高三一輪化學總復習-第3節(jié) 電解池 金屬的電化學腐蝕與防護 課件【系列四】

1、第三節(jié)電解池 金屬的電化學腐蝕與防護 考點一電解原理及規(guī)律【基礎(chǔ)回顧】1.電解與電解池: 得到還原失去氧化電能化學能2.電解池工作原理示意圖:還原陰極陽極氧化3.電極產(chǎn)物的判斷和電極反應式的書寫:(1)電極產(chǎn)物的判斷陰極:陽離子放電順序:Ag+Fe3+Cu2+H+(酸)Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+Ca2+K+。陽極:金屬(Au、Pt除外)電極S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根離子。(2)電極反應式的書寫。判斷陰、陽極,根據(jù)陽極電極材料,判斷是電極材料放電還是溶液中的離子放電。根據(jù)離子放電順序,確定放電的離子種類,分析電極反應,并判斷電極產(chǎn)物,按照“陽極氧化、陰極還原”寫出電極反應式

2、。電解水溶液時,應注意水電離出的H+、OH-放電時電極反應式的書寫。4.以惰性電極電解電解質(zhì)溶液的類型:類型實例電極反應電解液濃度pH電解質(zhì)溶液復原電解水型NaOH陰:_陽:_增大_H2SO4增大_Na2SO4增大_4H+4e-=2H24OH-4e-=2H2O+O2增大加水減小加水不變加水類型實例電極反應電解液濃度pH電解質(zhì)溶液復原電解電解質(zhì)型HCl陰:_ _陽:_減小_CuCl2陰: _陽:_減小_2H+2e-=H22Cl-2e-=Cl2增大通HClCu2+ +2e-=Cu2Cl-2e-=Cl2加CuCl2類型實例電極反應電解液濃度pH電解質(zhì)溶液復原放H2生堿型NaCl陰:_陽:_生成新電解

3、質(zhì)_放O2生酸型CuSO4陰:_陽:_生成新電解質(zhì)_2H+2e-=H22Cl-2e-=Cl2增大通HCl2Cu2+4e-=2Cu4OH-4e-=2H2O+O2減小加CuO、CuCO3【思維診斷】(正確的打“”,錯誤的打“”)(1)電解質(zhì)溶液的導電過程就是電解質(zhì)溶液被電解的過程。()提示:。溶液導電時,會在兩極發(fā)生氧化還原反應。(2)某些不能自發(fā)進行的氧化還原反應,通過電解可以實現(xiàn)。()提示:。電解可以使不能發(fā)生的反應得以進行,如NaCl和H2O電解條件下能發(fā)生反應。(3)電解硫酸等溶液,H+放電,溶液的pH逐漸增大。()提示:。電解硫酸溶液,實質(zhì)是電解水,溶液的濃度變大,pH減小。(4)用惰性

4、電極電解CuSO4溶液一段時間后,加入Cu(OH)2可使電解質(zhì)溶液恢復到電解前的狀況。()提示:。應加入CuO或CuCO3。(5)電解時,電解液中陽離子移向陽極,發(fā)生還原反應。()提示:。電解時,電解液中陽離子移向陰極。(6)用銅作電極電解CuSO4溶液的方程式為2Cu2+2H2O 2Cu+O2+4H+。()提示:。銅作電極電解CuSO4溶液時,陽極上Cu失去電子生成Cu2+,不會得到O2。電解=【方法點撥】(1)電解時溶液pH的變化規(guī)律。若電解時陰極上產(chǎn)生H2,陽極上無O2產(chǎn)生,電解后溶液pH增大;若陰極上無H2產(chǎn)生,陽極上產(chǎn)生O2,則電解后溶液pH減小;若陰極上有H2產(chǎn)生,陽極上有O2產(chǎn)生

