第6章 第20讲 电解池 金属腐蚀与防护（教师word）-2023老教材老高考化学【导学教程】新编大一轮总复习（人教版）

第20讲　电解池　金属腐蚀与防护 [课标要求] 1．理解电解池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应和总反应方程式。 2．了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。 考点一　电解原理 一、电解和电解池 1．电解：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．电解池：将电能转化为化学能的装置。 3．电解池的构成 (1)有与电源相连的两个电极。 (2)电解质溶液(或熔融电解质)。 (3)形成闭合回路。 二、电解池的工作原理 电解池中电子和离子的移动方向 (1)电子：从电源的负极流出后，流向电解池的阴极；从电解池的阳极流出后，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。　 [注意]　电子和离子的移动遵循“电子不下水，离子不上线”。 三、阴、阳极的判断及电极反应式的书写步骤 1．阴、阳极的判断 (1)根据外接电源的正、负极判断 电源正极连接阳极，电源负极连接阴极。 (2)根据电极产物判断 电极溶解、逸出O2(或电极区变酸性)或逸出Cl2的一极为阳极；析出金属或逸出H2(或电极区变碱性)的一极为阴极。 2．电极反应式的书写步骤 (1)分析电解质水溶液的组成：找全离子并分阴、阳两组(包括水溶液中的H＋和OH－)。 (2)排列出阴、阳两极的放电顺序 ①阳极 活性电极：金属做阳极(Pt、Au除外)，金属本身被电解； 惰性电极(Pt、Au、石墨等)：还原性强的离子先放电，放电顺序为S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子。 ②阴极(放电顺序与电极材料无关) 氧化性强的离子先放电，放电顺序为Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Fe2＋>Zn2＋>…… (1)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。 (2)最常用的放电顺序为阳极：Cl－>OH－；阴极：Ag＋>Cu2＋>H＋。 (3)电解水溶液时，K＋、Ca2＋、Na＋、Mg2＋、Al3＋不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到金属K、Ca、Na、Mg、Al。　 (3)写出两极电极反应式 ①阳极：活性电极失去电子生成相应的金属阳离子；溶液中的阴离子失去电子生成相应的单质或高价态化合物。 ②阴极：溶液中的阳离子得到电子生成相应的单质或低价态化合物。 (4)写出电解总反应式 在两极转移电子数目相同的前提下，两极的电极反应式相加即可得总反应式。 活泼阳极失电子后得到的离子可能会与电解质溶液中的离子继续发生复杂的反应，因此最终的氧化产物一般需要根据题目中的信息确定。例如，铁做阳极时，其氧化产物可能是Fe2＋、Fe(OH)2或FeO等。　 四、分析电解过程的思维模型 五、用惰性电极电解电解质溶液的规律 类型 实例 电极反应式 和总反应式 溶液pH 变化 溶液复 原方法 电解水型 含氧酸 H2SO4 阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑或2H2O－4e－===4H＋＋O2↑ 阴极：4H＋＋4e－===2H2↑或4H2O＋4e－===4OH－＋2H2↑ 总反应：2H2O2H2↑＋O2↑ 减小 加水 强碱 NaOH 增大 活泼金 属的含 氧酸盐 KNO3 不变 电解电解质型 无氧酸(氢氟酸除外) HCl 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2H＋＋2e－===H2↑ 总反应：2HClH2↑＋Cl2↑ 增大 通入 HCl 气体 不活泼金属的无氧酸盐 CuCl2 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu 总反应：CuCl2Cu＋Cl2↑ － 加 CuCl2 固体 放氢生碱型 活泼金属的无氧酸盐 NaCl 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2H＋＋2e－===H2↑ 总反应：2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH 增大 通入 HCl 气体 放氧生酸型 不活泼金属的含氧酸盐 AgNO3 阳极：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑ 阴极：4Ag＋＋4e－===4Ag 总反应：4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3 减小 加入 Ag2O 固体 电解质溶液的复原 若要使电解后的溶液恢复到原状态，应遵循“出什么加什么”(即一般加入阴极产物与阳极产物形成的化合物)的原则。如用惰性电极电解盐酸(足量)一段时间后，若要使溶液复原，应通入HCl气体而不能加入盐酸。　 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程。(　　) (2)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现。(　　) (3)电解池中，电子从电源的负极流向电解池的阳极。(　　) (4)电解稀