恒，原电池和电解池综合装置的有关计算的根本依据就是电子转移的守恒，分析时要注意两点：分析时要注意两点：(1)(1)串联电路中各支路电流相等；串联电路中各支路电流相等；(2)(2)并联电路中总电流等于各支路电流之和。并联电路中总电流等于各支路电流之和。在此基础上分析处理其他各种数据。如图所示：在此基础上分析处理其他各种数据。如图所示：图中装置甲是原电池，乙是电解池，若电路中有图中装置甲是原电池，乙是电解池，若电路中有0.2 mol0.2 mol电子转移，电子转移，则则ZnZn极溶解极溶解6.5 g6.5 g，CuCu

37、极上析出极上析出H H2 22.24 L(2.24 L(标准状况标准状况) )，PtPt极上析出极上析出ClCl2 20.1 mol0.1 mol，C C极上析出极上析出Cu 6.4 gCu 6.4 g。甲池中。甲池中H H+ +被还原，生成被还原，生成ZnSOZnSO4 4，溶，溶液液pHpH变大；乙池中是电解变大；乙池中是电解CuClCuCl2 2，由于，由于CuCu2+2+浓度的减小使溶液浓度的减小使溶液pHpH微弱增微弱增大，电解后再加入适量大，电解后再加入适量CuClCuCl2 2固体可使溶液复原。固体可使溶液复原。【典题】【典题】(2015(2015重庆模拟重庆模拟) )下图是一个

38、化学过程的示意图。下图是一个化学过程的示意图。(1)(1)图中甲池是图中甲池是_装置装置( (填填“电解池电解池”或或“原电池原电池”) )，其中其中OHOH- -移向移向_极极( (填填“CHCH3 3OH”OH”或或“O O2 2”)”)。(2)(2)写出写出通入通入CHCH3 3OHOH的电极的电极反应式的电极的电极反应式：_。(3)(3)向乙池两电极附近滴加适量紫色石蕊试液，附近向乙池两电极附近滴加适量紫色石蕊试液，附近变红的电极为变红的电极为_极极( (填填“A”A”或或“B”)B”)，并写出此电极的反应式：，并写出此电极的反应式：_。(4)(4)乙池中总反应的离子方程式为乙池中总反

39、应的离子方程式为_。(5)(5)当乙池中当乙池中B(Ag)B(Ag)极的质量增加极的质量增加5.40 g5.40 g时，时，乙池的乙池的pHpH是是_(_(若此若此时乙池中溶液的体积为时乙池中溶液的体积为500 mL)500 mL)；此时丙池某电极析出；此时丙池某电极析出1.60 g1.60 g某金属，某金属，则丙中的某盐溶液可能是则丙中的某盐溶液可能是_(_(填序号填序号) )。A.MgSOA.MgSO4 4B.CuSOB.CuSO4 4C.NaClC.NaClD.AgNOD.AgNO3 3【典题剖析】【典题剖析】抽丝剥茧溯本求源抽丝剥茧溯本求源关键信息关键信息信息分析与迁移信息分析与迁移信

40、息信息甲池是甲醇燃料电池，丙池中都是惰性电极，乙池中甲池是甲醇燃料电池，丙池中都是惰性电极，乙池中有活泼电极有活泼电极信息信息在原电池中，阴离子移向负极，因为负极区域的阳离在原电池中，阴离子移向负极，因为负极区域的阳离子增多子增多信息信息书写燃料电池的负极反应式，一般采用总式减去正极书写燃料电池的负极反应式，一般采用总式减去正极反应式的方法反应式的方法关键信息关键信息信息分析与迁移信息分析与迁移信息信息乙池的乙池的AgAg电极作阴极，故该池就是电解电极作阴极，故该池就是电解AgNOAgNO3 3溶液，溶液，而非电镀池而非电镀池信息信息根据各电极上通过电子的物质的量相等计算根据各电极上通过电子的

41、物质的量相等计算【解析】【解析】(1)(2)(1)(2)分析图中装置，甲池是碱性条件下的甲醇燃料电池，分析图中装置，甲池是碱性条件下的甲醇燃料电池，用于发电，甲醇所在电极作负极，用于发电，甲醇所在电极作负极，O O2 2所在电极为正极，在碱性条件下所在电极为正极，在碱性条件下甲醇的氧化产物为甲醇的氧化产物为 ，由此写出电极反应式：，由此写出电极反应式：CHCH3 3OH-6eOH-6e- -+8OH+8OH- -= +6H +6H2 2O O，原电池工作时溶液中的阴离子向负极移动。，原电池工作时溶液中的阴离子向负极移动。(3)(4)(3)(4)碳电碳电极极(A(A极极) )与原电池装置中通入与

