精修版高考化學專題精講：電解池、金屬的電化學腐蝕與防護【含例題】

1、精品文檔高考化學第3講電解池金屬的電化學腐蝕與防護考綱要求1.理解電解池的工作原理，能寫出電極反應和電池反應方程式。2.理解金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因、了解金屬腐蝕的危害和防止金屬腐蝕的措施。考點一電解的原理1.電解定義在電流作用下，電解質(zhì)在兩個電極上分別發(fā)生氧化反應和還原反應的過程。2.能量轉(zhuǎn)化形式電能轉(zhuǎn)化為化學能。3.電解池(1)構(gòu)成條件有與電源相連的兩個電極。電解質(zhì)溶液(或熔融鹽)。形成閉合回路。(2)電極名稱及電極反應式(如圖)(3)電子和離子的移動方向特別提醒電解時，在外電路中有電子通過，而在溶液中是依靠離子定向移動形成電流，即電子本身不會通過電解質(zhì)溶液。4.分析電解過程的思維程序(1

2、)首先判斷陰、陽極，分析陽極材料是惰性電極還是活潑電極。(2)再分析電解質(zhì)水溶液的組成，找全離子并分陰、陽兩組(不要忘記水溶液中的h和oh)。(3)然后排出陰、陽兩極的放電順序陰極：陽離子放電順序：agfe3cu2h(酸)fe2zn2h(水)al3mg2naca2k。 陽極：活潑電極s2ibrcloh含氧酸根離子。注意陰極不管是什么材料，電極本身都不反應，一定是溶液(或熔融電解質(zhì))中的陽離子放電。最常用、最重要的放電順序是：陽極：cloh；陰極：agcu2h。電解水溶液時，kal3不可能在陰極放電，即不可能用電解水溶液的方法得到k、ca、na、mg、al等金屬。(4)分析電極反應，判斷電極產(chǎn)物

3、，寫出電極反應式，要注意遵循原子守恒和電荷守恒。(5)最后寫出電解反應的總化學方程式或離子方程式。深度思考1.用分析電解過程的思維程序分析電解下列物質(zhì)的過程，并總結(jié)電解規(guī)律(用惰性電極電解)電解質(zhì)(水溶液)電極方程式被電解的物質(zhì)總化學方程式或離子方程式電解質(zhì)濃度溶液ph電解質(zhì)溶液復原含氧酸(如h2so4)陽極：4oh4e=o22h2o陰極：4h4e=2h2水2h2oo22h2增大減小加h2o強堿(如naoh)陽極：4oh4e=o22h2o陰極：4h4e=2h2水2h2oo22h2增大增大加h2o活潑金屬的含氧酸鹽(如kno3、na2so4)陽極：4oh4e=o22h2o陰極：4h4e=2h2水

4、2h2oo22h2增大不變加h2o無氧酸(如hcl)，除hf外陽極：2cl2e=cl2陰極：2h2e=h2酸2hclcl2h2減小增大通入hcl氣體不活潑金屬的無氧酸鹽(如cucl2)，除氟化物外陽極：2cl2e=cl2陰極：cu22e=cu鹽cucl2cucl2減小加cucl2活潑金屬的無氧酸鹽(如nacl)陽極：2cl2e=cl2陰極：2h2e=h2水和鹽2cl2h2ocl2h22oh生成新電解質(zhì)增大通入hcl氣體不活潑金屬的含氧酸鹽(如cuso4)陽極：4oh4e=o22h2o陰極：2cu24e=2cu水和鹽2cu22h2o2cuo24h生成新電解質(zhì)減小加cuo或cuco32.電解過程中

5、放h2生堿型和放o2生酸型的實質(zhì)是什么？在放h2生堿型的電解中，若滴入酚酞試液，哪一極附近溶液變紅？答案放h2生堿型實質(zhì)是水電離出h在陰極上放電，破壞了陰極附近水的電離平衡，使oh濃度增大，若滴入酚酞試液，陰極附近溶液變紅；放o2生酸型的實質(zhì)是水電離出oh在陽極上放電，破壞了陽極附近水的電離平衡，使h濃度增大。3.(1)上表中要使電解后的nacl溶液復原，滴加鹽酸可以嗎？(2)上表中要使電解后的cuso4溶液復原，加入cu(oh)2固體可以嗎？答案電解質(zhì)溶液的復原應遵循“從溶液中析出什么補什么”的原則，即從溶液中析出哪種元素的原子，則應按比例補入哪些原子。(1)電解nacl溶液時析出的是等物質(zhì)

6、的量的cl2和h2，所以應通入氯化氫氣體，加入鹽酸會引入過多的水。(2)若通電一段時間，cuso4未電解完(即cu2未全部放電)，使溶液復原應加入cuo，而加入cu(oh)2會使溶液的濃度降低。若cu2全部放電，又繼續(xù)通電一段時間(此時電解水)，要使溶液復原應加入cu(oh)2或cu2(oh)2co3，若只加入cuo，此時濃度偏高。4.若用惰性電極電解飽和的na2so4溶液，此時溶液的濃度和ph怎樣發(fā)生變化？為什么？答案溶液濃度和ph均不發(fā)生變化，因為用惰性電極電解飽和na2so4溶液，實質(zhì)是電解水，會析出na2so410h2o晶體，剩余溶液仍為該溫度下的飽和溶液，所以濃度和ph值均不變。題組

