专题11 电解原理及应用 -【提分突破】备战2023年高考化学核心考点归纳与最新模拟测试 (全国通用）

专题11 电解原理及应用 【核心考点梳理】 考点一、电解池的工作原理 1、电解池的工作原理 2．电极上离子放电顺序 (1)阴极：与电极材料无关。氧化性强的先放电，放电顺序： (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，放电顺序： [微点拨]　①放电指的是电极上的得、失电子。 ②活性电极指的是除去Au、Pt以外的金属，惰性电极指的是Pt、Au、C电极，不参与电极反应。 ③阴极材料若为金属电极，一般是增强导电性但不参与反应。 3．惰性电极电解电解质溶液的四种类型 考点二、 电解原理的应用 1、电解饱和食盐水（氯碱工业） 阳极反应式：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应) 阴极反应式：2H＋＋2e－===H2↑(还原反应) 总反应方程式：2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 2、电解精炼铜 (1)电极材料：阳极为粗铜；阴极为纯铜。 (2)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)阳极泥的形成：在电解过程中，活动性位于铜之后的银、金等杂质，难以在阳极失去电子变成阳离子而溶解，它们以金属单质的形式沉积在电解槽底部，形成阳极泥。 3、电镀 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。 (2)电解质溶液是AgNO3溶液等含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。 (4)特点：阳极溶解，阴极沉积，电镀液的浓度不变。 考点三、金属的腐蚀与防护 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 两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍 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 水膜酸性较强(pH≤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－===H2↑ O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 总反应式 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2 联系 吸氧腐蚀更普遍 3、金属的防护 (1)电化学防护。 ①牺牲阳极的阴极保护法—原电池原理 a．负极：比被保护金属活泼的金属； b．正极：被保护的金属设备。 ②外加电流的阴极保护法—电解原理 a．阴极：被保护的金属设备； b．阳极：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。 考点四、离子交换膜在电化学装置中的应用 1、常见的离子交换膜 种类 允许通过的离子及移动方向 说明 阳离子交换膜 阳离子→移向电解池的阴极或原电池的正极 阴离子和气体不能通过 阴离子交换膜 阴离子→移向电解池的阳极或原电池的负极 阳离子和气体不能通过 质子交 换膜 质子→移向电解池的阴极或原电池的正极 只允许H＋通过 2． 离子交换膜的功能 (1)选择性透过离子，平衡电荷，形成闭合回路 (2)隔离某些分子和离子，防止副反应——氯碱工业 (3)应用于制备物质、分离物质等 【解题模型】 三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如下图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na＋和SO可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。判断ab、cd是什么交换膜；判断离子的迁移方向；书写电极反应式；判断电极产物。 ①弄清是原电池还是电解池，电极有外接电源→电解池；n→阳极，m→阴极 ②根据电极判断离子的移动方向和交换膜的种类 Na＋→通过ab→阴极⇒ab是阳离子交换膜 SO→通过cd→阳极⇒cd是阴离子交换膜 ③根据放电顺序写出电极反应式 阴极，阳离子竞争放电，放电顺序：H＋>Na＋，阴极的电极反应式为 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－； 阳极，阴离子竞争放电，放电顺序：OH－>SO，阳极的电极反应式为 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋。 ④根据电极反应式和离子移动方向确定电极反应物 阴极H＋放电生成H2，剩余OH－与迁移过来的Na＋生成NaOH； 阳极OH－放电生成O2，剩余H＋与迁移过来的SO生成H2SO4。 【真题回顾练】 1．（2022·广东卷）以熔融盐为电解液，以含