5、,且 ,則有 “酸更酸,堿更堿,中性就不變”,即:a.如果原溶液是酸溶液,則pH變小;b.如果原溶液為堿溶液,則pH變大;c.如果原溶液為中性溶液,則電解后pH不變。(2)電解質(zhì)溶液的復原措施。電解后的溶液恢復到原狀態(tài),出什么加什么(即一般加入陰極產(chǎn)物與陽極產(chǎn)物的化合物)。如用惰性電極電解鹽酸(足量)一段時間后,若使溶液復原,應通入HCl氣體而不能加入鹽酸?！绢}組過關(guān)】1.(RJ選修4P83改編題)1 L 0.1 molL-1 AgNO3溶液在以Ag作陽極,Fe作陰極的電解槽中電解,當陰極增重2.16 g時,下列判斷正確的是(設電解按理論進行,溶液不蒸發(fā))()A.轉(zhuǎn)移的電子數(shù)是1.204102

6、2B.陽極上產(chǎn)生112 mL O2(標準狀況)C.溶液的濃度變化為0.08 molL-1D.反應中有0.01 mol Ag被氧化【解析】選A。轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量是0.02 mol,電子數(shù)=0.02 mol6.021023 mol-1=1.2041022,故A正確;陰極析出銀物質(zhì)的量為0.02 mol,轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為0.02 mol,溶液中銀離子物質(zhì)的量為0.1 mol,所以陽極不能生成氧氣,故B錯誤;電鍍時溶液濃度基本不變,溶液濃度仍為0.1 molL-1,故C錯誤;依據(jù)電極反應的電子守恒,反應中有0.02 mol的Ag被氧化,故D錯誤。2.常溫下用惰性電極電解NaHSO4溶液,電解一段

7、時間后,下列有關(guān)電解質(zhì)溶液變化的說法正確的是()世紀金榜導學號79100092A.電解質(zhì)溶液的濃度增大,pH減小B.電解質(zhì)溶液的濃度增大,pH增大C.電解質(zhì)溶液的濃度減小,pH減小D.電解質(zhì)溶液的濃度不變,pH不變【解析】選A。NaHSO4= Na+H+ ,溶液呈酸性,常溫下用惰性電極電解NaHSO4溶液實質(zhì)是電解水,因此NaHSO4溶液的濃度增大,c(H+)增大,pH減小,故A項正確。3.(2018惠州模擬)某小組用如圖裝置進行實驗,下列說法正確的是世紀金榜導學號79100093()A.閉合K,外電路電流方向為Fe電極石墨電極B.鹽橋中的電解質(zhì)可以用KClC.閉合K,石墨電極上只生成銅D.導

8、線中流過0.15 mol e-時,加入5.55 g Cu2(OH)2CO3,CuSO4溶液可恢復原組成【解析】選D。左側(cè)兩個燒杯構(gòu)成了一個原電池,Fe為負極,Ag為正極;右側(cè)燒杯為電解池。原電池中電流從正極流向負極,故外電路電流方向為Ag電極Pt電極,石墨電極Fe電極,A項錯誤。KCl中的Cl-與Ag+反應,會導致中間燒杯中的電解質(zhì)減少,故鹽橋中的電解質(zhì)不能用KCl,B項錯誤。閉合K,石墨連接原電池的負極,石墨為陰極,發(fā)生還原反應,Cu2+被完全還原成Cu后,電解生成的硫酸所電離出的H+再被還原生成氫氣,C項錯誤。右側(cè)燒杯中n(CuSO4)=0.05 L1 molL-1=0.05 mol,加入

9、的nCu2(OH)2CO3=5.55 g222 gmol-1 =0.025 mol。導線中流過0.1 mol電子時,發(fā)生反應: 2CuSO4+2H2O 2Cu+2H2SO4+O2,再流過0.05 mol通電=電子時,發(fā)生反應:2H2O 2H2+O2;消耗了CuSO4和H2O,其中n(CuSO4)=0.05 mol,n(H2O)=0.05 mol +0.025 mol=0.075 mol;反應后,加入0.025 mol堿式碳酸銅,發(fā)生反應Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+3H2O+CO2,生成的n(CuSO4)=0.05 mol, n(H2O)=0.075 mol,D項正確。通

