高中化學(xué)人教版化學(xué)反應(yīng)原理第四章電化學(xué)基礎(chǔ)第三節(jié)電解池

第十一講電解、電鍍和電化學(xué)腐蝕適用學(xué)科化學(xué)適用年級(jí)高二適用區(qū)域全國(guó)本講時(shí)長(zhǎng)120min知識(shí)點(diǎn)1.電解池的工作原理及電極式的書(shū)寫(xiě)2.電鍍的原理及粗銅精煉原理3.電化學(xué)腐蝕及防護(hù)教學(xué)目標(biāo)1.掌握電解池的工作原理2.掌握電鍍及銅精煉原理3.能熟練書(shū)寫(xiě)出電極反應(yīng)式4.從原電池原理分析金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因及危害。5.用原電池、電解池的原理采取措施，防止金屬腐蝕。教學(xué)重難點(diǎn)1.電解池的工作原理2.電極反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)教學(xué)過(guò)程一、復(fù)習(xí)預(yù)習(xí)上節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了化學(xué)電源的工作原理，本次課我們將學(xué)習(xí)電解的工作原理二、知識(shí)講解考點(diǎn)1電解原理1.裝置：電解氯化銅溶液CuCl2溶液的電解2．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)說(shuō)明電解質(zhì)溶液在導(dǎo)電，形成閉合回路與負(fù)極相連的石墨棒上逐漸覆蓋了一層紅色固體析出金屬銅與正極相連的碳棒一側(cè)有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，濕潤(rùn)的KI淀粉試紙變藍(lán)產(chǎn)生了氯氣3.實(shí)驗(yàn)原理分析(1)通電前，Cu2＋、H＋、Cl－以及OH－在溶液中作自由運(yùn)動(dòng)通電時(shí)，在電場(chǎng)的作用下，這些自由運(yùn)動(dòng)的離子改作定向運(yùn)動(dòng)即Cl－、OH－等陰離子趨向陽(yáng)極，Cu2＋、H＋等陽(yáng)離子趨向陰極。(2)兩個(gè)電極上的反應(yīng)和總反應(yīng)：陽(yáng)極(與電源正極相連)：2Cl－－2e－=Cl2↑。陰極(與電源負(fù)極相連)：Cu2＋＋2e－=Cu?？偡磻?yīng)：CuCl2Cu＋Cl2↑。結(jié)論：電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過(guò)程，就是電解質(zhì)溶液的電解過(guò)程。電解題型中解題規(guī)律的總結(jié)（1）電解池的電極和電極反應(yīng)（2）電解時(shí)電極產(chǎn)物的判斷陽(yáng)極產(chǎn)物的判斷①活性金屬電極：金屬電極失電子，被溶解，生成對(duì)應(yīng)金屬陽(yáng)離子。②惰性電極(Pt、Au、C)：陰離子失電子，生成對(duì)應(yīng)非金屬單質(zhì)。陰離子放電順序：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根>F－。陰極產(chǎn)物的判斷與電極材料無(wú)關(guān)，直接根據(jù)陽(yáng)離子放電順序進(jìn)行判斷，陽(yáng)離子放電順序：Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋?？键c(diǎn)2氯堿工業(yè)1．電解飽和食鹽水制燒堿、氯氣和氫氣（1）裝置(2)原理陽(yáng)極(C)：2Cl－－2e－=Cl2↑(氧化反應(yīng))陰極(Fe)：2H＋＋2e－=H2↑(還原反應(yīng))總反應(yīng)：2NaCl＋2H2O2NaOH+Cl2↑＋H2↑(3)現(xiàn)象：陰極：有無(wú)色氣泡產(chǎn)生，電解前若向溶液中滴入酚酞，陰極區(qū)溶液變紅；陽(yáng)極有黃綠色氣體生成，該氣體可使?jié)駶?rùn)的淀粉KI試紙變藍(lán)?？键c(diǎn)3粗銅精煉（1）裝置(2)原理：(以電解精煉銅為例)陽(yáng)極(粗銅)：Cu－2e－=Cu2＋(主要反應(yīng))陰極(精銅)：Cu2＋＋2e－=Cu(3)特點(diǎn)：陽(yáng)極粗銅中的銅(以及比銅活潑的鋅、鐵、鎳等)被氧化，陰極Cu2＋被還原；其他Zn2＋、Fe2＋留在溶液中，而比銅活潑性弱的銀、金等金屬沉積在陽(yáng)極下面，形成陽(yáng)極泥。