化學(xué)高考分考點(diǎn)精講精析(真題)：電解池 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)

1、電解池金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)考綱要求1.了解電解池的工作原理，能寫(xiě)出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。2.理解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害、防止金屬腐蝕的措施。 考點(diǎn)一電解的原理 知識(shí)梳理1電解定義在電流作用下，電解質(zhì)在兩個(gè)電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過(guò)程。2能量轉(zhuǎn)化形式電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。3電解池(1)構(gòu)成條件有與電源相連的兩個(gè)電極。電解質(zhì)溶液(或熔融鹽)。形成閉合回路。(2)電極名稱(chēng)及電極反應(yīng)式(如圖) (3)電子和離子移動(dòng)方向電子：從電源負(fù)極流向電解池的陰極；從電解池的陽(yáng)極流向電源的正極。離子：陽(yáng)離子移向電解池的陰極；陰離子移向電解池的陽(yáng)極。4分析電解過(guò)程的思維程序(1)首先判斷

2、陰、陽(yáng)極，分析陽(yáng)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(yáng)兩組(不要忘記水溶液中的H和OH)。(3)然后排出陰、陽(yáng)兩極的放電順序陰極：陽(yáng)離子放電順序： Ag>Fe3>Cu2>H(酸)>Fe2>Zn2>H(水)>Al3>Mg2>Na>Ca2>K。陽(yáng)極：活潑電極>S2>I>Br>Cl>OH>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(yīng)，一定是溶液(或熔融電解質(zhì))中的陽(yáng)離子放電。最常用、最重要的放電順序是：陽(yáng)極，Cl>OH；陰極：Ag>Cu

3、2>H。電解水溶液時(shí)，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(yīng)，判斷電極產(chǎn)物，寫(xiě)出電極反應(yīng)式，要注意遵循原子守恒和電荷守恒。(5)最后寫(xiě)出電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式或離子方程式。深度思考1用分析電解過(guò)程的思維程序分析電解下列物質(zhì)的過(guò)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(xué)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(fù)原含氧酸(如H2SO4)陽(yáng)極：4OH4e=O22H2O陰極：4H4e=2H2水2H2O=電解O22H2增大減小加H2O強(qiáng)堿(如NaOH)陽(yáng)極：4OH4e=O22H2O陰極

4、：4H4e=2H2水2H2O=電解O22H2增大增大加H2O活潑金屬的含氧酸鹽(如KNO3、Na2SO4)陽(yáng)極：4OH4e=O22H2O陰極：4H4e=2H2水2H2O=電解O22H2增大不變加H2O無(wú)氧酸(如HCl) ，除HF外陽(yáng)極：2Cl2e=Cl2陰極：2H2e=H2酸2HCl=電解Cl2H2減小增大通入HCl氣體不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽(如CuCl2)，除氟化物外陽(yáng)極：2Cl2e=Cl2陰極：Cu22e=Cu鹽CuCl2=電解CuCl2減小加CuCl2活潑金屬的無(wú)氧酸鹽(如NaCl)陽(yáng)極：2Cl2e=Cl2陰極：2H2e=H2水和鹽2Cl2H2O=電解Cl2H22OH生成新電解質(zhì)增大通入H

5、Cl氣體不活潑金屬的含氧酸鹽(如CuSO4)陽(yáng)極：4OH4e=O22H2O陰極：2Cu24e=2Cu水和鹽2Cu22H2O=電解2CuO24H生成新電解質(zhì)減小加CuO或CuCO32.電解過(guò)程中放H2生堿型和放O2生酸型的實(shí)質(zhì)是什么？答案放H2生堿型的實(shí)質(zhì)是水電離出的H放電，破壞了水的電離平衡，使OH濃度增大，放O2生酸型的實(shí)質(zhì)是水電離出的OH放電，破壞了水的電離平衡，使H濃度增大。3(1)上表中要使電解后的NaCl溶液復(fù)原，滴加鹽酸可以嗎？(2)上表中要使電解后的CuSO4溶液復(fù)原，加入Cu(OH)2固體可以嗎？答案電解質(zhì)溶液的復(fù)原應(yīng)遵循“從溶液中析出什么補(bǔ)什么”的原則，即從溶液中析出哪種元素

6、的原子，則應(yīng)按比例補(bǔ)入哪些原子。(1)電解NaCl溶液時(shí)析出的是等物質(zhì)的量的Cl2和H2，所以應(yīng)通入氯化氫氣體，加入鹽酸會(huì)引入過(guò)多的水。(2)同理，使CuSO4溶液復(fù)原應(yīng)加入CuO，而加入Cu(OH)2也會(huì)使溶液的濃度降低。4在框圖推斷中若出現(xiàn)“AH2O=電解BCD”的模式，則A一般可能為什么物質(zhì)？答案CuSO4、NaCl(KCl)或AgNO3，要視其他條件而定。 題組一電解原理和電解規(guī)律的考查1用惰性電極電解下列溶液，電解一段時(shí)間后，陰極質(zhì)量增加，電解液的pH下降的是()ACuSO4 BNaOH CBaCl2 DH2SO4答案A解析符合該題條件的電解質(zhì)應(yīng)為不活潑金屬的含氧酸鹽。2用鉑電極電解