10、電=4.(2018十堰模擬)某小組為研究電化學原理,設計了甲、乙、丙三種裝置(C1、C2、C3均為石墨)。下列敘述正確的是()A.甲、丙中化學能轉(zhuǎn)化為電能,乙中電能轉(zhuǎn)化為化學能B.C1、C2分別是陽極、陰極;鋅片、鐵片上都發(fā)生氧化反應C.C1上和C3上放出的氣體相同,銅片上和鐵片上放出的氣體也相同D.甲中溶液的pH逐漸增大,丙中溶液的pH逐漸減小【解析】選C。A項,甲沒有外接電源,是將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,為原電池;乙、丙有外接電源,是將電能轉(zhuǎn)化為化學能的裝置,為電解池,錯誤。B項,C1、C2分別連接電源的正、負極,分別是電解池的陽極、陰極;鋅片作負極發(fā)生氧化反應,鐵片作陰極發(fā)生還原反應,錯

11、誤。C項,C1和C3都是陽極,氯離子在陽極上失電子生成氯氣,銅片上和鐵片上都是氫離子得電子生成氫氣,正確。D項,甲中正極和丙中陰極上都是氫離子得電子生成氫氣,隨著反應的進行,溶液的pH均增大,錯誤?！炯庸逃柧殹?.用兩支惰性電極插入CuSO4溶液中,通電電解,當有110-3 mol的OH-放電時,溶液顯淺藍色,則下列敘述正確的是()A.陽極上析出3.6 mL O2(標準狀況)B.陰極上析出32 mg CuC.陰極上析出11.2 mL H2(標準狀況)D.陽極和陰極質(zhì)量都無變化【解析】選B。用惰性電極電解CuSO4溶液時,陰極: 2Cu2+4e-= 2Cu,陽極:4OH-4e-=O2+2H2O。

12、當有110-3 mol的OH-放電時,生成標準狀況下的O2為5.6 mL,A錯誤;在陰極上析出32 mg Cu,陰極質(zhì)量增加,B正確;C、D錯誤。2.用惰性電極電解一定濃度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 molL-1D.電解過程中陽極收集氣體體積為1.12 L(標準狀況下)【解析】選B。加入0.1 mol Cu(OH)2相當于加入0.1 mol CuO和0.1 mol H2O,故

13、CuSO4電解完后還電解了部分水,陰極析出了0.1 mol Cu和0.1 mol H2,A錯誤;析出0.1 mol Cu轉(zhuǎn)移電子0.2 mol,析出0.1 mol H2轉(zhuǎn)移電子0.2 mol,故轉(zhuǎn)移的電子的總物質(zhì)的量為0.4 mol, B正確;原CuSO4溶液的物質(zhì)的量為0.1 mol,不知溶液體積,無法求濃度,C錯誤;電解過程中陽極始終產(chǎn)生O2,根據(jù)轉(zhuǎn)移的電子的總物質(zhì)的量為0.4 mol,產(chǎn)生O2體積為2.24 L(標準狀況下),D錯誤?？键c二電解池原理的應用 【基礎(chǔ)回顧】2Cl-2e-=Cl22H+2e-=H22NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2通電=(2)裝置裝置離子交換膜電解

14、槽陽極鈦網(wǎng)(涂有鈦、釕等氧化物涂層)陰極碳鋼網(wǎng)陽離子交換膜只允許陽離子通過,能阻止陰離子和氣體通過將電解槽隔成陽極室和陰極室2.電解精煉銅:粗銅精銅Zn-2e-=Zn2+Ni-2e-=Ni2+Cu-2e-=Cu2+Cu2+2e-= Cu注意:電解精煉銅時,陽極質(zhì)量減小,陰極質(zhì)量增加,溶液中的Cu2+濃度減小。3.電鍍銅:銅含鍍層金屬陽離子的電解質(zhì)溶液待鍍金屬制品Cu-2e-=Cu2+Cu2+2e-=Cu減小增加不變4.電解冶煉鈉:2Cl-2e-=Cl22Na+2e-=2Na2NaCl 2Na+Cl2通電=【思維診斷】(正確的打“”,錯誤的打“”)(1)電鍍銅和電解精煉銅時,電解質(zhì)溶液中的c(C