7、一電解原理和電解規(guī)律的考查1.右圖為直流電源電解稀na2so4水溶液的裝置。通電后在石墨電極a和b附近分別滴加幾滴石蕊溶液。下列實驗現(xiàn)象描述正確的是()a.逸出氣體的體積，a電極的小于b電極的b.一電極逸出無味氣體，另一電極逸出刺激性氣體c.a電極附近呈紅色，b電極附近呈藍色d.a電極附近呈藍色，b電極附近呈紅色答案d解析so、oh移向b極，在b極oh放電，產(chǎn)生o2，b極附近c(h)c(oh)，石蕊試液變紅。na、h移向a極，在a極h放電產(chǎn)生h2，a極附近c(oh)c(h)，石蕊試液變藍。所以產(chǎn)生的氣體體積a電極的大于b電極的；兩種氣體均為無色無味的氣體。a、b、c均錯。2.用惰性電極電解一定

8、濃度的cuso4溶液，通電一段時間后，向所得的溶液中加入0.1 mol cu(oh)2后恰好恢復到電解前的濃度和ph。則下列說法正確的是 ()a.電解過程中陰極沒有氣體生成b.電解過程中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為0.4 molc.原cuso4溶液的濃度為0.1 moll1d.電解過程中陽極收集到的氣體體積為1.12 l(標況下)答案b解析由2cuso42h2o2cu2h2so4o2知，如cuso4未電解完，加cuo即可復原，而加入cu(oh)2相當于加入cuoh2o，故cuso4電解完后，還電解了部分水。電解析出了0.1 mol cu，轉(zhuǎn)移電子0.2 mol，而電解0.1 mol h2o轉(zhuǎn)移電子0

9、.2 mol，故轉(zhuǎn)移的電子的總物質(zhì)的量為0.4 mol。題組二突破電極反應式、電解總方程式的書寫3.按要求書寫電極反應式和總方程式(1)用惰性電極電解agno3溶液：陽極反應式_；陰極反應式_；總反應離子方程式_。(2)用惰性電極電解mgcl2溶液陽極反應式_；陰極反應式_；總反應離子方程式_。(3)用鐵作電極電解nacl溶液陽極反應式_；陰極反應式_； 總化學方程式_。(4)用銅作電極電解鹽酸溶液陽極反應式_；陰極反應式_；總反應離子方程式_。(5)用al作電極電解naoh溶液陰極反應式_；陽極反應式_；總反應離子方程式_。(6)用惰性電極電解熔融mgcl2陰極反應式_；陽極反應式_；總反應

10、離子方程式_。答案(1)4oh4e=o22h2o4ag4e=4ag4ag2h2o4ago24h(2)2cl2e=cl22h2e=h2mg22cl2h2omg(oh)2cl2h2(3)fe2e=fe22h2e=h2fe2h2ofe(oh)2h2(4)cu2e=cu22h2e=h2cu2hcu2h2(5)6h2o6e=3h26oh或6h6e=3h22al6e8oh=2alo4h2o2al2h2o2oh2alo3h2(6)mg22e=mg2cl2e=cl2mg22clmgcl24.(1)以鋁材為陽極，在h2so4溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，陽極電極反應式為_。(2)用al單質(zhì)作陽極，石墨作陰極，

11、nahco3溶液作電解液進行電解，生成難溶物r，r受熱分解生成化合物q。寫出陽極生成r的電極反應式：_。答案(1)2al6e3h2o=al2o36h(2)al3hco3e=al(oh)33co2解析(1)依據(jù)信息陽極形成的氧化膜一定為al2o3，al失電子生成al2o3，al2o3中的氧是由水提供的，溶液顯酸性，所以有h生成；(2)al作陽極，失電子，生成al3，al3水解顯酸性，溶液中的hco水解顯堿性，兩者水解互相促進，生成al(oh)3和co2。1.體會書寫步驟以石墨作電極電解cuso4溶液的電極反應式及總的電解方程式的書寫為例。第一步：明確溶液中存在哪些離子。陽離子：cu2、h；陰離子

12、：oh、so。第二步：判斷陰陽兩極附近離子種類及離子放電順序。陰極：cu2h；陽極：ohso。第三步：寫電極反應式和總的電解方程式。陰極：2cu24e=2cu；陽極：4oh4e=o22h2o。根據(jù)得失電子數(shù)相等，兩極反應式相加得總方程式：2cuso42h2o2cuo22h2so4。2.規(guī)避“三個”失分點(1)書寫電解池中電極反應式時，要以實際放電的離子表示，但書寫總電解反應方程式時，弱電解質(zhì)要寫成分子式。(2)要確保兩極電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相同，且注明條件“電解”。(3)電解水溶液時，應注意放電順序中h、oh之后的離子一般不參與放電。題組三與酸、堿、鹽電解有關(guān)的實驗設(shè)計5.某課外活動小組設(shè)計了如圖所示

