第十单元 第2讲 电解原理 金属的腐蚀与防护-【金版教程】2024高考化学一轮复习创新方案word（全国统考版）

高考总复习·化学［全国统考版］ 第2讲　电解原理　金属的腐蚀与防护 复习目标 1．理解电解池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应式和总反应方程式。2.了解电解原理在氯碱工业、精炼铜、电镀、电冶金等方面的应用；认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。3.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 1．电解 (1)定义：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。在此过程中，电能转化为化学能。 (2)特点：①电解是不可逆的；②电解质导电一定发生化学变化。 2．电解池的构成及工作原理 (1)概念：电解池是把电能直接转化为化学能的装置。 (2)电解池的构成条件 ①有外接电源；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。 (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)电解池中电子和离子的移动方向 ①电子：从电源负极流出后，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．惰性电极电解电解质溶液的四种类型 放H2生碱型 (以NaCl为例) 阳极反应式：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极反应式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 电解电解质型 (以HCl为例) 阳极反应式：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极反应式：2H＋＋2e－===H2↑ 电解水型 (以H2SO4为例) 阳极反应式：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 阴极反应式：2H＋＋2e－===H2↑ 放O2生酸型 (以CuSO4为例) 阳极反应式：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 阴极反应式：Cu2＋＋2e－===Cu 总离子方程式：2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋ 　请指出下列各说法的错因 (1)电解CuCl2溶液，阴极逸出的气体能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。 错因：阴极上Cu2＋得电子生成铜单质。 (2)电解盐酸、硫酸溶液，H＋放电，溶液的pH逐渐增大。 错因：电解H2SO4溶液时，实际是电解H2O的过程，故溶液中c(H＋)增大，pH减小。 (3)电解时，电解液中阳离子移向阳极，发生还原反应。 错因：电解时，阳离子移向阴极。 (4)电解池中，电子从电源的负极流向电解池的阳极。 错因：电解池中，电子从电源的负极流向电解池的阴极。 (5)电解稀硫酸制H2、O2时，可用不活泼的铜作阳极。 错因：Cu作阳极时，阳极反应式为Cu－2e－===Cu2＋。 (6)用惰性电极电解MgCl2溶液的离子方程式为2Cl－＋2H2OCl2↑＋2OH－＋H2↑。 错因：应为Mg2＋＋2Cl－＋2H2OMg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑。 1．电解池工作原理 2．电解产物的判断及有关反应式的书写 (1)首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活性电极。 (2)再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组(勿忘水溶液中的H＋和OH－)。 (3)排出阴、阳两极的放电顺序 (4)写出电极反应式，要注意遵循原子守恒、电荷守恒和电子转移守恒。 (5)写出电解总反应式 在两极转移电子数目相同的前提下，两极反应式相加即可得总反应的化学方程式或离子方程式，注意弱电解质要写化学式。 3．电解后电解质溶液的复原 使电解后的溶液恢复原状的方法：先让析出的产物(气体或沉淀)恰好完全反应，再将其化合物投入电解后的溶液中即可。如： ①NaCl溶液：通HCl气体(不能加盐酸)； ②AgNO3溶液：加Ag2O固体； ③CuCl2溶液：加CuCl2固体； ④KNO3溶液：加H2O； ⑤CuSO4溶液：加CuO或CuCO3[不能加Cu2O、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3]。 角度一　电解池的构成及工作原理 1.如图装置中X和Y均为石墨电极，电解液为滴有酚酞的某浓度NaCl溶液，电解一段时间后，X极附近溶液先变红。下列有关说法中正确的是(　　) A．X极连接电源正极 B．X极上产生的气体有刺激性气味 C．Y极上发生氧化反应 D．电子从X极经过溶液流向Y极 答案　C 2.用如图所示装置(熔融CaF2­CaO作电解质)获得金属钙，并用钙还原TiO2制备金属钛。下列说法正确的是(　　) A．电解过程中，Ca2＋向阳极移动 B．阳极的电极反应式为C＋2O2－－4e－===CO2↑ C．在制备金属钛前后，整套装置中CaO的总量减少 D．若用铅蓄电池作该装置的供电电源，“＋”接线柱是Pb电极 答案　B 解析　由题图可知，石墨与外加电源的正极相连，则石墨为阳极，钛网电极作阴极，电解过程中，电解液中Ca2＋向阴极移动，A错误；阴极