第六章 第20讲 电解池 金属的腐蚀与防护-【导与练】2024高考化学一轮复习高中总复习第1轮教师用书word（旧教材，通用版）

第20讲　电解池　金属的腐蚀与防护 1.了解化学反应中能量转化的原因及常见的能量转化形式。 2.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式。 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。 电解原理　　　　　　　　　 1.电解和电解池 电 解 使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程 电 解 池 概念 将电能转化为化学能的装置 构成 (1)外接电源;(2)两个电极;(3)电解质溶液或熔融电解质;(4)形成闭合回路 2.电解池的工作原理 以惰性电极电解CuCl2溶液为例分析: (1)电极名称及电极反应。 (2)电解过程的三个流向。 ①电子流向:电源负极→电解池的阴极,电解池的阳极→电源的正极。 ②离子流向:阳离子→电解池的阴极,阴离子→电解池的阳极。 ③电流方向:电源正极→电解池的阳极→电解质溶液→电解池的阴极→电源负极。 3.阴、阳两极产物的判断 (1)阳极产物的判断。 ①活性电极(除Au、Pt以外的金属材料作电极),电极材料失电子,生成金属阳离子。 ②惰性电极(Pt、Au、石墨),要依据阴离子的放电顺序加以判断。 阴离子的放电顺序:S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子。 S2-、I-、Br-、Cl-放电,产物分别是S、I2、Br2、Cl2;若OH-放电,则得到H2O和O2。 (2)阴极产物的判断。 直接根据阳离子放电顺序进行判断。 阳离子放电顺序:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Pb2+>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+。 ①若金属阳离子(Fe3+除外)放电,则得到相应金属单质;若H+放电,则得到H2。 ②放电顺序本质遵循氧化还原反应的优先规律,即得(失)电子能力强的离子先放电。 最常用的放电顺序 阳极:活泼金属(一般指除Pt、Au以外的金属)>Cl->OH-; 阴极:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+。 但如果离子浓度相差较大,离子浓度大的也可以优先放电,如理论上H+的放电能力大于Zn2+,若溶液中c(Zn2+)≫c(H+),则先在阴极上放电的是Zn2+,如在铁上镀锌时,放电顺序:Zn2+>H+。 4.电解后电解质溶液的复原 需加适量的某物质,该物质可以是阴极与阳极产物的化合物。例如用惰性电极电解CuSO4溶液,要恢复原溶液的浓度,可向电解后的溶液中加入CuO,也可以加入CuCO3,但不能加入Cu(OH)2,因为Cu(OH)2与生成的H2SO4反应后使水增加。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 (1)NaCl溶液:通HCl气体(不能加盐酸)。 (2)AgNO3溶液:加Ag2O固体(不能加AgOH)。 (3)CuCl2溶液:加CuCl2固体。 (4)KNO3溶液:加H2O。 (5)CuSO4溶液:加CuO或CuCO3[不能加Cu2O、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3]。 [理解辨析] 判断下列说法是否正确(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)电解池的阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应。(　√　) (2)直流电源与电解池连接后,电子从电源负极流向电解池阳极。(　×　) 提示:直流电源与电解池连接后,电子从电源负极流向电解池阴极。 (3)电解稀硫酸制H2、O2时,铜作阳极。(　×　) 提示:电解稀硫酸制H2、O2时,用惰性电极作阳极,如果用铜作电极,铜参与反应失电子。 (4)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色。(　×　) 提示:Cl2在阳极生成。 　电解的原理与规律 1.加“碘”食盐较多使用的碘酸钾(KIO3),在工业上可用电解法制取。以石墨和不锈钢为电极,以KI溶液为电解液,在一定条件下电解,反应的化学方程式为KI+3H2OKIO3+3H2↑。下列有关说法正确的是(　B　) A.电解时,石墨作阴极 B.电解时,阴极反应式为2H2O+2e-H2↑+2OH- C.溶液调节至强酸性,有利于生产碘酸钾 D.电解时电解液中的K+向阳极移动 解析:根据电池反应的化学方程式知,阳极上I-放电生成I,则阳极应该为惰性电极石墨,阴极为不锈钢,A错误;电解时,阴极上H+放电生成H2,阳极上I-放电生成I,故阳极的电极反应式为I--6e-+3H2OI+6H+,阴极的电极反应式为2H2O+2e-H2↑+2OH-,B正确;KI和KIO3在酸性溶液中发生氧化还原反应,不利于生产碘酸钾,C错误;电解时电解液中的K+向阴极移动,D错误。 2.某研究小组在探究电化学原理时,将盐桥换成n形弯铁丝,如图,当接通直流电源后,石墨①附近溶液变红。下列判断或预测错误的是(　C　) A.A为电源的负极 B.铁丝左端③附近出现灰绿色沉淀 C