7、一定濃度的下列物質(zhì)的水溶液，在電解后的電解液中加適量水，能使溶液濃度恢復(fù)到電解前濃度的是()ANaCl BNa2CO3 CCuSO4 DK2S答案B解析加適量水能使溶液恢復(fù)到電解前的濃度，則實(shí)際是電解水，故只有B項(xiàng)符合條件。3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(shí)驗(yàn)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(wú)味氣體，另一電極逸出刺激性氣體Ca電極附近呈紅色，b電極附近呈藍(lán)色Da電極附近呈藍(lán)色，b電極附近呈紅色答案D解析SO24、OH移向b極，在b極OH放電，產(chǎn)生O2，b極附近c(diǎn)(H)>c(OH)，石

8、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(diǎn)(OH)>c(H)，石蕊試液變藍(lán)。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(wú)色無(wú)味的氣體。A、B均錯(cuò)。題組二電極反應(yīng)式、電解總方程式的書(shū)寫(xiě)4按要求書(shū)寫(xiě)有關(guān)的電極反應(yīng)式及總方程式。(1)用惰性電極電解AgNO3溶液：陽(yáng)極反應(yīng)式_；陰極反應(yīng)式_；總反應(yīng)離子方程式_。(2)用惰性電極電解MgCl2溶液陽(yáng)極反應(yīng)式_；陰極反應(yīng)式_；總反應(yīng)離子方程式_。(3)用鐵作電極電解NaCl溶液陽(yáng)極反應(yīng)式_；陰極反應(yīng)式_；總化學(xué)方程式_。(4)用銅作電極電解鹽酸溶液陽(yáng)極反應(yīng)式_；陰極反應(yīng)式_；總反應(yīng)離子方程式_。答案(1)4OH4e=O

9、22H2O4Ag4e=4Ag4Ag2H2O=電解4AgO24H(2)2Cl2e=Cl22H2e=H2Mg22Cl2H2O=電解Mg(OH)2Cl2H2(3)Fe2e=Fe22H2e=H2Fe2H2O=電解Fe(OH)2H2(4)Cu2e=Cu22H2e=H2Cu2H=電解Cu2H25.以鋁材為陽(yáng)極，在H2SO4溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，陽(yáng)極電極反應(yīng)式為_(kāi)。.用Al單質(zhì)作陽(yáng)極，石墨作陰極，NaHCO3溶液作電解液進(jìn)行電解，生成難溶物R，R受熱分解生成化合物Q。寫(xiě)出陽(yáng)極生成R的電極反應(yīng)式：_。答案.2Al6e3H2O=Al2O36H.Al3HCO33e=Al(OH)33CO2解析.依據(jù)信息陽(yáng)

10、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；.Al作陽(yáng)極，失電子，生成Al3，Al3水解顯酸性，溶液中的HCO3水解顯堿性，兩者水解互相促進(jìn)，生成Al(OH)3和CO2。6CuI是一種不溶于水的白色固體，可以由反應(yīng)：2Cu24I=2CuII2得到?，F(xiàn)以石墨為陰極，以Cu為陽(yáng)極電解KI溶液，通電前向電解液中加入少量酚酞和淀粉溶液。回答下列問(wèn)題：(1)陽(yáng)極區(qū)的現(xiàn)象_。(2)陽(yáng)極電極反應(yīng)式_。答案(1)銅電極逐漸溶解，有白色沉淀產(chǎn)生，溶液變?yōu)樗{(lán)色(2)2Cu4I4e=2CuII2 1.電解方程式的書(shū)寫(xiě)步驟以寫(xiě)出用石墨作電極電解Cu

11、SO4溶液的電極反應(yīng)式及總的電解方程式為例。第一步：明確溶液中存在哪些離子。陽(yáng)離子：Cu2、H；陰離子：OH、SO24。第二步：判斷陰陽(yáng)兩極附近離子種類(lèi)及離子放電順序。陰極：Cu2>H；陽(yáng)極：OH>SO24。第三步：寫(xiě)電極反應(yīng)式和總的電解方程式。陰極：2Cu24e=2Cu；陽(yáng)極：2H2O4e=O24H。根據(jù)得失電子數(shù)相等，兩極反應(yīng)式相加得總方程式：2CuSO42H2O=電解2CuO22H2SO4。2規(guī)避電解池中方程式書(shū)寫(xiě)的3個(gè)易失分點(diǎn)(1)書(shū)寫(xiě)電解池中電極反應(yīng)式時(shí)，要以實(shí)際放電的離子表示，但書(shū)寫(xiě)總電解反應(yīng)方程式時(shí)，弱電解質(zhì)要寫(xiě)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“

12、電解”。(3)電解水溶液時(shí)，應(yīng)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、鹽的電解有關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)72013大綱全國(guó)卷，29(1)(2)(3)(4)(5)如圖是一個(gè)用鉑絲作電極，電解稀的MgSO4溶液的裝置，電解液中加有中性紅指示劑，此時(shí)溶液呈紅色。(指示劑的pH變色范圍：6.88.0，酸色紅色，堿色黃色)回答下列問(wèn)題：(1)下列關(guān)于電解過(guò)程中電極附近溶液顏色變化的敘述正確的是_(填編號(hào))；A管溶液由紅變黃； B管溶液由紅變黃； A管溶液不變色；B管溶液不變色(2)寫(xiě)出A管中發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)式：_；(3)寫(xiě)出B管中發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)式：_；(4)檢驗(yàn)a管中氣體的方法是_；(5)檢驗(yàn)