13、裝置，調(diào)節(jié)滑動變阻器，在電流強度適中的情況下用其進行緩慢電解nacl溶液及相關(guān)實驗(此時，打開止水夾a，關(guān)閉止水夾b)。由于粗心，實驗并未達到預期目的，但也看到了令人高興的現(xiàn)象。請幫助他們分析并回答下列問題(圖中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過)：(1)寫出b裝置中的電極反應式：pt極_；fe極_。(2)寫出觀察到的a裝置中的現(xiàn)象：_；_；_。(3)當觀察到a裝置中的現(xiàn)象后，他們關(guān)閉止水夾a，打開止水夾b，再觀察c裝置。若無現(xiàn)象，說明理由；若有現(xiàn)象，請寫出有關(guān)反應方程式_。(4)若想達到電解nacl溶液的目的，應如何改進裝置，請?zhí)岢瞿愕囊庖奯。答案(1)2h2e=h2(或2h2o2e=2o

14、hh2)fe2e=fe2(2)a裝置燒杯中的h2o倒吸進燒瓶并產(chǎn)生紅色噴泉燒瓶中液面上升到高于左側(cè)導管口一定程度后又逐漸下落至與導管口相平最后燒杯中溶液呈紅色，導管口有氣泡逸出(3)fe22oh=fe(oh)2，4fe(oh)22h2oo2=4fe(oh)3或4fe28oh2h2oo2=4fe(oh)3(4)把fe電極換成c、pt等惰性電極(或?qū)⒀b置中兩電極調(diào)換位置等)解析(1)據(jù)圖知，pt極是陰極，氫離子放電生成氫氣，故電極反應式為2h2e=h2(或?qū)懗?h2o2e=2ohh2)；fe極為陽極，屬活潑電極，故電極反應式為fe2e=fe2。(2)打開止水夾a、關(guān)閉止水夾b時，生成的氫氣進入燒瓶

15、，壓強增大，將氨氣壓出，氨氣將導管內(nèi)空氣排出后，與燒杯中水接觸而開始溶解，引起a裝置燒杯中的h2o倒吸進燒瓶產(chǎn)生紅色噴泉；但由于氫氣不溶于水，故燒瓶中液面上升到高于左側(cè)導管口一定程度后又逐漸下落至導管口相平；最終燒杯中溶液呈紅色，導管口有氣泡(氫氣)逸出。(3)關(guān)閉止水夾a、打開止水夾b，pt極產(chǎn)生的氫氣，會將電解質(zhì)溶液壓入燒杯c中，發(fā)生反應：fe22oh=fe(oh)2，4fe(oh)22h2oo2=4fe(oh)3或4fe28oh2h2oo2=4fe(oh)3。(4)若想達到電解nacl溶液的目的，應把fe電極換成c、pt等惰性電極或?qū)⒀b置中兩電極調(diào)換位置等?？键c二電解原理的應用1.電解飽

16、和食鹽水(1)電極反應陽極反應式：2cl2e=cl2(氧化反應)陰極反應式：2h2e=h2(還原反應)(2)總反應方程式：2nacl2h2o2naohh2cl2離子反應方程式：2cl2h2o2ohh2cl2(3)應用：氯堿工業(yè)制燒堿、氯氣和氫氣。2.電鍍右圖為金屬表面鍍銀的工作示意圖，據(jù)此回答下列問題：(1)鍍件作陰極，鍍層金屬銀作陽極。(2)電解質(zhì)溶液是agno3溶液等含鍍層金屬陽離子的鹽溶液。(3)電極反應： 陽極：age=ag；陰極：age=ag。(4)特點：陽極溶解，陰極沉積，電鍍液的濃度不變。3.電解精煉銅(1)電極材料：陽極為粗銅；陰極為純銅。(2)電解質(zhì)溶液：含cu2的鹽溶液。(

17、3)電極反應：陽極：zn2e=zn2、fe2e=fe2、ni2e=ni2、cu2e=cu2；陰極：cu22e=cu。4.電冶金利用電解熔融鹽的方法來冶煉活潑金屬na、ca、mg、al等。(1)冶煉鈉2nacl(熔融)2nacl2電極反應：陽極：2cl2e=cl2；陰極：2na2e=2na。(2)冶煉鋁2al2o3(熔融)4al3o2電極反應：陽極：6o212e=3o2；陰極：4al312e=4al。深度思考1.(1)電解氯化鈉溶液時，如何用簡便的方法檢驗產(chǎn)物？答案陽極產(chǎn)物cl2可以用淀粉ki試紙檢驗，陰極產(chǎn)物h2可以通過點燃檢驗，naoh可以用酚酞試劑檢驗。(2)氯堿工業(yè)在生產(chǎn)過程中必須把陽極

