第4部分 第6章 第34讲 电解池 金属的腐蚀与防护(基础课)(教参)-【名师导航】2024年高考化学一轮总复习(新教材新高考)

第34讲　电解池　金属的腐蚀与防护(基础课) 　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。　3.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。 　电解原理及其规律 1．电解 使电流通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阴极、阳极引起氧化还原反应的过程。 2．电解池及其工作原理 (1)电解池：将电能直接转化为化学能的装置。 (2)电解池的组成和工作原理(惰性电极电解CuCl2溶液) 总反应的离子方程式：2Cl－＋Cu2＋Cl2↑＋Cu。 (3)放电顺序(一般情况下) ①阴极：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋。 ②阳极：活性电极>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子>F－。 　①活性电极指的是除去Au、Pt以外的金属电极，惰性电极指的是Pt、Au、C电极，不参与电极反应。 ②阴极材料若为金属电极，一般是为增强导电性，但不参与反应。 3．以惰性电极电解水溶液的有关规律 (1)电解水型——含氧酸、强碱、活泼金属含氧酸盐 ①阴极反应式为4H＋＋4e－===2H2↑，阳极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑， 总方程式为2H2O2H2↑＋O2↑。 ②电解质浓度变大，pH可能变大、变小或不变，可加H2O复原。 (2)电解电解质型——无氧酸(如HCl)，不活泼金属无氧酸盐(如CuCl2)，电解质浓度变小，加电解质本身复原。 (3)放H2生碱型——活泼金属的无氧酸盐(如NaCl) ①阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阳极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，总方程式为2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－。 ②溶液pH变大，加HCl复原。 (4)放O2生酸型——不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4) ①阴极反应式为2Cu2＋＋4e－===2Cu，阳极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，总方程式为2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋。 ②溶液pH变小，加CuO(金属氧化物)或CuCO3复原。 　水电离出的H＋或OH－放电，一般电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－或2H2O－4e－===O2↑＋4H＋。 1．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)电解池中的电子流向：电源负极→阴极→电解质溶液→阳极→电源正极。(　　) (4)用Cu作电极电解CuSO4溶液的阳极反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋。(　　) (5)用惰性电极电解NaCl和NaBr的混合液，阳极上的放电顺序为Br－、Cl－、OH－。(　　) [答案]　(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√ 2．按要求书写电极反应式和总反应方程式： (1)用惰性电极电解MgCl2溶液 阳极反应式：_______________________； 阴极反应式：_______________________； 总反应离子方程式：_________________。 (2)用惰性电极电解AgNO3溶液 阴极反应式：____________________________ 阳极反应式：____________________________ 总反应离子方程式：______________________。 (3)某水溶液中含有等物质的量浓度的Cu(NO3)2和NaCl，以惰性电极对该溶液进行电解，分阶段写出电解反应的离子方程式： ___________________________________________________________、 ___________________________________________________________、 ___________________________________________________________。 [答案]　(1)2Cl－－2e－===Cl2↑　2H2O＋2e－＋Mg2＋===H2↑＋2Mg(OH)2　2Cl－＋2H2O＋Mg2＋Cl2↑＋H2↑＋Mg(OH)2　(2)2Ag＋＋2e－===2Ag　H2O－2e－===O2↑＋2H＋　4Ag＋＋2H2O4Ag＋4H＋＋O2↑　(3)Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑　2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋　2H2O2H2↑＋O2↑ 1．用如图所示装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则下表中各项所列对应关系均正确的一项是(　　) 选