電解質(zhì)溶液的濃度會(huì)逐漸減小?？键c(diǎn)4電鍍（1）裝置(2)原理(以金屬制品上鍍銀為例)陰極：Ag＋＋e－=Ag陽(yáng)極：Ag－e－=Ag＋(3)特點(diǎn)：一多、一少、一不變。一多指陰極上有鍍層金屬沉積，一少指陽(yáng)極上有鍍層金屬溶解；一不變指電鍍液濃度不變。要求：體現(xiàn)出知識(shí)點(diǎn)和考點(diǎn)之間的關(guān)系或本知識(shí)點(diǎn)的易錯(cuò)點(diǎn)考點(diǎn)5金屬的腐蝕及防護(hù)1.金屬的腐蝕金屬的腐蝕概念金屬腐蝕是指金屬與周?chē)臍怏w或液體物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起損耗的現(xiàn)象特征金屬被腐蝕后，在外形、色澤以及機(jī)械性能方面會(huì)發(fā)生變化本質(zhì)金屬腐蝕的本質(zhì)是金屬失去電子變成陽(yáng)離子，發(fā)生氧化反應(yīng)類(lèi)型化學(xué)腐蝕金屬與接觸到的干燥氣體(如O2、Cl2、SO2等)或非電解質(zhì)液體(如石油)等直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕電化學(xué)腐蝕不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，會(huì)發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失去電子而被氧化的腐蝕。電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕更普遍，危害更大2.電化學(xué)腐蝕(1)析氫腐蝕含義：金屬表面的電解質(zhì)溶液酸性較強(qiáng)。腐蝕過(guò)程有H2放出電極反應(yīng)負(fù)極：Fe－2e－=Fe2＋正極：2H＋＋2e－=H2↑總反應(yīng)：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑(2)吸氧腐蝕含義：鋼鐵表面吸附的水膜，酸性很弱或呈中性、堿性時(shí)，氧氣參加電極反應(yīng)電極反應(yīng)負(fù)極：2Fe－4e－=2Fe2＋正極：O2＋2H2O＋4e－=4OH－總反應(yīng)：2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2金屬防銹的方法（1）.犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法應(yīng)用原電池原理，讓被保護(hù)金屬作正極，另找一種活潑性較強(qiáng)的金屬作負(fù)極。例如輪船的船底要鑲鋅塊，并定期更換（2）．外加電流的陰極保護(hù)法利用電解池原理，把被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備作為陰極，用惰性電極作為輔助陽(yáng)極，兩者在電解質(zhì)溶液里，接外加直流電源。（3）其它：如刷漆、搪瓷、制成不銹鋼等三、例題精析【例題1】現(xiàn)用Pt電極電解1L濃度均為mol/L的HCl、CuSO4的混合溶液，裝置如圖，下列說(shuō)法正確的是()A．電解開(kāi)始時(shí)陰極有H2放出B．電解開(kāi)始時(shí)陽(yáng)極上發(fā)生：Cu2＋＋2e－=CuC．當(dāng)電路中通過(guò)電子的量超過(guò)mol時(shí)，此時(shí)陰極放電的離子發(fā)生了變化D．整個(gè)電解過(guò)程中，SOeq\o\al(2－,4)不參與電極反應(yīng)【答案】D【解析】方法點(diǎn)撥：判斷電解池中的產(chǎn)物步驟：1．對(duì)于電解池，首先要考慮陽(yáng)極材料，若為惰性電極，溶液中的陰離子被氧化；若為金屬電極，則被氧化的是電極本身。過(guò)于活潑的金屬不能作電極材料(K、Na)。2．若溶液中的陰、陽(yáng)離子有多種，則根據(jù)離子放電順序判定什么離子先放電，什么離子后放電，并寫(xiě)出電極方程式。3．注意根據(jù)電子流向和電流流向判斷電極是相反的。依據(jù)放電順序陰極先放電的是Cu2＋，故陰極開(kāi)始析出的是Cu，陽(yáng)極先放電的是Cl－，故陽(yáng)極開(kāi)始產(chǎn)生的是Cl2。故A、B錯(cuò)；由陰極反應(yīng)Cu2＋＋2e－=Cu，n(Cu2＋)＝mol，當(dāng)電路中通過(guò)電子的量達(dá)到mol時(shí)，此時(shí)Cu2＋消耗完畢，陰極放電離子變?yōu)镠＋，所以C錯(cuò)；陽(yáng)極先是Cl－放電，當(dāng)Cl－消耗完畢，此時(shí)H2O電離產(chǎn)生的OH－開(kāi)始在陽(yáng)極放電，SOeq\o\al(2－,4)不參與電極反應(yīng)?！