15、u2+)均保持不變。()提示:。電解精煉銅時電解質(zhì)溶液中的c(Cu2+)減少。(2)電解冶煉鎂、鋁通常電解MgCl2和Al2O3,也可電解MgO和AlCl3。()提示:。電解制取鎂不用氧化鎂,因為氧化鎂的熔點高;電解制取鋁不用氯化鋁,因為氯化鋁是共價化合物,熔融時不導電。(3)若把Cu+H2SO4=CuSO4+H2設計成電解池,應用Cu作陽極。()提示:。Cu是活潑電極作陽極,優(yōu)先失去電子。(4)電解飽和食鹽水時,兩個電極均不能用金屬材料。 ()提示:。電解飽和食鹽水時,兩極都可以用鉑電極。(5)用銅作陽極、石墨作陰極電解CuCl2溶液時,陽極電極反應式為2Cl-2e-= Cl2。()提示:。

16、陽極是活潑電極,會先失去電子。(6)用惰性電極電解MgCl2溶液所發(fā)生反應的離子方程式為2Cl-+2H2O Cl2+H2+2OH-。()提示:。OH-會和溶液中的Mg2+反應。電解=(7)粗銅電解精煉時,若電路中通過2 mol e-,陽極減少64 g()提示:。陽極除了銅失去電子,還有其他活潑金屬?！镜漕}探究】角度一 電解原理應用于工業(yè)生產(chǎn)【典題1】次磷酸(H3PO2)是一種精細磷化工產(chǎn)品,具有較強的還原性?；卮鹣铝袉栴}:H3PO2也可用電滲析法制備?！八氖译姖B析法”工作原理如圖所示(陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過):(1)寫出陽極的電極反應_。(2)分析產(chǎn)品室可得到H3PO2的原因_

17、。(3)早期采用“三室電滲析法”制備H3PO2:將“四室電滲析法”中陽極室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替,并撤去陽極室與產(chǎn)品室之間的陽膜,從而合并了陽極室與產(chǎn)品室。其缺點是產(chǎn)品中混有_雜質(zhì),該雜質(zhì)產(chǎn)生的原因是_?！咎轿㈩}眼】題眼信息推斷破題秘籍較強的還原性容易被氧化劑氧化陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過陰離子不能通過陽膜,陽離子不能通過陰膜產(chǎn)品室可得到H3PO2離子是怎樣進入產(chǎn)品室生成H3PO2的撤去陽極室與產(chǎn)品室之間的陽膜從H3PO2進入了陽極室,且有很強的還原性角度分析【解析】(1)陽極室電極上發(fā)生氧化反應,失電子的是OH-。2H2O-4e-= 4H+O2或4OH-4e-=2H2O+

18、O2。(2)由于陽極室OH-放電,造成H+濃度增大,H+通過陽膜進入產(chǎn)品室,而原料室中的H2P 可以通過陰膜進入產(chǎn)品室,生成H3PO2。(3)由于H3PO2具有較強的還原性,電解時就會有H3PO2在陽極放電而生成H3PO4(或陽極區(qū)有O2生成,能將H3PO2氧化成H3PO4)。答案:(1)2H2O-4e-= 4H+O2或4OH-4e-= 2H2O+O2(2)陽極室的H+穿陽膜擴散至產(chǎn)品室,原料室的H2P 穿陰膜擴散至產(chǎn)品室,二者反應生成H3PO2(3) H2P 或H3PO2被氧化 【母題變式】(1)為什么次磷酸(H3PO2)具有較強的還原性?提示:次磷酸(H3PO2)中磷元素為+1價,是磷元素

19、的較低價態(tài),故具有較強的還原性。(2)寫出中陽極室生成雜質(zhì)的反應方程式_。提示:H3PO2+O2=H3PO4【歸納提升】1.電解時電子和離子移動方向:(1)電子:從電源負極流向電解池的陰極;從電解池的陽極流向電源的正極。(2)離子:陽離子移向電解池的陰極;陰離子移向電解池的陽極。移動方向圖示:陽得陰失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)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。(3)當電解池的電極材料為活性電極時,則陽極為電極本身失電子,不能再用電解規(guī)律。 【素養(yǎng)升華】模