18、室和陰極室用離子交換膜隔開，原因是什么？答案防止h2和cl2混合爆炸，防止cl2與溶液中的naoh反應。2.電解精煉銅時，陽極泥是怎樣形成的？答案粗銅中往往含有鋅、鐵、鎳、銀、金等多種金屬雜質(zhì)，當含雜質(zhì)的銅在陽極不斷溶解時，金屬活動性位于銅之前的金屬雜質(zhì)，如zn、fe、ni等也會同時失去電子，但是它們的陽離子比銅離子難以還原，所以它們并不能在陰極析出，而只能以離子的形式留在電解液里。金屬活動性位于銅之后的銀、金等雜質(zhì)，因為失去電子的能力比銅弱，難以在陽極失去電子變成陽離子而溶解，所以當陽極的銅等失去電子變成陽離子溶解之后，它們以金屬單質(zhì)的形式沉積在電解槽底部，形成陽極泥。題組一電解原理的“常規(guī)

19、”應用1.利用如圖所示裝置模擬電解原理在工業(yè)生產(chǎn)上的應用。下列說法正確的是()a.氯堿工業(yè)中，x電極上反應式是4oh4e=2h2oo2b.電解精煉銅時，z溶液中的cu2濃度不變c.在鐵片上鍍銅時，y是純銅d.制取金屬鎂時，z是熔融的氯化鎂答案d解析氯堿工業(yè)中陽極是cl放電生成cl2；電解精煉銅時陽極粗銅溶解，陰極cu2放電析出cu，溶液中cu2濃度變??；鐵片上鍍銅時，陰極應該是鐵片，陽極是純銅。2.使用氯化鈉作原料可以得到多種產(chǎn)品。(1)實驗室用惰性電極電解100 ml 0.1 moll1 nacl溶液，若陰陽兩極均得到112 ml氣體(標準狀況)，則所得溶液的物質(zhì)的量濃度是_(忽略反應前后溶

20、液體積的變化)。(2)某學生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液，通電時，為使cl2被完全吸收，制得有較強殺菌能力的消毒液，設(shè)計了如圖的裝置。對電源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是_(填字母序號)。a.a為正極，b為負極；naclo和naclb.a為負極，b為正極；naclo和naclc.a為陽極，b為陰極；hclo和nacld.a為陰極，b為陽極；hclo和nacl(3)實驗室中很難用亞鐵鹽溶液與燒堿反應制得白色純凈的fe(oh)2沉淀。某同學利用上圖裝置，只更換一個電極，通過電解法制取較純凈的fe(oh)2沉淀，且較長時間不變色。該同學換上的電解材料是_(

21、用元素符號表示)，總的反應式是_。答案(1)0.1 moll1(2)b(3)fefe2h2ofe(oh)2h2解析(1)n(h2)n(cl2)0.005 mol，參加反應的n(nacl)0.01 mol，說明nacl恰好電解完畢，溶液變?yōu)閚aoh溶液，n(naoh)n(nacl)0.01 mol，c(naoh)0.1 moll1。(2)電解飽和氯化鈉溶液的總反應：2nacl2h2o2naohh2cl2，題目要求使cl2被完全吸收，則氯氣必須在下部的電極上產(chǎn)生，下部的電極是陽極，推出b為電源的正極，另一極為負極a。生成的cl2與陰極區(qū)產(chǎn)生的naoh反應：cl22naoh=naclnacloh2o

22、，則消毒液的主要成分是naclo、nacl。(3)題目要求通過電解法制取fe(oh)2，電解質(zhì)溶液是nacl溶液，必須通過電極反應產(chǎn)生fe2和oh。根據(jù)電極發(fā)生反應的特點，選擇鐵作陽極，鐵發(fā)生氧化反應產(chǎn)生fe2；溶液中的陽離子na、h向陰極移動，根據(jù)放電順序，陰極h放電產(chǎn)生氫氣，h來源水的電離，反應式2h2o2e=h22oh。在電場作用下，陽極產(chǎn)生的fe2與陰極產(chǎn)生的oh在定向移動的過程中相遇，發(fā)生復分解反應生成fe(oh)2沉淀。將陽極反應式、陰極反應式疊加得到總的反應式：fe2h2ofe(oh)2h2。題組二電解原理的“不尋?！睉?一)處理廢水3.某工廠采用電解法處理含鉻廢水，耐酸電解槽

23、用鐵板作陰、陽極，槽中盛放含鉻廢水，原理示意圖如下，下列說法不正確的是()a.a為電源正極b.陽極區(qū)溶液中發(fā)生的氧化還原反應為cr2o6fe214h=2cr36fe37h2oc.陰極區(qū)附近溶液ph降低d.若不考慮氣體的溶解，當收集到h2 13.44 l(標準狀況)時，有0.1 mol cr2o被還原答案c解析根據(jù)圖示，a作陽極，b作陰極，電極反應式為陽極：fe2e=fe2陰極：2h2e=h2然后，cr2o6fe214h=2cr36fe37h2o由于在陰極區(qū)c(h)減小，所以ph增大。根據(jù)6h26fe2cr2o得，當有13.44 l(標準狀況)h2放出時，應有0.1 mol cr2o被還原。(二

24、)制備物質(zhì)4.電解尿素co(nh2)2的堿性溶液制氫氣的裝置示意圖如下：電解池中隔膜僅阻止氣體通過，陰陽兩極均為惰性電極。(1)a極為_，電_。(2)b極為_，電極反應式為_。答案(1)陽極co(nh2)28oh6e=n2co6h2o(2)陰極6h2o6e=3h26oh解析h2產(chǎn)生是因為h2o電離的h在陰極上得電子，即6h2o6e=3h26oh，所以b極為陰極，a極為陽極，電極反應式為co(nh2)26e8oh=n2co6h2o，陽極反應式容易錯寫成4oh4e=2h2oo2。(三)處理廢氣5.用naoh溶液吸收煙氣中的so2，將所得的na2so3溶液進行電解，可循環(huán)再生naoh，同時得到h2s

