专题6 第32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)江苏专用

第32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＋。 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)√ 1．如图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。下列说法中正确的是(　　) ①X是正极，Y是负极 ②若用右侧装置在钥匙上镀铜，则将钥匙放在a处 ③CuSO4溶液的酸性先增强，再不变 ④精炼粗铜时，则将粗铜放在a处 A．①③　 B．②③　 C．①④ D．②④ C　[a、b都是惰性电极，通电一段时间后，含酚酞的食盐水，b极附近溶液呈红色，则b极有OH－生成，作为阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，与电池的负极相连，所以Y为电池的负极；a为阳极，电极反应式为 2Cl－－2e－===Cl2↑，与电源正极相连，所以电池X为正极。①综上所述，X为正极；Y为负极，故①正确；②Y为电池的负极，与之相连的一极b极为阴极，a为阳极，若用右侧装置在钥匙上镀铜，则将钥匙放在b处，故②错误；③如图，电解硫酸铜溶液，Cu作阴极，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu；Pt电极为阳极，电极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，在溶液中Cu2＋没有消耗完之前，溶液中c(H＋)增大，酸性增强，当溶液中Cu2＋反应完之后，为电解水的装置，c(H＋)增大，酸性增强，故③错误；④精炼粗铜时，粗铜作为电解池的阳极，则将粗铜放在a处，故④正确。] 2．某种电催化法以CoP、Ni2P为催化电极合成腈类化合物(RCN)和偶氮化合物(R—N===N—R)，装置示意图如图所示。下列说法错误的是(　　) A．左侧电极的电势比右侧的高，且发生氧化反应 B．阴极发生反应：2＋8e－＋4H2O===＋ 8OH－ C．OH－从右侧经过阴离子交换膜向左侧移动 D．每当合成得到1 mol RCN，同时合成1 mol R—N===N—R　 D　[A.右侧电极硝基苯发生还原反