20、型認知電解池解題的思維路徑角度二 電解原理應用于污水處理【典題2】(2016全國卷)三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如圖所示,采用惰性電極,ab、cd均為離子交換膜,在直流電場的作用下,兩膜中間的Na+和 可通過離子交換膜,而兩端隔室中離子被阻擋不能進入中間隔室。下列敘述正確的是世紀金榜導學號79100094()A.通電后中間隔室的 向正極區(qū)遷移,正極區(qū)溶液pH增大B.該法在處理含Na2SO4廢水時可以得到NaOH和H2SO4產(chǎn)品C.負極反應為2H2O-4e-= O2+4H+,負極區(qū)溶液pH降低D.當電路中通過1 mol電子的電量時,會有0.5 mol的O2生成【解析】選B。電解池中

21、陰離子向陽極移動,所以通電后中間隔室的 向正極區(qū)遷移,陽極上氫氧根離子放電產(chǎn)生氧氣,溶液中氫離子濃度增大,pH減小,A項錯誤;電解時在負極區(qū)生成NaOH,在正極區(qū)生成H2SO4,B項正確;陰極反應是氫離子得到電子生成氫氣,溶液中氫氧根離子濃度增大,pH升高,C項錯誤;當電路中通過1 mol電子的電量時,會有0.25 mol的O2生成,D項錯誤。 【母題變式】(1)正極區(qū)的電極反應式是_,隨著電解的進行Na2SO4溶液濃度_(填“增大”“不變”或“減小”)。提示:4OH-4e-=2H2O+O2減小。通電后OH-移向陽極,OH-放電產(chǎn)生氧氣;由于Na+不斷被交換,分別進入陰極區(qū)、陽極區(qū),所以Na2

22、SO4濃度減小。(2)ab、cd分別為_、_(填“陰”或“陽”)離子交換膜。提示:ab是陽離子交換膜、cd是陰離子交換膜。通電后陰離子移向陽極,陽離子移向陰極,所以ab是陽離子交換膜、cd是陰離子交換膜?！練w納提升】1.陰、陽極的判斷方法:(1)根據(jù)外接電源:正極連陽極,負極連陰極。(2)根據(jù)電流方向:從陰極流出,從陽極流入。(3)根據(jù)電子流向:從陽極流出,從陰極流入。(4)根據(jù)離子流向:陰離子移向陽極,陽離子移向陰極。(5)根據(jù)電極產(chǎn)物:a.陽極:電極溶解、逸出O2(或極區(qū)變酸性)或Cl2;b.陰極:析出金屬、逸出H2(或極區(qū)變堿性)。2.電解計算的三種方法:如可以通過4 mol e-為橋梁

23、構(gòu)建如下關(guān)系式: (式中M為金屬,n為其離子的化合價數(shù)值)【拓展示例】用甲烷燃料電池電解200 mL一定濃度的NaCl與CuSO4的混合溶液,其裝置如下圖:理論上中兩極所得氣體的體積隨時間變化的關(guān)系如坐標圖所示(氣體體積已換算成標準狀況下的體積)。(1)陽極發(fā)生2Cl-2e-=Cl2、4OH-4e-=O2+2H2O,陰極發(fā)生Cu2+2e-=Cu、2H+2e-=H2,結(jié)合圖可知,為陰極氣體體積與時間的關(guān)系,為陽極氣體體積與時間的關(guān)系。(2)產(chǎn)生氯氣為224 mL,則由2Cl-2e-=Cl2可知, n(NaCl)= 2=0.02 mol。(3)由t2時生成氧氣為112 mL,n(O2)= =0.0

24、05 mol,則共轉(zhuǎn)移電子為0.02 mol+0.005 mol4=0.04 mol,根據(jù)電子守恒及Cu2+2e-=Cu可知,n(CuSO4)= =0.02 mol?！舅仞B(yǎng)升華】 模型認知電解池中電極反應式的書寫步驟【題組過關(guān)】1.(RJ選修4P83改編題)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4OH-4e-= 2H2O+O2B.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【解析】選D。X為陽極,電極反應為2Cl-2e-= Cl2,A錯誤;電解精煉銅時,Cu2+濃度減小,B錯