25、o4，其原理如圖所示。(電極材料為石墨)(1)圖中a極要連接電源的(填“正”或“負”)_極，c口流出的物質(zhì)是_。(2)so放電的電極反應式為_。(3)電解過程中陰極區(qū)堿性明顯增強，用平衡移動原理解釋原因_。答案(1)負硫酸(2)so2eh2o=so2h(3)h2ohoh，在陰極h放電生成h2，c(h)減小，水的電離平衡正向移動，堿性增強解析根據(jù)na、so的移向判斷陰、陽極。na移向陰極區(qū)，so移向陽極區(qū)，所以a應接電源負極，b應接電源正極，其電極反應式分別為陽極：so2eh2o=so2h陰極：2h2o2e=h22oh所以從c口流出的是h2so4。在陰極區(qū)，由于h放電，破壞水的電離平衡，c(h)

26、減小，c(oh)增大，生成naoh，堿性增強，所以從b口流出的是濃度較大的naoh溶液?？键c三應對電化學定量計算的三種方法1.計算類型原電池和電解池的計算包括兩極產(chǎn)物的定量計算、溶液ph的計算、相對原子質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)的計算、產(chǎn)物的量與電量關(guān)系的計算等。2.方法技巧(1)根據(jù)電子守恒計算用于串聯(lián)電路中陰陽兩極產(chǎn)物、正負兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。 (2)根據(jù)總反應式計算先寫出電極反應式，再寫出總反應式，最后根據(jù)總反應式列出比例式計算。(3)根據(jù)關(guān)系式計算根據(jù)得失電子守恒定律關(guān)系建立起已知量與未知量之間的橋梁，構(gòu)建計算所需的關(guān)系式。如以通過4 mol e為

27、橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式：4e2cl2(br2、i2)o22h22cu4agm 陽極產(chǎn)物 陰極產(chǎn)物(式中m為金屬，n為其離子的化合價數(shù)值)該關(guān)系式具有總攬電化學計算的作用和價值，熟記電極反應式，靈活運用關(guān)系式便能快速解答常見的電化學計算問題。提示在電化學計算中，還常利用qit和qn(e)na1.601019c來計算電路中通過的電量。題組一根據(jù)電子守恒，突破電化學的基本計算1.兩個惰性電極插入500 ml agno3溶液中，通電電解。當電解液的ph從6.0變?yōu)?.0時(設(shè)電解過程中陰極沒有h2放出，且電解液在電解前后體積變化可以忽略不計)，電極上析出銀的質(zhì)量最大為()a.27 mgb.54 mgc.

28、106 mgd.216 mg答案b解析首先結(jié)合離子放電順序，弄清楚兩極的反應：陽極4oh4e=o22h2o；陰極age=ag，電解的總反應式為4agno32h2o4ago24hno3。由電解的總反應式可知，電解過程中生成的n(ag)n(hno3)n(h)(103 moll1106 moll1)0.5 l5104 mol，m(ag)5104 mol108 gmol10.054 g54 mg。題組二根據(jù)電子守恒，突破電解池的“串聯(lián)”計算2.在如圖所示的裝置中，若通直流電5 min時，銅電極質(zhì)量增加2.16 g。試回答下列問題。(1)電源中x電極為直流電源的_極。(2)ph變化：a：_，b：_，c：

29、_(填“增大”、“減小”或“不變”)。(3)通電5 min時，b中共收集224 ml(標準狀況下)氣體，溶液體積為200 ml，則通電前cuso4溶液的物質(zhì)的量濃度為_(設(shè)電解前后溶液體積無變化)。(4)若a中kcl足量且溶液的體積也是200 ml，電解后，溶液的ph為_(設(shè)電解前后溶液體積無變化)。答案(1)負(2)增大減小不變(3)0.025 moll1 (4)13解析(1)三個裝置是串聯(lián)的電解池。電解agno3溶液時，ag在陰極發(fā)生還原反應變?yōu)閍g，所以質(zhì)量增加的銅電極是陰極，則銀電極是陽極，y是正極，x是負極。(2)電解kcl溶液生成koh，溶液ph增大；電解cuso4溶液生成h2so

30、4，溶液ph減?。浑娊鈇gno3溶液，銀為陽極，不斷溶解，ag濃度基本不變，ph不變。(3)通電5 min時，c中析出0.02 mol ag，電路中通過0.02 mol電子。b中共收集0.01 mol氣體，若該氣體全為氧氣，則電路中需通過0.04 mol電子，電子轉(zhuǎn)移不守恒。因此，b中電解分為兩個階段，先電解cuso4溶液，生成o2，后電解水，生成o2和h2，b中收集到的氣體是o2和h2的混合物。設(shè)電解cuso4溶液時生成o2的物質(zhì)的量為x，電解h2o時生成o2的物質(zhì)的量為y，則4x4y0.02 mol(電子轉(zhuǎn)移守恒)，x3y0.01 mol(氣體體積之和)，解得xy0.002 5 mol，所