42、原电池装置中通入O O2 2的电极相连，则作阳极，电极反应式的电极相连，则作阳极，电极反应式为为4OH4OH- -4e-4e- -=O=O2 2+2H+2H2 2O O，银电极，银电极(B(B极极) )与原电池装置中通入甲醇的与原电池装置中通入甲醇的电极相连，则作阴极，电极反应式为电极相连，则作阴极，电极反应式为AgAg+ +e+e- -=Ag=Ag，电解过程的总反，电解过程的总反23CO23CO应式为应式为4Ag4Ag+ +2H+2H2 2O 4Ag+OO 4Ag+O2 2+4H+4H+ +，因此当向乙池两电极附近滴加，因此当向乙池两电极附近滴加适量紫色石蕊试液时，附近变红的电极为适量紫色石

43、蕊试液时，附近变红的电极为A A电极。电极。(5)(5)当乙池中当乙池中B(Ag)B(Ag)电极的质量增加电极的质量增加5.40 g5.40 g时，即析出时，即析出AgAg的物质的量为的物质的量为0.05 mol0.05 mol，则生，则生成成H H+ +的物质的量为的物质的量为0.05 mol0.05 mol，由此可得溶液的，由此可得溶液的pHpH1 1。根据放电规。根据放电规律，本题首先排除选项律，本题首先排除选项A A和选项和选项C C。当乙池中。当乙池中B(Ag)B(Ag)电极的质量增加电极的质量增加5.40 g5.40 g时，此时转移的电子数为时，此时转移的电子数为0.05 mol0

44、.05 mol，当丙池中电极上析出，当丙池中电极上析出1.60 g1.60 g金属铜时，正好转移金属铜时，正好转移0.05 mol0.05 mol电子，因此选项电子，因此选项B B正确。当丙正确。当丙 电解电解=装置中为装置中为AgNOAgNO3 3溶液，且溶液，且AgNOAgNO3 3溶液足量时，可知析出金属的质量也溶液足量时，可知析出金属的质量也应为应为5.40 g5.40 g，若，若AgNOAgNO3 3溶液不足时，析出金属的质量必小于溶液不足时，析出金属的质量必小于5.40 g5.40 g，故选项故选项D D也有可能。也有可能。答案：答案：(1)(1)原电池原电池CHCH3 3OHOH

45、(2)CH(2)CH3 3OH-6eOH-6e- -+8OH+8OH- -= +6H= +6H2 2O O(3)A(3)A4OH4OH- -4e-4e- -=O=O2 2+2H+2H2 2O O(4)4Ag(4)4Ag+ +2H+2H2 2O 4Ag+OO 4Ag+O2 2+4H+4H+ +(5)1(5)1B B、D D 电解电解=23CO【方法规律】【方法规律】(1)(1)电解计算的常用方法。电解计算的常用方法。(2)(2)计算时常用的计算时常用的4e4e- -关系。关系。【针对训练】【针对训练】(2015(2015青岛模拟青岛模拟) )在如图所示的装置中，若通直流电在如图所示的装置中，若通

46、直流电5 min5 min时，铜电时，铜电极质量增加极质量增加2.16 g2.16 g。试回答下列问题。试回答下列问题。(1)(1)电源中电源中X X电极为直流电源的电极为直流电源的_极。极。(2)pH(2)pH变化：变化：A A：_，B B：_，C C：_(_(填填“增大增大”“”“减小减小”或或“不变不变”) )。(3)(3)通电通电5 min5 min时，时，B B中共收集中共收集224 mL(224 mL(标准状况下标准状况下) )气体，溶液体积为气体，溶液体积为200 mL200 mL，则通电前，则通电前CuSOCuSO4 4溶液的物质的量浓度为溶液的物质的量浓度为_( (设电解前后

47、溶液体积无变化设电解前后溶液体积无变化) )。(4)(4)若若A A中中KClKCl足量且溶液的体积也是足量且溶液的体积也是200 mL200 mL，电解后，溶液的，电解后，溶液的pHpH为为_(_(设电解前后溶液体积无变化设电解前后溶液体积无变化) )。【解析】【解析】(1)(1)三个装置是串联的电解池。电解三个装置是串联的电解池。电解AgNOAgNO3 3溶液时，溶液时，AgAg+ +在阴在阴极发生还原反应变为极发生还原反应变为AgAg，所以质量增加的铜电极是阴极，则银电极，所以质量增加的铜电极是阴极，则银电极是阳极，是阳极，Y Y是正极，是正极，X X是负极。是负极。(2)(2)电解电解