纠}2】在鐵制品上鍍一層一定厚度的鋅層，以下方案設(shè)計(jì)正確的是()A．鋅作陽(yáng)極，鍍件作陰極，溶液中含有鋅離子B．鉑作陰極，鍍件作陽(yáng)極，溶液中含有鋅離子C．鐵作陽(yáng)極，鍍件作陰極，溶液中含有亞鐵離子D．鋅作陰極，鍍件作陽(yáng)極，溶液中含有亞鐵離子【答案】A【解析】本題考查的是電鍍的原理。電鍍?cè)硎清儗幼麝?yáng)極、鍍件作陰極，含有鍍層金屬陽(yáng)離子的電解質(zhì)溶液作電鍍液。故正確答案為A。【例題3】鋼鐵很容易生銹而被腐蝕，每年因腐蝕而損失的鋼材占世界鋼鐵年產(chǎn)量的四分之一。(1)鋼鐵腐蝕主要是吸氧腐蝕，該腐蝕過(guò)程中的電極反應(yīng)式為：正極：__________________________________，負(fù)極：___________________________________。(2)為了降低某水庫(kù)的鐵閘門(mén)被腐蝕的速率，可以采用甲圖所示的方案，其中焊接在閘門(mén)上的固體材料R可以采用________。A．銅B．鈉C．鋅D．石墨(3)乙圖所示的方案也可以降低鐵閘門(mén)的腐蝕速率，其中鐵閘門(mén)應(yīng)該連接在直流電源的________極。【答案】(1)O2＋2H2O＋4e－=4OH－2Fe－4e－=2Fe2＋(2)C(3)負(fù)【解析】(1)發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，負(fù)極上Fe失去電子，正極上O2得到電子。(2)鐵閘門(mén)上連接一塊比鐵活潑的金屬如鋅，就可由鋅失去電子，鋅被溶解，而鐵被保護(hù)，屬于犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法。(3)屬于外加電流的陰極保護(hù)法，需把被保護(hù)的鐵閘門(mén)連接在電源的負(fù)極?！纠}4】用惰性電極進(jìn)行電解，下列說(shuō)法正確的是()A．電解稀硫酸，實(shí)質(zhì)上是電解水，故溶液pH不變B．電解稀氫氧化鈉溶液，要消耗OH－，故溶液pH減小C．電解硫酸鈉溶液，在陰極上和陽(yáng)極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶2D．電解氯化銅溶液，在陰極上和陽(yáng)極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶1【答案】D【解析】解題思路:電解產(chǎn)物判斷：1．用惰性電極電解電解質(zhì)水溶液時(shí)，首先要全面分析電解質(zhì)溶液的組成，找全離子并分為陰、陽(yáng)兩組，然后排出陰、陽(yáng)離子的放電順序，寫(xiě)出兩極上的電極反應(yīng)式。2．根據(jù)兩極的電極反應(yīng)式寫(xiě)出反應(yīng)的總離子方程式時(shí)，要注意：若參與電極反應(yīng)的H＋(或OH－)是由水電離出來(lái)的，應(yīng)用水的分子式表示。3．若陰極為H＋放電，則陰極區(qū)c(OH－)增大；若陽(yáng)極區(qū)OH－放電，則陽(yáng)極區(qū)c(H＋)增大；若陰、陽(yáng)極同時(shí)有H＋、OH－放電，相當(dāng)于電解水，電解質(zhì)溶液濃度增大(飽和溶液例外)。電解稀硫酸實(shí)質(zhì)上是電解水，c(H＋)增大，溶液pH減小，A項(xiàng)錯(cuò)誤；電解稀氫氧化鈉溶液，實(shí)質(zhì)上也是電解水，c(OH－)增大，溶液pH增大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電解硫酸鈉溶液，在陰析上生成H2，陽(yáng)極上生成O2，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移計(jì)算其物質(zhì)的量之比為2∶1，C項(xiàng)錯(cuò)誤。D項(xiàng)正確。四、課堂運(yùn)用【基礎(chǔ)】1.關(guān)于電解NaCl水溶液，下列敘述正確的是()A．電解時(shí)在陽(yáng)極得到氯氣，在陰極得到金屬鈉B．若在陽(yáng)極附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色C．若在陰極附近的溶液中滴入酚酞試液，溶液呈無(wú)色D．