13、b管中氣體的方法是_。答案(1)(2)2H2e=H2(或2H2O2e=2OHH2)Mg22OH=Mg(OH)2(3)4OH4e=2H2OO2(或2H2O4e=4HO2)(4)用拇指按住管口，取出試管，管口靠近火焰，放開(kāi)拇指，有爆鳴聲，管口有淡藍(lán)色火焰(5)用拇指按住管口，取出試管正立，放開(kāi)拇指，將帶有火星的木條伸入試管內(nèi)會(huì)復(fù)燃解析(1)由于MgSO4是強(qiáng)酸弱堿鹽，在水溶液中存在Mg22H2OMg(OH)22H水解平衡，因此水溶液呈酸性，電解前A、B管均顯紅色。鉑絲是惰性電極，電解池中陰離子在陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，陽(yáng)離子在陰極發(fā)生還原反應(yīng)，在A管溶液中，鉑絲作陰極，由于H的氧化性大于Mg2的氧化性，

14、H先得電子被還原為H2，Mg2與OH生成Mg(OH)2沉淀，酸性減弱，隨著水的電解，OH濃度增大，顏色由紅變黃。而在B管溶液中鉑絲作陽(yáng)極，OH的還原性大于SO24，OH失電子，隨著電解的進(jìn)行，酸性增大，溶液不變色(始終為紅色)。(2)(3)由(1)可知，在A管中發(fā)生：2H2e=H2(或2H2O2e=2OHH2)Mg22OH=Mg(OH)2在B管中：4OH4e=2H2OO2(或2H2O4e=4HO2)(4)(5)H2的常用檢驗(yàn)方法是“爆鳴”法，即用拇指按住管口，取出試管a，管口靠近火焰，放開(kāi)拇指，有爆鳴聲，管口有淡藍(lán)色火焰；O2的常用檢驗(yàn)方法是木條復(fù)燃法，用拇指按住管口，取出試管b正立，放開(kāi)拇指

15、，將帶有火星的木條伸入試管內(nèi)，木條復(fù)燃。8如圖所示，用石墨電極電解氯化銅溶液。查閱資料可知，CuCl24顯黃色，氯化銅溶液顯藍(lán)綠色或黃綠色；向體積相同濃度分別為0.01 molL1,0.05 molL1,0.1 molL1,0.5 molL1的氯化銅溶液中加入NaCl至飽和，對(duì)比發(fā)現(xiàn)。溶液的顏色由黃綠色向藍(lán)綠色轉(zhuǎn)變。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)陽(yáng)極上的氣體呈_色，檢驗(yàn)該氣體可用_。(2)寫(xiě)出電解的離子方程式：_。(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)，裝置中陰極溶液顏色由藍(lán)綠色變?yōu)辄S綠色，原因是_。(4)取出陰極的石墨棒，發(fā)現(xiàn)表面有淺藍(lán)色固體，試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究此淺藍(lán)色固體的成分：_。(5)為什么要設(shè)計(jì)連接后面的裝置？_。答案(

16、1)黃綠濕潤(rùn)的淀粉­KI試紙(2)Cu22Cl=電解CuCl2(3)陰極Cu2放電后，Cu2與Cl濃度比值減小(4)取此淺藍(lán)色固體于試管中，加入硫酸，若溶解且溶液變藍(lán)色，則為Cu(OH)2(5)因?yàn)殛?yáng)極產(chǎn)生的氯氣為有毒氣體，故后面連接裝置可以用于檢驗(yàn)與吸收解析(1)陽(yáng)極是陰離子放電，即Cl放電產(chǎn)生Cl2，故顏色為黃綠色；檢驗(yàn)Cl2可用濕潤(rùn)的淀粉­KI試紙，若試紙變藍(lán)，則確定為氯氣。(2)電解氯化銅的離子方程式為Cu22Cl=電解CuCl2。(3)由題目所給信息，Cu2與Cl濃度比值逐漸增大，溶液的顏色由黃綠色向藍(lán)綠色轉(zhuǎn)變，故陰極Cu2放電后，Cu2與Cl濃度比值減小而呈現(xiàn)黃

17、綠色。(4)隨著反應(yīng)的進(jìn)行，Cu2濃度降低，此時(shí)有一部分H放電而使此區(qū)域OH濃度增大，故此淺藍(lán)色固體為Cu(OH)2。(5)電解氯化銅時(shí)產(chǎn)生的氯氣有毒，故后面連接裝置既可用作檢驗(yàn)電解產(chǎn)生的氣體，又可用于吸收該有毒氣體。考點(diǎn)二電解原理的應(yīng)用 1電解飽和食鹽水(1)電極反應(yīng)陽(yáng)極反應(yīng)式：2Cl2e=Cl2(氧化反應(yīng))陰極反應(yīng)式：2H2e=H2(還原反應(yīng))(2)總反應(yīng)方程式：2NaCl2H2O=電解2NaOHH2Cl2離子反應(yīng)方程式：2Cl2H2O=電解2OHH2Cl2(3)應(yīng)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(wèn)題：(1)鍍件作陰極，鍍層金屬銀作陽(yáng)極。(