31、以n(cuso4)20.002 5 mol0.005 mol，c(cuso4)0.005 mol0.2 l0.025 moll1。(4)通電5 min時，a中放出0.01 mol h2，溶液中生成0.02 mol koh，c(oh)0.02 mol0.2 l0.1 moll1，ph13。 無明顯“外接電源”的電解池的“串聯(lián)”問題，主要是根據(jù)“原電池”的形成條件判斷“電源”的正、負極，從而判斷電解池的陰、陽極。題組三根據(jù)電子守恒，突破電解的分階段計算3.500 ml kno3和cu(no3)2的混合溶液中c(no)0.6 moll1，用石墨作電極電解此溶液，當通電一段時間后，兩極均收集到2.24

32、 l氣體(標準狀況下)，假定電解后溶液體積仍為500 ml，下列說法正確的是()a.原混合溶液中c(k)為0.2 moll1b.上述電解過程中共轉(zhuǎn)移0.2 mol電子c.電解得到的cu的物質(zhì)的量為0.05 mold.電解后溶液中c(h)為0.2 moll1答案a解析石墨作電極電解kno3和cu(no3)2的混合溶液，陽極反應式為4oh4e=2h2oo2，陰極先后發(fā)生兩個反應：cu22e=cu,2h2e=h2。從收集到o2為2.24 l這個事實可推知上述電解過程中共轉(zhuǎn)移0.4 mol 電子，而在生成2.24 l h2的過程中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子，所以cu2共得到0.4 mol0.2 mol0.

33、2 mol電子，電解前cu2的物質(zhì)的量和電解得到的cu的物質(zhì)的量都為 0.1 mol。電解前后分別有以下守恒關(guān)系：c(k)2c(cu2)c(no)，c(k)c(h)c(no)，不難算出：電解前c(k)0.2 moll1，電解后c(h)0.4 moll1。4.將等物質(zhì)的量濃度的cuso4和nacl等體積混合后，用石墨電極進行電解，電解過程中，溶液ph隨時間t變化的曲線如圖所示，則下列說法錯誤的是()a.陽極先析出cl2，后析出o2，陰極先產(chǎn)生cu，后析出h2b.ab段陽極只產(chǎn)生cl2，陰極只產(chǎn)生cuc.bc段表示在陰極上是h放電產(chǎn)生了h2d.cd段相當于電解水答案c解析由于兩種溶液的體積相等，物

34、質(zhì)的量濃度也相等，即溶質(zhì)的物質(zhì)的量相等，設(shè)cuso4和nacl的物質(zhì)的量各1 mol，電解分3個階段：第一階段陽極：1 mol氯離子失1 mol電子，陰極：0.5 mol銅離子得1 mol電子，因為銅離子水解使溶液顯酸性，隨著電解的進行，銅離子的濃度降低，酸性減弱，ph將增大。第二階段陽極：1 mol氫氧根離子失1 mol電子(來源于水的電離)，陰極：0.5 mol銅離子再得1 mol 電子，因為氫氧根離子消耗，使水溶液中氫離子濃度增大，ph迅速減小。第三階段陽極：氫氧根離子失電子，陰極：氫離子得電子，它們都來源于水的電離，實質(zhì)是電解水，導致溶液的體積減小，使溶液中氫離子濃度增大，ph繼續(xù)減小

35、?？键c四金屬的腐蝕和防護1.金屬腐蝕的本質(zhì)金屬原子失去電子變?yōu)榻饘訇栯x子，金屬發(fā)生氧化反應。2.金屬腐蝕的類型(1)化學腐蝕與電化學腐蝕類型化學腐蝕電化學腐蝕條件金屬跟非金屬單質(zhì)直接接觸不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸現(xiàn)象無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生本質(zhì)金屬被氧化較活潑金屬被氧化聯(lián)系兩者往往同時發(fā)生，電化學腐蝕更普遍(2)析氫腐蝕與吸氧腐蝕以鋼鐵的腐蝕為例進行分析：類型析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜酸性較強(ph4.3)水膜酸性很弱或呈中性電極反應負極fe2e=fe2正極2h2e=h2o22h2o4e=4oh總反應式fe2h=fe2h22feo22h2o=2fe(oh)2聯(lián)系吸氧腐蝕更普遍3.金屬的防護(

36、1)電化學防護犧牲陽極的陰極保護法原電池原理a.負極：比被保護金屬活潑的金屬；b.正極：被保護的金屬設(shè)備。外加電流的陰極保護法電解原理a.陰極：被保護的金屬設(shè)備；b.陽極：惰性金屬。(2)改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如制成合金、不銹鋼等。(3)加防護層，如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法。深度思考1.判斷正誤，正確的劃“”，錯誤的劃“”(1)所有金屬純度越大，越不易被腐蝕()(2)純銀器表面變黑和鋼鐵表面生銹腐蝕原理一樣()(3)干燥環(huán)境下金屬不被腐蝕()(4)al、fe、cu在潮濕的空氣中腐蝕均生成氧化物()(5)鋼鐵發(fā)生電化學腐蝕時，負極鐵失去電子生成fe3()(6)在金屬表面