25、誤;電鍍銅時,純銅作陽極,C錯誤;電解熔融的氯化鎂制取金屬鎂,D正確。2.(2018滁州模擬)常溫下,NCl3是一種黃色黏稠狀液體,是制備新型水消毒劑ClO2的原料,可以采用如圖所示裝置制備NCl3。下列說法正確的是()世紀金榜導學號79100095A.每生成1 mol NCl3,理論上有4 mol H+經(jīng)質(zhì)子交換膜由右側(cè)向左側(cè)遷移B.可用濕潤的淀粉KI試紙檢驗氣體MC.石墨極的電極反應式為 +3Cl-6e-= NCl3+4H+D.電解過程中,質(zhì)子交換膜右側(cè)溶液的pH會減小【解析】選C。A項,由 NCl3,根據(jù)元素化合價變化知, 中N由-3價升高至+3價,每生成1 mol NCl3,理論上有6

26、 mol H+由質(zhì)子交換膜右側(cè)向左側(cè)(陰極區(qū))遷移,錯誤。B項,M是氫氣,不能用濕潤的淀粉KI試紙檢驗,錯誤。C項,石墨電極發(fā)生氧化反應,電極反應式為 +3Cl-6e-=NCl3+4H+,正確。D項,電解過程中,質(zhì)子交換膜右側(cè)溶液中c(H+)減小,溶液pH增大,錯誤。3.高鐵酸鹽在能源環(huán)保領(lǐng)域有廣泛用途。用鎳(Ni)、鐵作電極電解濃NaOH溶液制備高鐵酸鈉(Na2FeO4)的裝置如圖所示。下列說法正確的是()A.鐵是陽極,電極反應為Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2B.電解一段時間后,鎳電極附近溶液的pH減小C.若離子交換膜為陰離子交換膜,則電解結(jié)束后左側(cè)溶液中含有Fe D.每制得1 mo

27、l Na2FeO4,理論上可以產(chǎn)生67.2 L氣體【解析】選C。用鎳(Ni)、鐵作電極電解濃NaOH溶液制備高鐵酸鈉(Na2FeO4),鐵失電子生成高鐵酸鈉,則鐵作陽極,鎳作陰極,電極反應式為Fe+8OH-6e-= Fe +4H2O,A錯誤;鎳電極上H+放電生成H2,c(H+)減小,溶液的pH增大,B錯誤;若離子交換膜為陰離子交換膜,Fe 穿過陰離子交換膜向左側(cè)擴散,左側(cè)溶液中會含有Fe ,C正確;溫度和壓強未知,不能計算生成氣體的體積,D錯誤。4.(2018崇左模擬)已知反應:2Cr +2H+ Cr2 +H2O。某科研小組用如圖電解裝置,由Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7溶液。下列有關(guān)

28、敘述正確的是()A.Cr 生成Cr2 的反應為非氧化還原反應,不能通過電解方法獲得B.a為電源正極C.d口流出的NaOH溶液的濃度與c口通入的NaOH溶液的濃度相同D.Na+從右側(cè)通過陽離子交換膜進入左側(cè)【解析】選D。電解裝置右側(cè)發(fā)生Na2CrO4轉(zhuǎn)化為Na2Cr2O7的反應,盡管鉻元素化合價無變化,但該反應必須在酸性環(huán)境中才能發(fā)生,故可以通過電解方法獲得,A項錯誤;右側(cè)反應時所需的H+來源于H2O的電解,電極反應式為2H2O-4e-=O2+4H+,故右側(cè)電極為陽極,陽極連接電源正極,即b為電源正極,a為電源負極,B項錯誤;左側(cè)電極反應式為2H2O+2e-=H2+2OH-,故d口流出的NaOH

29、溶液的濃度比c口通入的NaOH溶液的濃度大,C項錯誤;電解時,陽離子從陽極流向陰極,D項正確?！炯庸逃柧殹?.(2018柳州模擬)用一種陰、陽離子雙隔膜三室電解槽處理廢水中的 ,模擬裝置如圖所示,下列說法正確的是()A.陽極的電極反應式為Fe-3e-=Fe3+B.陰極的電極反應式為4OH-4e-=2H2O+O2C.電解一段時間后，陰極室溶液中的pH升高D.電解一段時間后，陰極室溶液中的溶質(zhì)一定是(NH4)3PO4【解析】選C。Fe為陽極,發(fā)生反應Fe-2e-=Fe2+,A錯誤;陰極上H+放電生成H2,電極反應式為2H+2e-= H2,B錯誤;電解時,陰極上H+放電生成H2,溶液中c(OH-)增