18、2)電解質(zhì)溶液是AgNO3溶液等含鍍層金屬陽(yáng)離子的鹽溶液。(3)電極反應(yīng)：陽(yáng)極：Age=Ag；陰極：Age=Ag。(4)特點(diǎn)：陽(yáng)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(yáng)極為粗銅；陰極為純銅。(2)電解質(zhì)溶液：含Cu2的鹽溶液。(3)電極反應(yīng)：陽(yáng)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(lái)冶煉活潑金屬Na、Ca、Mg、Al等。(1)冶煉鈉2NaCl(熔融)=電解2NaCl2電極反應(yīng)：陽(yáng)極：2Cl2e=Cl2；陰極：2Na2e=2Na。(2)冶煉鋁2Al2O3(熔融)=電解4Al3O2電

19、極反應(yīng)：陽(yáng)極：6O212e=3O2；陰極：4Al312e=4Al。深度思考1(1)電解氯化鈉溶液時(shí)，如何用簡(jiǎn)便的方法檢驗(yàn)產(chǎn)物？答案陽(yáng)極產(chǎn)物Cl2可以用淀粉­KI試紙檢驗(yàn)，陰極產(chǎn)物H2可以通過(guò)點(diǎn)燃檢驗(yàn)，NaOH可以用酚酞試劑檢驗(yàn)。(2)氯堿工業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中必須把陽(yáng)極室和陰極室用離子交換膜隔開(kāi)，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(yīng)。2電解精煉銅時(shí)，陽(yáng)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(dāng)含雜質(zhì)的銅在陽(yáng)極不斷溶解時(shí)，金屬活動(dòng)性位于銅之前的金屬雜質(zhì)，如Zn、Fe、Ni等也會(huì)同時(shí)失去電子，但是它們的陽(yáng)離子比銅離子難以還原，

20、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(dòng)性位于銅之后的銀、金等雜質(zhì)，因?yàn)槭ル娮拥哪芰Ρ茹~弱，難以在陽(yáng)極失去電子變成陽(yáng)離子而溶解，所以當(dāng)陽(yáng)極的銅等失去電子變成陽(yáng)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(yáng)極泥。題組訓(xùn)練電解原理的應(yīng)用來(lái)源:學(xué)優(yōu)gkstk1工業(yè)廢水中常含有一定量的Cr2O27，會(huì)對(duì)人類(lèi)及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生很大損害，電解法是一種行之有效的除去鉻的方法之一。該法用Fe作電極電解含Cr2O27的酸性廢水，最終將鉻轉(zhuǎn)化為Cr(OH)3沉淀，達(dá)到凈化目的。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是()A電解時(shí)選用Fe作陽(yáng)極，石墨棒作陰極B陰極附近的沉淀只有Cr(OH)3C陽(yáng)極

21、附近溶液中，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是Cr2O276Fe214H=2Cr36Fe37H2OD消耗1 mol Cr2O27，將有336 g Fe消耗，因此要定期更換鐵電極答案B解析Fe作陽(yáng)極，反應(yīng)產(chǎn)生Fe2，F(xiàn)e2與Cr2O27發(fā)生氧化還原反應(yīng)，F(xiàn)e2被氧化為Fe3，Cr2O27被還原為Cr3；陰極是H得到電子，導(dǎo)致陰極附近溶液的堿性增強(qiáng)，F(xiàn)e3、Cr3都會(huì)變?yōu)镕e(OH)3、Cr(OH)3沉淀，B錯(cuò)誤；消耗1 mol Cr2O27，必消耗6 mol Fe2，根據(jù)Fe守恒，將有6 mol Fe消耗，質(zhì)量336 g。2使用氯化鈉作原料可以得到多種產(chǎn)品。(1)實(shí)驗(yàn)室用惰性電極電解100 mL 0.1 m

22、olL1 NaCl溶液，若陰陽(yáng)兩極均得到112 mL氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則所得溶液的物質(zhì)的量濃度是_(忽略反應(yīng)前后溶液體積的變化)。(2)某學(xué)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(shí)，為使Cl2被完全吸收，制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液，設(shè)計(jì)了如圖的裝置。對(duì)電源電極名稱(chēng)和消毒液的主要成分判斷正確的是_。Aa為正極，b為負(fù)極；NaClO和NaClBa為負(fù)極，b為正極；NaClO和NaClCa為陽(yáng)極，b為陰極；HClO和NaCl來(lái)源:學(xué)優(yōu)GKSTKDa為陰極，b為陽(yáng)極；HClO和NaCl(3)實(shí)驗(yàn)室中很難用亞鐵鹽溶液與燒堿反應(yīng)制得白色純凈的Fe(OH)2沉淀。某同學(xué)利用

23、上圖裝置，只更換一個(gè)電極，通過(guò)電解法制取較純凈的Fe(OH)2沉淀，且較長(zhǎng)時(shí)間不變色。該同學(xué)換上的電解材料是_(用元素符號(hào)表示)，總的反應(yīng)式是_。答案(1)0.1 molL1(2)B(3)FeFe2H2O=電解Fe(OH)2H2解析(1)n(H2)n(Cl2)0.005 mol，參加反應(yīng)的n(NaCl)0.01 mol，說(shuō)明NaCl恰好電解完畢，溶液變?yōu)镹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(yīng)：2NaCl2H2O=電解2NaOHH2Cl2，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