37、覆蓋保護層，若保護層破損后，就完全失去了對金屬的保護作用()(7)外加電流的陰極保護法，構(gòu)成了電解池；犧牲陽極的陰極保護法構(gòu)成了原電池。二者均能有效地保護金屬不容易被腐蝕()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6) (7)2.寫出鋼鐵、銅制品在潮濕的空氣中發(fā)生吸氧腐蝕生成鐵銹、銅綠的原理。答案(1)鐵銹的形成負極：2fe4e=2fe2正極：o24e2h2o=4oh2feo22h2o=2fe(oh)24fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)32fe(oh)3=fe2o3xh2o(鐵銹)(3x)h2o(2)銅銹的形成負極：2cu4e=2cu2正極：o22h2o4e=4oh2cu2h2oo2=2

38、cu(oh)22cu(oh)2co2=cu2(oh)2co3(銅綠)h2o題組一腐蝕快慢與防護方法的比較1.如圖所示，各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐蝕的速度由快到慢的順序為()a.b.c.d.答案c解析是fe為負極，雜質(zhì)碳為正極的原電池腐蝕，是鐵的吸氧腐蝕，腐蝕較慢。其電極反應式：負極fe2e=fe2，正極2h2oo24e=4oh。均為原電池，中fe為正極，被保護；中fe為負極，均被腐蝕，但fe和cu的金屬活潑性差別大于fe和sn的，故fecu原電池中fe被腐蝕的較快。是fe接電源正極作陽極，cu接電源負極作陰極的電解腐蝕，加快了fe的腐蝕。是fe接電源負極作陰極，cu接電源正極作陽極的電解腐

39、蝕，防止了fe的腐蝕。根據(jù)以上分析可知鐵在其中被腐蝕由快到慢的順序為。2.下列與金屬腐蝕有關(guān)的說法，正確的是()a.圖1中，鐵釘易被腐蝕b.圖2中，滴加少量k3fe(cn)6溶液，沒有藍色沉淀出現(xiàn)c.圖3中，燃氣灶的中心部位容易生銹，主要是由于高溫下鐵發(fā)生化學腐蝕d.圖4中，用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊相當于原電池的正極答案c解析a項，圖1中，鐵釘處于干燥環(huán)境，不易被腐蝕；b項，負極反應為fe2e=fe2，fe2與fe(cn)63反應生成fe3fe(cn)62藍色沉淀；d項，為犧牲陽極的陰極保護法，鎂塊相當于原電池的負極。(1)判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律對同一電解質(zhì)溶液來說，腐蝕

40、速率的快慢：電解原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕化學腐蝕有防腐措施的腐蝕。對同一金屬來說，在不同溶液中腐蝕速率的快慢：強電解質(zhì)溶液中弱電解質(zhì)溶液中非電解質(zhì)溶液中。活動性不同的兩種金屬，活動性差別越大，腐蝕越快。對同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)濃度越大，金屬腐蝕越快。(2)兩種保護方法的比較外加電流的陰極保護法保護效果大于犧牲陽極的陰極保護法。題組二正確判斷析氫腐蝕和吸氧腐蝕3.利用下圖裝置進行實驗，開始時，a、b兩處液面相平，密封好，放置一段時間。下列說法不正確的是()a.a管發(fā)生吸氧腐蝕，b管發(fā)生析氫腐蝕b.一段時間后，a管液面高于b管液面c.a處溶液的ph增大，b處溶液的ph減小d.a、b

41、兩處具有相同的電極反應式：fe2e=fe2答案c解析根據(jù)裝置圖判斷，左邊鐵絲發(fā)生吸氧腐蝕，右邊鐵絲發(fā)生析氫腐蝕，其電極反應為左邊負極：fe2e=fe2正極：o24e2h2o=4oh右邊負極：fe2e=fe2正極：2h2e=h2a、b處的ph均增大，c錯誤。4.如圖裝置中，小試管內(nèi)為紅墨水，具支試管內(nèi)盛有ph4久置的雨水和生 鐵片。實驗時觀察到：開始時導管內(nèi)液面下降，一段時間后導管內(nèi)液面回升，略高于小試管內(nèi)液面。下列說法正確的是()a.生鐵片中的碳是原電池的陽極，發(fā)生還原反應b.雨水酸性較強，生鐵片僅發(fā)生析氫腐蝕c.墨水回升時，碳電極反應式為o22h2o4e=4ohd.具支試管中溶液ph逐漸減小