30、大,溶液中pH增大,C正確;電解時,溶液中向陰極室移動,H+放電生成H2,溶液中OH-和 結(jié)合生成電解質(zhì)NH3H2O,所以陰極室中溶質(zhì)為NH3H2O和(NH4)3PO4或NH4H2PO4、(NH4)2HPO4,D錯誤。2.電解加工是利用電解原理使金屬在電解液中溶蝕成預定形狀的方法。電解加工一銅構(gòu)件的示意圖如圖,陽極銅件被溶蝕,而陰極的質(zhì)量和形狀都保持不變,則原始電解液不宜含有大量的()A. B.Cl-C.Na+D.Cu2+【解析】選D。由題意陰極的質(zhì)量和形狀都保持不變,可判斷陰極沒有金屬析出,故原電解液不宜含有大量的Cu2+。考點三金屬的腐蝕與防護 【基礎(chǔ)回顧】1.金屬腐蝕的本質(zhì):金屬原子_變

31、為金屬陽離子,金屬發(fā)生_反應。失去電子氧化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與接觸到的干燥氣體(如O2、Cl2、SO2等)或_液體(如石油)等接觸不純金屬或合金跟_接觸現(xiàn)象_電流產(chǎn)生_電流產(chǎn)生非電解質(zhì)電解質(zhì)溶液無有微弱類型化學腐蝕電化學腐蝕本質(zhì)金屬被_較活潑金屬被_聯(lián)系兩者往往同時發(fā)生,_腐蝕更普遍氧化氧化電化學(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_電極材料及反應負極Fe: _正極C: _C: _水膜酸性較強水膜酸性很弱或呈中性Fe-2e-= Fe2+2H+2e-=H2O2+2H2O+4e-=4OH-類型析氫腐蝕吸

32、氧腐蝕總反應式_聯(lián)系_更普遍Fe+2H+=Fe2+H22Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2吸氧腐蝕3.金屬電化學腐蝕規(guī)律:(1)對同一種金屬來說,腐蝕的快慢:強電解質(zhì)溶液_弱電解質(zhì)溶液_非電解質(zhì)溶液。(2)活動性不同的兩金屬:活動性差別越大,活動性強的金屬腐蝕越_?？?3)對同一種電解質(zhì)溶液來說,電解質(zhì)溶液濃度越大,腐蝕越快,且氧化劑的濃度越高,氧化性越強,腐蝕越快。(4)電解原理引起的腐蝕_原電池原理引起的腐蝕_化學腐蝕_有防護措施的腐蝕。4.金屬電化學保護的兩種方法:正負陰陽5.其他防護方法:如加保護層(涂油漆、油脂、搪瓷、陶瓷、瀝青、塑料等),電鍍。【思維診斷】(正確的打“”,錯誤的

33、打“”)(1)在金屬表面覆蓋保護層,若保護層破損后,就完全失去了對金屬的保護作用。()提示:。白鐵是鍍鋅鐵,保護層破壞后鋅作負極仍然保護鐵。(2)因空氣中CO2的存在,金屬表面形成一層酸膜,所以大多數(shù)金屬發(fā)生的是析氫腐蝕。()提示:。強酸性環(huán)境發(fā)生析氫腐蝕,弱酸性或中性環(huán)境發(fā)生吸氧腐蝕,自然界中大多數(shù)金屬發(fā)生吸氧腐蝕。(3)純銀器表面變黑和鋼鐵表面生銹腐蝕原理一樣。()提示:。純銀器表面變黑是因為發(fā)生化學腐蝕生成了Ag2S。而鋼鐵生銹是由于發(fā)生了電化學腐蝕。(4)干燥環(huán)境下金屬不被腐蝕。()提示:。干燥環(huán)境下金屬難被腐蝕,不是不被腐蝕。(5)Al、Fe、Cu在潮濕的空氣中腐蝕均生成氧化物。()