24、陽(yáng)極，推出b為電源的正極，另一極為負(fù)極a。生成的Cl2與陰極區(qū)產(chǎn)生的NaOH反應(yīng)：Cl22NaOH=NaClNaClOH2O，則消毒液的主要成分是NaClO、NaCl。(3)題目要求通過(guò)電解法制取Fe(OH)2，電解質(zhì)溶液是NaCl溶液，必須通過(guò)電極反應(yīng)產(chǎn)生Fe2和OH。根據(jù)電極發(fā)生反應(yīng)的特點(diǎn)，選擇鐵作陽(yáng)極，鐵發(fā)生氧化反應(yīng)產(chǎn)生Fe2；溶液中的陽(yáng)離子Na、H向陰極移動(dòng)，根據(jù)放電順序，陰極H放電產(chǎn)生氫氣，H來(lái)源水的電離，反應(yīng)式2H2O2e=H22OH。在電場(chǎng)作用下，陽(yáng)極產(chǎn)生的Fe2與陰極產(chǎn)生的OH在定向移動(dòng)的過(guò)程中相遇，發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成Fe(OH)2沉淀。將陽(yáng)極反應(yīng)式、陰極反應(yīng)式疊加得到總的反應(yīng)

25、式：Fe2H2O=電解Fe(OH)2H2。3某小組同學(xué)認(rèn)為，如果模擬工業(yè)上離子交換膜法制燒堿的方法，那么可以設(shè)想用如圖裝置電解硫酸鉀溶液來(lái)制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鉀。 (1)該電解槽的陽(yáng)極反應(yīng)式為_(kāi)。此時(shí)通過(guò)陰離子交換膜的離子數(shù)_(填“大于”、“小于”或“等于”)通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的離子數(shù)。(2)制得的氫氧化鉀溶液從出口_(填“A”、“B”、“C”或“D”)導(dǎo)出。(3)通電開(kāi)始后，陰極附近溶液pH會(huì)增大，請(qǐng)簡(jiǎn)述原因_。(4)若將制得的氫氣、氧氣和氫氧化鉀溶液組合為氫氧燃料電池，則電池正極的反應(yīng)式為_(kāi)。答案(1)4OH4e=2H2OO2小于(2)D(3)H在陰極附近放電，引起水的電離平衡向右移

26、動(dòng)，使c(OH)>c(H)(4)O22H2O4e=4OH解析溶液中的OH在陽(yáng)極失電子產(chǎn)生O2：4OH4e=2H2OO2，所以在B口放出O2，從A口導(dǎo)出H2SO4。溶液中的H在陰極得到電子產(chǎn)生H2：2H2e=H2，則從C口放出H2，從D口導(dǎo)出KOH溶液。因SO24所帶電荷數(shù)大于K所帶電荷數(shù)，SO24通過(guò)陰離子交換膜，K通過(guò)陽(yáng)離子交換膜，所以通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的離子數(shù)大于通過(guò)陰離子交換膜的離子數(shù)。O2、H2、KOH溶液構(gòu)成燃料電池時(shí)，O2在電池正極放電：O24e2H2O=4OH?？键c(diǎn)三應(yīng)對(duì)電化學(xué)定量計(jì)算的三種方法 1計(jì)算類(lèi)型原電池和電解池的計(jì)算包括兩極產(chǎn)物的定量計(jì)算、溶液pH的計(jì)算、相對(duì)原子質(zhì)

27、量和阿伏加德羅常數(shù)的計(jì)算、產(chǎn)物的量與電量關(guān)系的計(jì)算等。2方法技巧(1)根據(jù)電子守恒計(jì)算用于串聯(lián)電路中陰陽(yáng)兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類(lèi)型的計(jì)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(yīng)式計(jì)算先寫(xiě)出電極反應(yīng)式，再寫(xiě)出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比例式計(jì)算。(3)根據(jù)關(guān)系式計(jì)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(jì)算所需的關(guān)系式。如以通過(guò)4 mol e為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式： 來(lái)源:學(xué)優(yōu)(式中M為金屬，n為其離子的化合價(jià)數(shù)值)該關(guān)系式具有總攬電化學(xué)計(jì)算的作用和價(jià)值，熟記電極反應(yīng)式，靈活運(yùn)用關(guān)系式便能快速解答常見(jiàn)的電化學(xué)計(jì)算問(wèn)題。提示在電化學(xué)計(jì)算中，還常利用Q

28、It和Qn(e)×NA×1. 60×1019C來(lái)計(jì)算電路中通過(guò)的電量。 題組一電化學(xué)的有關(guān)基本計(jì)算1兩個(gè)惰性電極插入500 mL AgNO3溶液中，通電電解。當(dāng)電解液的pH從6.0變?yōu)?.0時(shí)，(設(shè)電解過(guò)程中陰極沒(méi)有H2放出，且電解液在電解前后體積變化可以忽略不計(jì))電極上析出銀的質(zhì)量最大為()A27 mg B54 mg C106 mg D216 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(yīng)：陽(yáng)極4OH4e=O22H2O；陰極Age=Ag，電解的總反應(yīng)式為4AgNO32H2O=電解4AgO24HNO3。由電解的總反應(yīng)式可知，電解過(guò)程中生成的n(H)n(HNO

