专题六 考点三 电解原理及金属的防护（Word教参）-【优化指导】2024年高考化学二轮复习高中总复习·第2轮（新教材 单选版）

考点三　电解原理及金属的防护 [对应学生用书P90] 要点一　电解原理及其应用 (1)了解电解池的工作原理，认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。 (2)能分析、解释电解池的工作原理，能设计简单的电解池。 1.基于电解CuCl2溶液模型，理解电解池的工作原理 2．判断电解池的阴极和阳极的方法 3．判断电解池的电极反应与电极产物的方法 (1)阳极产物的判断首先看电极，若为活性电极作阳极，则电极材料失电子，电极本身溶解；若为惰性电极，则需看溶液中阴离子的失电子能力，阴离子放电顺序为S2-、I－、Br－、Cl－、OH－(水)。 (2)阴极产物直接根据阳离子的放电顺序进行判断：Ag＋、Hg2+、Fe3+、Cu2+、H＋(酸)、Pb2+、Fe2+、Zn2+、H＋(水)。 [微点拨]①铁作为阳极时，发生氧化反应生成Fe2+而溶解，不是Fe3+；②电解时，溶液中Fe3+发生还原反应，一般生成Fe2+。 要点二　金属的电化学腐蚀与防护 (1)了解金属发生电化学腐蚀的本质，知道金属腐蚀的危害，了解防止金属腐蚀的措施。 (2)能利用电化学原理解释金属腐蚀现象，选择并设计防腐措施。 1.了解钢铁的两种电化学防护方法 方法 牺牲阳极法 原理图示 原理分析 利用原电池原理，被保护金属作正极，受到保护 方法 外加电流法 原理图示 原理分析 利用电解原理，将被保护金属与电源的负极相连，作电解池的阴极，受到保护 2.基于电解质溶液的酸碱性推测电化学腐蚀的类型 [对应学生用书P91] 命题点1　电解原理及其应用 [典例1] (2023·浙江1月选考卷)在熔融盐体系中，通过电解TiO2和SiO2获得电池材料(TiSi)，电解装置如图，下列说法正确的是(　　) A．石墨电极为阴极，发生氧化反应 B．电极A的电极反应：8H＋＋TiO2＋SiO2＋8e－===TiSi＋4H2O C．该体系中，石墨优先于Cl－参与反应 D．电解时，阳离子向石墨电极移动 [思路分析]该电化学装置定位：电解池。两个电极的反应分析如下： 电极 物质变化及类型 电极反应式 电极A(阴极) TiO2＋SiO2―→TiSi，发生还原反应 TiO2＋SiO2＋8e－===TiSi＋4O2- 石墨电极(阳极) C＋O2-―→CO，发生氧化反应 C＋O2-－2e－===CO C　解析：由图可知，电极A上获得TiSi，则TiO2和SiO2发生还原反应，电极A是阴极，石墨电极是阳极，A错误；该熔融盐体系中不含水，电极A的电极反应为TiO2＋SiO2＋8e－===TiSi＋4O2-，B错误；图中石墨电极上生成CO，未生成Cl2，说明石墨优先于Cl－参与电极反应，C正确；电解池中，阳离子向阴极移动，电极A是阴极，则阳离子向电极A移动，D错误。 [典例2] (2023·全国甲卷)用可再生能源电还原CO2时，采用高浓度的K＋抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率，装置如下图所示。下列说法正确的是(　　) A．析氢反应发生在IrOx­Ti电极上 B．Cl－从Cu电极迁移到IrOx­Ti电极 C．阴极发生的反应有：2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O D．每转移1 mol电子，阳极生成11.2 L气体(标准状况) C　解析：根据电还原CO2可知IrOx­Ti电极为电解池阳极，Cu电极为电解池阴极。析氢反应发生在阴极(Cu电极)上，A错误；质子交换膜只允许H＋在两极区迁移，B错误；2O2CH4，结合H2SO4溶液和电荷守恒可知阴极反应有2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O，C正确；阳极反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，每转移1 mol电子，生成标准状况下5.6 L O2，D错误。 [衍生1] (2023·四川绵阳一模)化学工作者提出采用电解法除去工业污水中的NaCN，其原理如图所示，通电前先向污水中加入适量食盐并调整其pH维持碱性(CN－不参与电极反应)。下列说法正确的是(　　) A．b为电源的负极 B．隔膜 Ⅰ 为阴离子交换膜 C．X为H2，电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ D．当生成2.24 L N2时，电路中通过1 mol电子 C　解析：右侧Cl－失电子得到ClO－，ClO－再将CN－氧化为氮气，则右侧电极为阳极，b为电源的正极，A错误；b为电源的正极，则a为电源的负极，左侧电极为阴极，发生2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阴离子浓度增加，污水中的Na＋会通过隔膜 Ⅰ 进入左侧，形成NaOH，则隔膜 Ⅰ 为阳离子交换膜，B错误；由上述分析可知左侧电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，则X为H2，C正确；生成的2.24 L N2未标明是否处于标准状况，无法确定