知识清单20 电解池 金属的腐蚀与防护-【口袋书】2024年高考化学一轮复习知识清单

知识清单20 电解池 金属的腐蚀与防护 知识点01 电解池 知识点02 金属的腐蚀与防护 知识点03 特殊形式的电化学装置 知识点01 电解池 一、电解的原理 1．电解和电解池 （1）电解：在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。 （2）电解池：电能转化为化学能的装置。 （3）电解池的构成 ①有与直流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。 2．电解池的工作原理 （1）电极反应 ①阳极：连原电池的正极，发生氧化反应 ②阴极：连原电池的负极，发生还原反应 （2）三个“流向” ①电子流向：阳极阴极 ②电流流向：阴极阳极阴极 ③离子流向：阳离子→阴极；阴离子→阳极 （3）电势高低 ①原电池：正极＞负极 ②电解池：阴极＞阳极 3．电极按性质分类 （1）惰性电极：由Pt（铂）、Au（金）、C（石墨）组成的电极 （2）活泼电极：除了Pt、Au以外的其他金属电极 4．阴阳两极上放电顺序 （1）阴极（与电极材料无关）：氧化性强的微粒先放电，放电顺序： （2）阳极（与电极材料有关）： ①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。 ②若是惰性电极作阳极，放电顺序为： （3）三注意 ①阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液（或熔融电解质）中的阳离子放电。 ②最常用、最重要的放电顺序为阳极：Cl－＞OH－；阴极：Ag+＞Cu2+＞H+。 ③电解水溶液时，K+～Al3+不可能在阴极放电。 5．重要的电化学反应式（水的化学计量数为2） （1）铅蓄电池充放电反应：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O （2）吸氧腐蚀的正极反应 ①弱酸性、中性或碱性：2H2O+O2+4e－4OH－ ②酸性：4H++O2+4e－2H2O ③CO2：O2+4e－+2CO22CO32－ （3）阳极OH－的放电反应 ①碱溶液中OH－的放电反应：4OH－－4e－2H2O+O2↑ ②水中的OH－的放电反应：2H2O－4e－O2↑+4H+ （3）阴极H+的放电反应 ①酸溶液中H+的放电反应：2H++2e－H2↑ ②水中的H+的放电反应：2H2O+2e－H2↑+2OH－ （4）惰性电极电解溶液 ①NaCl：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑ ②CuSO4：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4 ③AgNO3：4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3 ④Cu（NO3）2：2Cu（NO3）2+2H2O2Cu+O2↑+4HNO3 6．其他 （1）电解质溶液的选择 ①碱金属电极：不选择水溶液及醇类，一般选择有机电解质或固体电解质 ②盐桥式原电池：负极材料和与其反应的电解质在不同的容器中 （2）电极pH变化 ①看该电极反应是消耗还是产生H+或OH－ ②若H+或OH－无变化，看该电极是消耗还是产生水 （3）溶液pH变化 ①看总反应是消耗还是产生H+或OH－ ②若H+或OH－无变化，看总反应是消耗还是产生水 （4）指示剂颜色变化和电极极性的关系 指示剂 颜色变化 放电微粒 电极极性 酚酞 变红 H+ 阳极或正极 石蕊 变红 OH－ 阳极 淀粉 变蓝 I－ 阳极 二、用惰性电极电解溶液 1．电解水型 （1）放电微粒：H+离子和OH－离子同时放电 （2）放电产物：同时有H2和O2产生 （3）溶液的变化 电解液 浓度变化 pH变化 溶液的复原 H2SO4 变大 变小 加H2O NaOH 变大或不变 变大或不变 加H2O KNO3 变大或不变 不变 加H2O 2．电解电解质型 （1）放电微粒：电解质中阴阳离子同时放电 （2）溶液的变化 电解液 浓度变化 pH变化 溶液的复原 HCl 变小 变大 通HCl气体 CuCl2 变小 理论变大，实际变小 加CuCl2固体 3．放氢生碱型 （1）放电微粒：水中的H+离子和电解质中的阴离子同时放电 （2）阴极产物：H2和OH－（2H2O+2e－H2↑+2OH－） （3）溶液的变化 电解液 浓度变化 pH变化 溶液的复原 NaCl 变小 变大 通HCl气体 Na2S 变小 变大 通H2S气体 4．放氧生酸型 （1）放电微粒：水中的OH－离子和电解质中的阳离子同时放电 （2）阳极产物：O2和H+（2H2O－4e－O2↑+4H+） （3）溶液的变化 电解液 浓度变化 pH变化 溶液的复原 CuSO4 变小 变小 加CuO或CuCO3固体 AgNO3 变小 变小 加Ag2O或Ag2CO3固体 【特别提醒】 （1）在“电解水型”中，若电解某物质的饱和溶液，则电解过程中会析出晶体，其浓度和pH均不变。