29、3)n(Ag)(103 molL1106 molL1)×0.5 L5×104 mol，m(Ag)5×104 mol×108 gmol10.054 g54 mg。2在如圖中，甲燒杯中盛有100 mL 0.50 molL1 AgNO3溶液，乙燒杯中盛有100 mL 0.25 molL1 CuCl2溶液，A、B、C、D均為質(zhì)量相同的石墨電極，如果電解一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)A極比C極重1.9 g，則 (1)電源E為_(kāi)極，F(xiàn)為_(kāi)極。(2)A極的電極反應(yīng)式為_(kāi)，析出物質(zhì)_ mol。(3)B極的電極反應(yīng)式為_(kāi)，析出氣體_ mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。(4)C極的電極反應(yīng)式為_(kāi)，析出的

30、物質(zhì)_ mol。(5)D極的電極反應(yīng)式為_(kāi)，析出氣體_ mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。(6)甲燒杯中滴入石蕊試液，_極附近變紅，如果繼續(xù)電離，在甲燒杯中最終得到_溶液。答案(1)負(fù)正(2)4Ag4e=4Ag0.025(3)4OH4e=2H2OO2140(4)Cu22e=Cu0.012 5(5)2Cl2e=Cl2280(6)BHNO3解析由電解一段時(shí)間后A極比C極重，可知A極上有Ag析出，C極上有Cu析出，若A極上析出銀的物質(zhì)的量為n(Ag)，則C極上析出Cu的物質(zhì)的量為12n(Ag)，有關(guān)系式108 gmol1n(Ag)64 gmol1n(Ag)×121.9 g，n(Ag)0.025 mol。由

31、此可知，兩電解池內(nèi)的電解質(zhì)均是足量的，故兩池電極反應(yīng)式分別為：A極：Age=Ag；B極：4OH4e=2H2OO2；C極：Cu22e=Cu；D極：2Cl2e=Cl2。A、C兩極析出物質(zhì)的物質(zhì)的量分別為0.025 mol和0.012 5 mol；B極析出O2的體積為0.006 25 mol×22.4 Lmol10.14 L140 mL；D極析出Cl2的物質(zhì)的量為0.012 5 mol×22.4 Lmol10.28 L280 mL。題組二分階段電解的相關(guān)計(jì)算3500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO3)0.6 molL1，用石墨作電極電解此溶液，當(dāng)通電一段時(shí)間

32、后，兩極均收集到2.24 L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，假定電解后溶液體積仍為500 mL，下列說(shuō)法正確的是()A原混合溶液中c(K)為0.2 molL1B上述電解過(guò)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(yáng)極反應(yīng)式為4OH4e=2H2OO2，陰極先后發(fā)生兩個(gè)反應(yīng)：Cu22e=Cu,2H2e=H2。從收集到O2為2.24 L這個(gè)事實(shí)可推知上述電解過(guò)程中共轉(zhuǎn)移0.4 mol電子，而在生成2.24 L H2的過(guò)程中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子，所以Cu2共得到0.4 mol0.

33、2 mol0.2 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(NO3)，c(K)c(H)c(NO3)，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(jìn)行電解，電解過(guò)程中，溶液pH隨時(shí)間t變化的曲線如右圖所示，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A陽(yáng)極先析出Cl2，后析出O2，陰極先產(chǎn)生Cu，后析出H2BAB段陽(yáng)極只產(chǎn)生Cl2，陰極只產(chǎn)生CuCBC段表示在陰極上是H放電產(chǎn)生了H2DCD段相當(dāng)于電解水答案C解析由于兩種溶液的體積

34、相等，物質(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(gè)階段：第一階段陽(yáng)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?yàn)殂~離子水解使溶液顯酸性，隨著電解的進(jìn)行，銅離子的濃度降低，酸性減弱，pH將增大。第二階段陽(yáng)極：1 mol氫氧根離子失1 mol電子(來(lái)源于水的電離)，陰極：0.5 mol銅離子再得1 mol電子，因?yàn)闅溲醺x子消耗，使水溶液中氯離子濃度增大，pH迅速減小。第三階段陽(yáng)極：氫氧根離子失電子，陰極：氫離子得電子，它們都來(lái)源于水的電離，實(shí)質(zhì)是電解水，導(dǎo)致溶液的體積減小，使溶液中氫離子濃度增大，pH

35、繼續(xù)減小。5(1)用惰性電極電解400 mL一定濃度的硫酸銅溶液(不考慮電解過(guò)程中溶液體積的變化)，通電一段時(shí)間后，向所得的溶液中加入0.1 mol CuO后，使溶液恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH，電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移的電子為_(kāi) mol。(2)如果向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后，使溶液恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH，電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移的電子為_(kāi) mol。(3)如果向所得的溶液中加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3后，使溶液恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH(不考慮CO2的溶解)，電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移的電子為_(kāi) mol。答案(1)0.2(2)0.4(3)0.6解析(1)電解硫酸銅溶液的反應(yīng)方程式

36、為2CuSO42H2O=電解2Cu2H2SO4O2，從方程式可以看出，電解硫酸銅過(guò)程中只析出銅和釋放出氧氣，加入0.1 mol CuO可以使溶液恢復(fù)至原來(lái)狀態(tài)，說(shuō)明參與反應(yīng)的硫酸銅只有0.1 mol，轉(zhuǎn)移的電子為0.2 mol。(2)加入0.1 mol Cu(OH)2可以使溶液恢復(fù)至原來(lái)狀態(tài)，說(shuō)明電解過(guò)程中不僅硫酸銅被電解，而且有水被電解。0.1 mol Cu(OH)2可以看作是0.1 mol CuO和0.1 mol H2O，則轉(zhuǎn)移的電子為0.4 mol。(3)加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3可以看作0.2 mol CuO、0.1 mol H2O和0.1 mol CO2，相當(dāng)于有0.

