考向20 电解池 金属的腐蚀与防护-备战2022年高考化学一轮复习考点微专题

考向20 电解池 金属的腐蚀与防护 【2021广东卷】钴（Co）的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。图5为水溶液中电解制备金属钴的装置示意。下列说法正确的是 A. 工作时，I室和Ⅱ室溶液的pH均增大 B. 生成1 mol Co，I室溶液质量理论上减少16 g C. 移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变通电 D. 电解总反应：2Co2+ + 2H2O 2Co + O2↑ + 4H+ 【答案】D 【解析】 由图可知，石墨电极为阳极，得电子，阳极的反应式为2H2O-4e- = O2↑+4H+, Co电极为阴极，得电子，电极反应为Co2+ +2e- = Co， 则总的电解反应为。 A项，由上述分析可知，在I室中产生H+，通过阳极交换膜进入II室，则I室和II室的pH减小，故A项错误； B、生成1 mol Co，同时转移2 mole-，需要消耗1 mol的水，则I室溶液质量理论上减少18g，B错误； C、移除两交换膜后，溶液中的CI-更容易失去电子生成Cl2,石墨电极发生的反应改变，C错误； D、由上述分析可知，电解总反应为。 故答案为D。 1、图解电解池工作原理(阳极为惰性电极): 2、明确电解池的电极反应及其放电顺序: 3、对比掌握电解规律(阳极为惰性电极): 电解类型 电解质实例 溶液复原物质 电解水 NaOH、H2SO4或Na2SO4 水 电解电解质 HCl或CuCl2 原电解质 放氢生碱型 NaCl HCl气体 放氧生酸型 CuSO4或AgNO3 CuO或Ag2O 4、电解计算中常用的三种方法: (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 ①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:  (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。 5、电解原理应用的注意事项 (1)阳离子交换膜(以电解NaCl溶液为例),只允许阳离子(Na+)通过,而阻止阴离子(Cl-、OH-)和分子(Cl2)通过,这样既能防止H2和Cl2混合发生爆炸,又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO影响烧碱的质量。  (2)电解或电镀时,电极质量减少的电极必为阳极;电极质量增加的电极必为阴极,即溶液中的金属阳离子得电子变成金属吸附在阴极上。 (3)电解精炼铜时,粗铜中含有的Zn、Fe、Ni等活泼金属失去电子,变成金属阳离子进入溶液,其他活泼性弱于铜的杂质以阳极泥的形式沉积。电解过程中电解质溶液中的Cu2+浓度会逐渐减小。 (4)电镀时,阳极(镀层金属)失去电子的数目跟阴极镀层金属离子得到电子的数目相等,因此电镀液中电解质的浓度保持不变。 6、判断金属腐蚀快慢的方法 (1)对同一电解质溶液来说,腐蚀的快慢:电解池原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。  (2)对同一金属来说,腐蚀的快慢:强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中。(浓度相同) (3)活泼性不同的两种金属,活泼性差异越大,腐蚀越快。 (4)对同一种电解质溶液来说,电解质浓度越大,金属腐蚀速率越快。 1、电解: 使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。 2、电解池(也叫电解槽): (1)概念:把电能转变为化学能的装置。 (2)构成条件 ①有与电源相连的两个电极。 ②电解质溶液(或熔融盐)。 ③形成闭合回路。 (3)电极名称及电极反应式(以用惰性电极电解CuCl2溶液为例) 总反应方程式:CuCl2Cu+Cl2↑。 (4)电子和离子移动方向 ①电子:从电源的负极流向电解池的阴极;从电解池的阳极流向电源的正极。 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。 3、阴、阳两极上的放电顺序: 阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程叫放电。离子的放电顺序取决于离子本身的性质即离子得失电子的能力,另外也与离子的浓度及电极材料有关。 (1)阴极:阴极上放电的总是溶液中的阳离子,与电极材料无关。阳离子放电顺序为Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Fe2+>Zn2+ 。(在溶液中Al3+、Mg2+、Na+、Ca2+、K+等是不会在阴极上放电的,但在熔融状态下的物质中会放电)  (2)阳极:若是活性电极作阳极,则活性电极首先失电子,发生氧化反应。若是惰性电极作阳极,则仅是溶液中的阴离子放