48、KClKCl溶液生成溶液生成KOHKOH，溶液，溶液pHpH增大；电解增大；电解CuSOCuSO4 4溶液生成溶液生成H H2 2SOSO4 4，溶液溶液pHpH减小；电解减小；电解AgNOAgNO3 3溶液，银为阳极，不断溶解，溶液，银为阳极，不断溶解，AgAg+ +浓度基本浓度基本不变，不变，pHpH不变。不变。(3)(3)通电通电5 min5 min时，时，C C中析出中析出0.02 mol Ag0.02 mol Ag，电路中通过，电路中通过0.02 mol0.02 mol电电子。子。B B中共收集中共收集0.01 mol0.01 mol气体，若该气体全为氧气，则电路中需通过气体，若该气

49、体全为氧气，则电路中需通过0.04 mol0.04 mol电子，电子转移不守恒。因此，电子，电子转移不守恒。因此，B B中电解分为两个阶段，先中电解分为两个阶段，先电解电解CuSOCuSO4 4溶液，生成溶液，生成O O2 2，后电解水，生成，后电解水，生成O O2 2和和H H2 2，B B中收集到的气体中收集到的气体是是O O2 2和和H H2 2的混合物。设电解的混合物。设电解CuSOCuSO4 4溶液时生成溶液时生成O O2 2的物质的量为的物质的量为x x，电解，电解H H2 2O O时生成时生成O O2 2的物质的量为的物质的量为y y，则，则4x+4y4x+4y0.02 mol(

50、0.02 mol(电子转移守恒电子转移守恒) )，x+3yx+3y0.01 mol(0.01 mol(气体体积之和气体体积之和) )，解得，解得x xy y0.002 5 mol0.002 5 mol，所以，所以n(CuSOn(CuSO4 4) )2 20.002 5 mol0.002 5 mol0.005 mol0.005 mol，c(CuSOc(CuSO4 4) )0.005 mol0.005 mol0.2 L0.2 L0.025 mol0.025 molL L-1-1。(4)(4)通电通电5 min5 min时，时，A A中放出中放出0.01 mol H0.01 mol H2 2，溶液中

51、生成，溶液中生成0.02 mol KOH0.02 mol KOH，c(OHc(OH- -) )0.02 mol0.02 mol0.2 L0.2 L0.1 mol0.1 molL L-1-1，pHpH1313。答案：答案：(1)(1)负负(2)(2)增大减小不变增大减小不变(3)0.025 mol(3)0.025 molL L-1-1(4)13(4)13【加固训练】【加固训练】1.500 mL KNO1.500 mL KNO3 3和和Cu(NOCu(NO3 3) )2 2的混合溶液中的混合溶液中c( )c( )0.6 mol0.6 molL L-1-1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，

52、两，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到极均收集到2.24 L2.24 L气体气体( (标准状况下标准状况下) )，假定电解后溶液体积仍为，假定电解后溶液体积仍为500 mL500 mL，下列说法正确的是，下列说法正确的是( () )A.A.原混合溶液中原混合溶液中c(Kc(K+ +) )为为0.2 mol0.2 molL L-1-1B.B.上述电解过程中共转移上述电解过程中共转移0.2 mol0.2 mol电子电子C.C.电解得到的电解得到的CuCu的物质的量为的物质的量为0.05 mol0.05 molD.D.电解后溶液中电解后溶液中c(Hc(H+ +) )为为0.2 m

53、ol0.2 molL L-1-13NO【解析】【解析】选选A A。石墨作电极电解。石墨作电极电解KNOKNO3 3和和Cu(NOCu(NO3 3) )2 2的混合溶液，阳极反的混合溶液，阳极反应式为应式为4OH4OH- -4e-4e- -=2H=2H2 2O+OO+O2 2，阴极先后发生两个反应：，阴极先后发生两个反应：CuCu2+2+2e+2e- -=Cu=Cu，2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2。从收集到。从收集到O O2 2为为2.24 L2.24 L这个事实可推知上这个事实可推知上述电解过程中共转移述电解过程中共转移0.4 mol0.4 mol电子，而在生成电子，而在生成2.