37、2 mol的硫酸銅和0.1 mol的水被電解，因此轉(zhuǎn)移的電子為0.6 mol?？键c(diǎn)四金屬的腐蝕和防護(hù) 1金屬腐蝕的本質(zhì)金屬原子失去電子變?yōu)榻饘訇?yáng)離子，金屬發(fā)生氧化反應(yīng)。2金屬腐蝕的類(lèi)型(1)化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕類(lèi)型化學(xué)腐蝕電化學(xué)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(wú)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(shí)發(fā)生，電化學(xué)腐蝕更普遍(2)析氫腐蝕與吸氧腐蝕以鋼鐵的腐蝕為例進(jìn)行分析：類(lèi)型析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜酸性較強(qiáng)(pH4.3)水膜酸性很弱或呈中性電極反應(yīng)負(fù)極Fe2e=Fe2來(lái)源:學(xué)優(yōu)GKSTK正極2H2e=H2O22H2O4e=4OH總反

38、應(yīng)式Fe2H=Fe2H22FeO22H2O=2Fe(OH)2聯(lián)系吸氧腐蝕更普遍鐵銹的形成：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O(鐵銹)(3x)H2O。3金屬的防護(hù)(1)電化學(xué)防護(hù)犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法原電池原理a負(fù)極：比被保護(hù)金屬活潑的金屬；b正極：被保護(hù)的金屬設(shè)備。外加電流的陰極保護(hù)法電解原理a陰極：被保護(hù)的金屬設(shè)備；b陽(yáng)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(hù)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下列有關(guān)金屬腐蝕的敘述正確的是()A金屬越純?cè)讲灰妆桓gB干燥環(huán)境下金屬不被腐蝕C銅

39、一定比鐵難腐蝕D金屬腐蝕有化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕答案D解析A項(xiàng)，金屬能不能被腐蝕主要取決于它的活潑性，而不是它的純度，如純鉀易被腐蝕，不正確；B項(xiàng)，干燥環(huán)境下，如果遇到氯氣，金屬也可以發(fā)生化學(xué)腐蝕，故不正確；C項(xiàng)，如果遇到濃硝酸，銅比鐵易腐蝕，不正確。2下列對(duì)幾種常見(jiàn)的金屬防腐方法的描述錯(cuò)誤的是()選項(xiàng)方法對(duì)相應(yīng)方法的描述A改變金屬內(nèi)部的組成結(jié)構(gòu)此法實(shí)際上是將金屬制成合金，增強(qiáng)抗腐蝕能力B在金屬表面覆蓋保護(hù)層保護(hù)層破損后，就完全失去了對(duì)金屬的保護(hù)作用C外加電流的陰極保護(hù)法接外加直流電源構(gòu)成電解池，被保護(hù)的金屬作陰極D犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法構(gòu)成原電池，被保護(hù)的金屬作正極答案B解析如果鍍層金屬比被保護(hù)

40、的金屬活潑，破損后可構(gòu)成原電池，仍然能在一定程度上保護(hù)金屬，B錯(cuò)誤。 題組一對(duì)金屬腐蝕快慢的考查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?yàn)?) A BC D答案C解析是Fe為負(fù)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(yīng)式：負(fù)極Fe2e=Fe2，正極2H2OO24e=4OH。均為原電池，中Fe為正極，被保護(hù)；中Fe為負(fù)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(yáng)極，Cu接電源負(fù)極作陰極的電解腐蝕，加快了Fe的腐蝕。是Fe接電源負(fù)極作陰極，Cu接電源正極作陽(yáng)極的電解腐

41、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?yàn)?gt;>>>>。2相同材質(zhì)的鐵在下圖中各情形下最不易被腐蝕的是() 答案C解析A中，食醋作電解質(zhì)溶液，鐵勺和銅盆是相互接觸的兩個(gè)金屬極，形成原電池，鐵是活潑金屬作負(fù)極；B中，食鹽水作電解質(zhì)溶液，鐵炒鍋和鐵鏟都是鐵碳合金，符合原電池形成的條件，鐵是活潑金屬作負(fù)極，碳作正極；C中，銅鍍層將鐵球覆蓋，使鐵被保護(hù)，所以鐵不易被腐蝕；D中，酸雨作電解質(zhì)溶液，鐵鉚釘和銅板分別作負(fù)極、正極，形成原電池。 判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律(1)對(duì)同一電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō)，腐蝕速率的快慢：電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕

