精品解析：第25讲电解池与金属的电化学腐蚀

第25讲 电解池与金属的电化学腐蚀 1、了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。 2、了解常见化学电源的种类及其工作原理。 3、了解离子交换膜的类型和隔膜在实际生产中的应用。 考点一、电解池的工作原理 1.定义：将电能转变成化学能的装置。 2. 形成条件：两电极接直流电源；两电极(一般为惰性电极)同时插入同一电解质溶液；用导线相互连接组成闭合回路。 3.电极判断： 4. 电极反应：阳极上发生失电子的氧化反应，阴极上发生得电子的还原反应。电子的流向从电源的负极到电解池的阴极，再从电解池的阳极到电源的正极。 (1)阳极：若为惰性电极，则电极本身不反应，溶液中的阴离子失去电子，发生氧化反应。阴离子放电顺序(还原性强弱顺序)：S2->I->Br->Cl->OH->NO>SO>F-；若为活性电极：则电极本身失去电子，发生氧化反应。 阴极： (2)电极本身不反应，溶液中阳离子在阴极上获得电子，发生还原反应。放电顺序：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。 电解质溶液 阳极反应式 阴极反应式 总反应方程式 溶液酸碱性变化 CuCl2 2Cl--2e-=Cl2↑ Cu2++2e-=Cu CuCl2Cu+Cl2↑ HCl 2Cl--2e-=Cl2↑ 2H++2e-=H2↑ 2HClH2↑+Cl2↑ 酸性减弱 Na2SO4 4OH--4e-=2H2O+O2↑ 2H++2e-=H2↑ 2H2O2H2↑+O2↑ 不变 H2SO4 4OH--4e-=2H2O+O2↑ 2H++2e-=H2↑ 2H2O2H2↑+O2↑ 消耗水，酸性增强 NaOH 4OH--4e-=2H2O+O2↑ 2H++2e-=H2↑ 2H2O2H2↑+O2↑ 消耗水，碱性增强 NaCl 2Cl--2e-=Cl2↑ 2H++2e-=H2↑ 2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH H+放电，碱性增强 CuSO4 4OH--4e-=2H2O+O2↑ Cu2++2e-=Cu CuSO4+2H2O2Cu2++Cl2↑+H2SO4 OH-放电，酸性增强 5. 电解规律： 类型 实例 电解物质 溶液的浓度 pH 溶液复原 电解水 阴极：2H++2e-=H2↑ NaOH 水 增大 增大 水 阳极：4OH--4e-=2H2O+O2↑ H2SO4 水 增大 减小 水 Na2SO4 水 增大 不变 水 电解电解质 电解质电离出的阴阳离子分别在两极放电 HCl 电解质 减小 增大 HCl CuCl2 电解质 减小 CuCl2 放H2生碱型 阳极：电解质阴离子放电 NaCl 电解质和水 生成新电解质 增大 HCl 阴极：放出氢气生成碱 放O2生酸型 阳极：OH-放电生成酸 CuSO4 电解质和水 生成新电解质 减小 CuO 阴极：电解质阳离子放电 1. 用电解法精炼粗铜时，粗铜作阴极。(_______) 2. 电解稀硫酸制H2、O2时，可用不活泼的铜做阳极。(______) 3. 可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀。(_______) 4. 电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极。(_______) 5. 钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀。(_______) 6. 氯碱工业中，烧碱在阳极区生成。(_______) [易错警示] 电极反应式和电解方程式的书写要点 (1)做到“三看”，正确书写电极反应式 ①一看电极材料，若是金属(Au、Pt除外)作阳极，金属一定被电解(注：Fe生成Fe2+)。 ②二看电解质，电解质是否参与电极反应。 ③三看电解质状态，是熔融状态，还是水溶液。 (2)规避“两个”失分点 ①书写电解池中电极反应式时，一般以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成分子式，且注明“电解”条件。 ②电解水溶液时，应注意放电顺序中H+、OH-之后的离子一般不参与放电。 考点二、电解规律的应用 1.电解饱和食盐水制取烧碱：离子交换膜电解槽主要由阳极(用金属钛网制成，涂有钛、钌等氧化物涂层)、阴极(由碳钢网制成，上面涂有镍涂层)、离子交换膜、电解槽框、导电铜棒等组成。离子交换膜只允许阳离子通过，而阻止阴极离子和气体通过。 (1)原理： ①阳极(用石墨)：2Cl― -2e-=Cl2 ↑ ②阴极(用Fe)：2 H+ + 2e-= H2 ↑ ③总反应：2NaCl + 2 H2O2N