54、24 L H2.24 L H2 2的过程中转的过程中转移移0.2 mol0.2 mol电子，所以电子，所以CuCu2+2+共得到共得到0.4 mol-0.2 mol0.4 mol-0.2 mol0.2 mol0.2 mol电子，电子，电解前电解前CuCu2+2+的物质的量和电解得到的的物质的量和电解得到的CuCu的物质的量都为的物质的量都为0.1 mol0.1 mol。电解前后分别有以下守恒关系：电解前后分别有以下守恒关系：c(Kc(K+ +)+2c(Cu)+2c(Cu2+2+) )c( )c( )，c(Kc(K+ +)+c(H)+c(H+ +) )c( )c( )，不难算出：电解前，不难算出

55、：电解前c(Kc(K+ +) )0.2 mol0.2 molL L-1-1，电解后电解后c(Hc(H+ +) )0.4 mol0.4 molL L-1-1。3NO3NO2.2.如图为相互串联的甲、乙两个电解池，如图为相互串联的甲、乙两个电解池，E E、F F为直流电源的两个电为直流电源的两个电极。乙池溶液是滴有酚酞的食盐水。电解过程中，发现电极极。乙池溶液是滴有酚酞的食盐水。电解过程中，发现电极D D附近先附近先变红。请回答：变红。请回答：(1)(1)电源电源E E极为极为_极。极。(2)(2)甲池若为精炼铜的装置，甲池若为精炼铜的装置，A A极是极是_极，材料是极，材料是_，电极反应为，电极

56、反应为_；B B极是极是_极，材料是极，材料是_，电，电极反应为极反应为_，电解质溶液为，电解质溶液为_。(3)(3)若甲池阴极增重若甲池阴极增重12.8 g12.8 g，则乙池阴极放出气体在标准状况下的体，则乙池阴极放出气体在标准状况下的体积为积为_。【解析】【解析】本题综合考查电解原理及计算，考查根据现象判断电极和本题综合考查电解原理及计算，考查根据现象判断电极和计算。由电极计算。由电极D D附近变红，可知附近变红，可知D D电极为阴极，电极为阴极，F F为电源的负极，为电源的负极，E E为为电源的正极，则甲池中电源的正极，则甲池中A A极为阳极，精炼铜时应为粗铜，电极反应为极为阳极，精炼

57、铜时应为粗铜，电极反应为Cu-2eCu-2e- -=Cu=Cu2+2+( (少量少量Fe-2eFe-2e- -=Fe=Fe2+2+、Zn-2eZn-2e- -=Zn=Zn2+2+) )；B B为阴极，为阴极，材料为精铜，电极反应为材料为精铜，电极反应为CuCu2+2+2e+2e- -=Cu=Cu，电解质溶液为，电解质溶液为CuSOCuSO4 4、Cu(NOCu(NO3 3) )2 2、CuClCuCl2 2等可溶性铜盐。甲池阴极电极反应为等可溶性铜盐。甲池阴极电极反应为CuCu2+2+2e+2e- -=CuCu，则，则n(Cu)n(Cu) 0.2 mol0.2 mol，n(en(e- -) )

58、0.4 mol0.4 mol，则乙池阴极，则乙池阴极得电子的物质的量也是得电子的物质的量也是0.4 mol0.4 mol，电极反应为，电极反应为2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2，产生，产生的气体体积为的气体体积为0.2 mol0.2 mol22.4 L22.4 Lmolmol-1-14.48 L4.48 L。112.8 g64 g mol答案：答案：(1)(1)正正(2)(2)阳粗铜阳粗铜Cu-2eCu-2e- -=Cu=Cu2+2+阴精铜阴精铜CuCu2+2+2e+2e- -=Cu=Cu可溶性铜盐，如可溶性铜盐，如CuSOCuSO4 4(3)4.48 L(3)4.48 L资源平台

59、资源平台 惰性电极电解电解质溶液的规律惰性电极电解电解质溶液的规律【自主训练】【自主训练】下列各组中，每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧下列各组中，每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是气的是( () )A.HClA.HCl、CuClCuCl2 2、Ba(OH)Ba(OH)2 2B.NaOHB.NaOH、CuSOCuSO4 4、H H2 2SOSO4 4C.NaOHC.NaOH、H H2 2SOSO4 4、Ba(OH)Ba(OH)2 2D.NaBrD.NaBr、H H2 2SOSO4 4、Ba(OH)Ba(OH)2 2【解析】【解析】选选C C。本题考查电解基本原理。电解时只生成氧气和氢气，

60、。本题考查电解基本原理。电解时只生成氧气和氢气，则电解质所含阳离子在金属活动性顺序表中位于铜之前，阴离子不则电解质所含阳离子在金属活动性顺序表中位于铜之前，阴离子不是简单离子。是简单离子。【互动探究】【互动探究】(1)A(1)A项中各溶液电解一段时间后，分别需要加项中各溶液电解一段时间后，分别需要加( (通通) )入入哪种物质才能复原？哪种物质才能复原？提示：提示：HCl(aq)HCl(aq)：通入适量：通入适量HClHCl；CuClCuCl2 2(aq)(aq)：加入适量：加入适量CuClCuCl2 2固体；固体；Ba(OH)Ba(OH)2 2(aq)(aq)：加入适量水。：加入适量水。(2