42、>化學(xué)腐蝕>有防腐措施的腐蝕。(2)對(duì)同一金屬來(lái)說(shuō)，在不同溶液中腐蝕速率的快慢：強(qiáng)電解質(zhì)溶液中>弱電解質(zhì)溶液中>非電解質(zhì)溶液中。(3)活動(dòng)性不同的兩種金屬，活動(dòng)性差別越大，腐蝕越快。(4)對(duì)同一種電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō)，電解質(zhì)濃度越大，金屬腐蝕越快。題組二對(duì)析氫腐蝕和吸氧腐蝕的考查3按如圖所示裝置，進(jìn)行鐵釘被腐蝕的實(shí)驗(yàn)，一周后觀察(設(shè)水不蒸發(fā))。(1)若試管中液面上升，發(fā)生的是_腐蝕，則正極反應(yīng)式為_(kāi)，負(fù)極反應(yīng)式為_(kāi)。要順利完成此實(shí)驗(yàn)，所用的電解質(zhì)溶液可以是_。(2)若試管中液面下降，發(fā)生的是_腐蝕，正極反應(yīng)式為_(kāi)，負(fù)極反應(yīng)式為_(kāi)。要順利完成此實(shí)驗(yàn)，所用的電解質(zhì)溶液可以是_。答

43、案(1)吸氧2H2OO24e=4OHFe2e=Fe2氯化鈉溶液(或其他合理答案)(2)析氫2H2e=H2Fe2e=Fe2稀硫酸(或其他合理答案)解析(1)試管中的液面上升，表明內(nèi)部壓強(qiáng)減小，即發(fā)生吸氧腐蝕，故正極反應(yīng)式為2H2OO24e=4OH，負(fù)極反應(yīng)式為Fe2e=Fe2；吸氧腐蝕的電解質(zhì)溶液是中性或堿性溶液，如氯化鈉溶液。(2)試管中的液面下降，表明發(fā)生了析氫腐蝕，則正極反應(yīng)式為2H2e=H2，負(fù)極反應(yīng)式為Fe2e=Fe2；此時(shí)需要酸性電解質(zhì)溶液，如稀硫酸等。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(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到：開(kāi)始時(shí)導(dǎo)管內(nèi)液面下降，一段時(shí)間后導(dǎo)管內(nèi)液面回升

44、，略高于小試管內(nèi)液面。下列說(shuō)法正確的是()A生鐵片中的碳是原電池的陽(yáng)極，發(fā)生還原反應(yīng)B雨水酸性較強(qiáng)，生鐵片僅發(fā)生析氫腐蝕C墨水回升時(shí)，碳電極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OHD具支試管中溶液pH逐漸減小答案C解析生鐵片中的碳是原電池的正極，A錯(cuò)；雨水酸性較強(qiáng)，開(kāi)始時(shí)鐵片發(fā)生化學(xué)腐蝕和析氫腐蝕，產(chǎn)生氫氣，導(dǎo)管內(nèi)液面下降，一段時(shí)間后鐵片發(fā)生吸氧腐蝕，吸收氧氣，導(dǎo)管內(nèi)液面回升，B錯(cuò)；墨水回升時(shí)，鐵片發(fā)生吸氧腐蝕，碳極為正極，電極反應(yīng)為O22H2O4e=4OH，C對(duì)；鐵片無(wú)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(cuò)。 1(2013山東理綜，13)下列與金屬腐蝕有關(guān)的說(shuō)法正確的是() A

45、圖a中，插入海水中的鐵棒，越靠近底端腐蝕越嚴(yán)重B圖b中，開(kāi)關(guān)由M改置于N時(shí)，Cu­Zn合金的腐蝕速率減小C圖c中，接通開(kāi)關(guān)時(shí)Zn腐蝕速率增大，Zn上放出氣體的速率也增大D圖d中，Zn­MnO2干電池自放電腐蝕主要是由MnO2的氧化作用引起的答案B解析A項(xiàng)，插入海水中的鐵棒靠近液面的位置與氧氣接觸，易發(fā)生吸氧腐蝕；B項(xiàng)，開(kāi)關(guān)由M改置于N時(shí)，Zn作負(fù)極，Cu­Zn合金作正極，合金受到保護(hù)；C項(xiàng)，接通開(kāi)關(guān)形成原電池，Zn作負(fù)極，Zn的腐蝕速率增大，但氣體是在Pt電極上生成；D項(xiàng)，Zn­MnO2干電池自放電腐蝕主要是Zn發(fā)生氧化反應(yīng)而自放電。2(2013海南，10)下列敘述錯(cuò)誤的是()A生鐵中含有碳，抗腐蝕能力比純鐵弱B用錫焊接的鐵質(zhì)器件，焊接處易生銹C在鐵制品上鍍銅時(shí)，鍍件為陽(yáng)極，銅鹽為電鍍液D鐵管上鑲嵌鋅塊，鐵管不易被腐蝕答案C解析選項(xiàng)A，生鐵中的碳和鐵可以在鐵的表面構(gòu)成無(wú)數(shù)微小的原電池，能加速鐵的銹蝕；選項(xiàng)B，焊接處鐵、錫形成無(wú)數(shù)微小原電池，加速鐵的腐蝕；選項(xiàng)C，電鍍時(shí)，鍍層金屬銅作陽(yáng)極，鐵制品作陰極，用銅鹽溶液作電鍍液；選項(xiàng)D，由于Zn比Fe活潑，故鑲嵌鋅塊的鐵管不易被腐蝕。3(2013上海，14)右圖裝置中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Zn2HZn2H2，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()Aa、b不可能是同種材料的電極B該裝置可