34、提示:。Cu在潮濕的空氣中生成銅綠Cu2(OH)2CO3?！绢}組過關(guān)】1.對如圖裝置(鐵的防護)的分析正確的是()A.甲裝置是犧牲陽極的陰極保護法B.乙裝置是犧牲陽極的陰極保護法C.一段時間后甲、乙裝置中pH均增大D.甲、乙裝置中鐵電極的電極反應式均為2H+2e-=H2【解析】選B。A項,甲裝置中C為陽極,陽極上氯離子失電子,Fe為陰極,陰極上氫離子得電子,屬于外加電流的陰極保護法,故A錯誤;B項,乙裝置中Zn為負極,Fe為正極,正極上氧氣得電子,Fe不參加反應,Fe被保護,所以是犧牲陽極的陰極保護法,故B正確;C項,甲裝置中電解氯化鈉生成氫氧化鈉,溶液的pH增大,乙裝置中負極Zn失電子,正極

35、氧氣得電子,最終生成氫氧化鋅,溶液的pH幾乎不變,故C錯誤;D項,乙中正極上氧氣得電子生成氫氧根離子,所以Fe電極上沒有氫氣生成,故D錯誤。2.(2017全國卷)支撐海港碼頭基礎(chǔ)的防腐技術(shù),常用外加電流的陰極保護法進行防腐,工作原理如圖所示,其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極。下列有關(guān)表述不正確的是世紀金榜導學號79100096()A.通入保護電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零B.通電后外電路電子被強制從高硅鑄鐵流向鋼管樁C.高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流D.通入的保護電流應該根據(jù)環(huán)境條件變化進行調(diào)整【解析】選C。通過外加電流的陰極保護法可以有效防止鋼管樁的腐蝕,從而使鋼管樁表面腐蝕電流接近

36、于零,A項正確;通電后高硅鑄鐵為陽極,發(fā)生氧化反應,電子流出通過外電路流向鋼管樁,B項正確;高硅鑄鐵為惰性輔助陽極,陽極反應的實質(zhì)是水的電解,高硅鑄鐵并不是損耗陽極材料,只起傳遞電流的作用,C項錯誤;可以根據(jù)發(fā)生腐蝕的趨勢不同調(diào)整通入的保護電流,D項正確。3.在一塊表面無銹的鐵片上滴食鹽水,放置一段時間后看到鐵片上有鐵銹出現(xiàn)。鐵片腐蝕過程中發(fā)生的總化學方程式:2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2,Fe(OH)2進一步被氧氣氧化為Fe(OH)3,再在一定條件下脫水生成鐵銹,其原理如圖。下列說法正確的是()A.鐵片發(fā)生還原反應而被腐蝕B.鐵片腐蝕最嚴重區(qū)域應該是生銹最多的區(qū)域C.鐵片腐蝕中負極

37、發(fā)生的電極反應:2H2O+O2+4e-= 4OH-D.鐵片里的鐵和碳與食鹽水形成無數(shù)微小原電池,發(fā)生了電化學腐蝕【解析】選D。鐵原子失去電子變?yōu)镕e2+,發(fā)生氧化反應而被腐蝕,A錯誤;由于得失電子在不同的區(qū)域,所以鐵片腐蝕最嚴重區(qū)域與生銹最多的區(qū)域是不同的區(qū)域,B錯誤;鐵片腐蝕中正極發(fā)生的電極反應:2H2O +O2+4e-= 4OH-,C錯誤;由于活動性FeC,所以鐵片里的鐵和碳與食鹽水形成無數(shù)微小原電池,因為是中性或極弱酸性環(huán)境,所以發(fā)生的電化學腐蝕是吸氧腐蝕,D正確。4.(2018大同模擬)鋼鐵防護方法有多種,圖中的方法描述正確的是()A.b為電源負極B.該方法是犧牲陽極的陰極保護法C.電子流向:a鋼鐵閘門輔助電極baD.電源改用導線連接進行防護時,輔助電極發(fā)生氧化反應【解析】選D。從圖示可知,由于有外加電源,故此為外加電流的陰極保護法,B錯誤;A項,在外加電流的陰極