42、答案c解析生鐵片中的碳是原電池的正極，a錯；雨水酸性較強，開始時鐵片發(fā)生化學腐蝕和析氫腐蝕，產(chǎn)生氫氣，導管內(nèi)液面下降，一段時間后鐵片發(fā)生吸氧腐蝕，吸收氧氣，導管內(nèi)液面回升，b錯；墨水回升時，鐵片發(fā)生吸氧腐蝕，碳極為正極，電極反應為o22h2o4e=4oh，c對；鐵片無論是發(fā)生析氫腐蝕還是吸氧腐蝕，具支試管內(nèi)溶液ph均增大，d錯。 正確判斷“介質(zhì)”溶液的酸堿性是分析析氫腐蝕和吸氧腐蝕 的關(guān)鍵。潮濕的空氣、中性溶液發(fā)生吸氧腐蝕；nh4cl溶液、稀h2so4等酸性溶液發(fā)生析氫腐蝕。探究高考明確考向1.(2013北京理綜，7)下列金屬防腐的措施中，使用外加電流的陰極保護法的是()a.水中的鋼閘門連接電

43、源的負極b.金屬護欄表面涂漆c.汽車底盤噴涂高分子膜d.地下鋼管連接鎂塊答案a解析a項，水中鋼閘門連接電源的負極，即作為電化學保護裝置的陰極，使其不發(fā)生失電子反應而被保護，正確；b項和c項都屬于外加防護層的防腐方法，b、c兩項不符合題意，錯誤；d項，屬于犧牲陽極的陰極保護法，錯誤。2.(2013北京理綜，9)用石墨電極電解cucl2溶液(見右圖)。下列分析正確的是()a.a端是直流電源的負極b.通電使cucl2發(fā)生電離c.陽極上發(fā)生的反應：cu22e=cud.通電一段時間后，在陰極附近觀察到黃綠色氣體答案a解析a項，cu2移向電解池的陰極，可判斷a極為電源的負極，正確；b項，cucl2的電離與

44、通電無關(guān)，錯誤；c項，陽極上發(fā)生的反應為2cl2e=cl2，錯誤；d項，通電后cl2應在陽極生成，錯誤。3.(2013大綱全國卷，9)電解法處理酸性含鉻廢水(主要含有cr2o)時，以鐵板作陰、陽極，處理過程中存在反應cr2o6fe214h=2cr36fe37h2o，最后cr3以cr(oh)3形式除去。下列說法不正確的是 ()a.陽極反應為fe2e=fe2b.電解過程中溶液ph不會變化c.過程中有fe(oh)3沉淀生成d.電路中每轉(zhuǎn)移12 mol電子，最多有1 mol cr2o被還原答案b解析根據(jù)電解原理寫出電極反應式，然后逐一分析。a項電解時用鐵作陽極，失去電子生成具有還原性的fe2，fe2將

45、廢水中的cr2o還原為cr3；b項電解過程中消耗h，溶液的ph發(fā)生變化；c項電解過程中h2o電離出的h參與反應，c(oh)增大，cr3與fe3都與oh結(jié)合為沉淀；d項根據(jù)電極反應式fe2e=fe2，可知每轉(zhuǎn)移12 mol e生成6 mol fe2，6 mol fe2可還原1 mol cr2o。4.(2013浙江理綜，11)電解裝置如圖所示，電解槽內(nèi)裝有ki及淀粉溶液，中間用陰離子交換膜隔開。在一定的電壓下通電，發(fā)現(xiàn)左側(cè)溶液變藍色，一段時間后，藍色逐漸變淺。已知：3i26oh=io5i3h2o下列說法不正確的是()a.右側(cè)發(fā)生的電極反應式：2h2o2e=h22ohb.電解結(jié)束時，右側(cè)溶液中含io

46、c.電解槽內(nèi)發(fā)生反應的總化學方程式：ki3h2okio33h2d.如果用陽離子交換膜代替陰離子交換膜，電解槽內(nèi)發(fā)生的總化學反應不變答案d解析結(jié)合題給電解槽裝置，利用電解原理進行分析、解決問題。該電解槽的兩極均為惰性電極(pt)，在一定條件下通電，發(fā)現(xiàn)左側(cè)溶液變藍色，說明發(fā)生電極反應：2i2e=i2，由淀粉溶液遇單質(zhì)碘顯藍色可知，左側(cè)為陽極，右側(cè)為陰極，陰極上溶液中的h得電子發(fā)生還原反應，電極反應為2h2o2e=h22oh(或2h2e=h2)，a項正確；陰極周圍溶液中產(chǎn)生的oh經(jīng)陰離子交換膜移向左側(cè)，并與左側(cè)電極上產(chǎn)生的i2發(fā)生反應：3i26oh=io5i3h2o，一段時間后，藍色逐漸變淺，電解結(jié)束時，左側(cè)溶液中的io經(jīng)陰離子交換膜進入右側(cè)溶液，b項正確；結(jié)合陰、陽極發(fā)生的反應及i2與oh的反應可知，電解槽內(nèi)總反應為i3h2o通電,io3h2，c項正確；若用陽離子交換膜代替陰離子交換膜，電解槽內(nèi)總反應為2i2h2o通電,i2h22oh，d項錯。5.(2013天津理綜，6)為增強鋁的耐腐蝕性，現(xiàn)以鉛蓄電池為外電源，以al作陽極、pb作陰極，電解稀硫酸，使鋁表面的氧化膜增厚。反應原理如下：電池：pb(s)pbo2(s)2h2so4(aq)=2pbso4(s)2h2o(l)電解池：2al3h2o電解,al2o33h2電解過程中，以下判斷正確的是()電池電解池ah移向pb