電解一段時(shí)間后，將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中，充分?jǐn)嚢韬笕芤撼手行浴敬鸢浮緽【解析】電解食鹽水時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為：陽(yáng)極：2Cl－－2e－=Cl2↑陰極：2H＋＋2e－=H2↑總反應(yīng)：2NaCl＋2H2O電解,2NaOH＋H2↑＋Cl2↑對(duì)照分析選項(xiàng)，A錯(cuò)誤；陽(yáng)極附近的溶液中會(huì)溶有少量的Cl2，滴加KI溶液后發(fā)生反應(yīng)：Cl2＋2I－=I2＋2Cl－，溶液呈棕色，B正確；陰極附近產(chǎn)生大量的OH－，滴加酚酞后變紅色，C錯(cuò)誤；電解后生成NaOH，溶液呈堿性，D錯(cuò)誤。2.下列有關(guān)用惰性電極電解AgNO3溶液一段時(shí)間后的說(shuō)法正確的是()A．電解過(guò)程中陰極質(zhì)量不斷增加B．電解過(guò)程中溶液的pH不斷升高C．此時(shí)向溶液中加入適量的Ag2O固體不能使溶液恢復(fù)至電解前的狀況D．電解后兩極產(chǎn)生的氣體體積比為2∶1【答案】A【解析】用惰性電極電解AgNO3溶液，總的電解反應(yīng)式為：4AgNO3＋2H2O電解,4Ag＋O2↑＋4HNO3，則陰極上析出銀，陽(yáng)極上放出氧氣，A項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤；由于生成HNO3，溶液的pH應(yīng)不斷降低，B項(xiàng)錯(cuò)誤；要使溶液恢復(fù)到電解前的狀況要看加入的物質(zhì)在溶液中的反應(yīng)：2Ag2O＋4HNO3=4AgNO3＋2H2O，得到的物質(zhì)恰好是反應(yīng)掉的物質(zhì)，可使溶液恢復(fù)至電解前的狀況，C項(xiàng)錯(cuò)誤；故選A。3.下列關(guān)于電解池的敘述中正確的是()A．電解池中的閉合回路僅是由電子的定向移動(dòng)形成的B．金屬導(dǎo)線(xiàn)中電子從電源的負(fù)極流向電解池的陽(yáng)極，從電解池的陰極流向電源的正極C．在電解質(zhì)溶液中，陰離子向陰極運(yùn)動(dòng)，陽(yáng)離子向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)D．相同時(shí)間內(nèi)，陽(yáng)離子在陰極上得到的電子與陰離子在陽(yáng)極上失去的電子數(shù)相等【答案】D【解析】在電解池中，外電路上是靠電子的定向移動(dòng)形成電流，而電解質(zhì)溶液中是靠陰、陽(yáng)離子的定向移動(dòng)而形成電流，因此A項(xiàng)錯(cuò)誤；在電解池中，電子由電源的負(fù)極流向電解池的陰極，由電解池的陽(yáng)極流向電源的正極，因此B項(xiàng)錯(cuò)誤；在電解質(zhì)溶液中，陰離子向著陽(yáng)極移動(dòng)，陽(yáng)離子向著陰極移動(dòng)，因此C項(xiàng)錯(cuò)誤。4．下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．電解質(zhì)的導(dǎo)電過(guò)程是化學(xué)變化，而金屬的導(dǎo)電是物理變化B．電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的過(guò)程，就是電解質(zhì)被電解的過(guò)程C．電解質(zhì)在任何條件下均可以導(dǎo)電D．電解質(zhì)溶液導(dǎo)電過(guò)程中一定有新物質(zhì)生成【答案】C【解析】電解質(zhì)導(dǎo)電的過(guò)程就是被電解的過(guò)程，在電解過(guò)程中發(fā)生氧化還原反應(yīng)，一定有新物質(zhì)生成，所以是化學(xué)變化；而金屬導(dǎo)電是靠自由電子的定向移動(dòng)，無(wú)新物質(zhì)生成，是物理變化，故A、B、D項(xiàng)正確。電解質(zhì)要導(dǎo)電只有在電離的條件下，存在自由移動(dòng)的離子時(shí)才能導(dǎo)電，所以C項(xiàng)錯(cuò)誤?！眷柟獭?.下列描述中，不符合生產(chǎn)實(shí)際的是()A．電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁，用鐵作陽(yáng)極B．電解法精煉粗銅，用純銅作陰極C．電解飽和食鹽水制燒堿，用涂鎳碳鋼網(wǎng)作陰極D．在鍍件上電鍍鋅，用鋅作陽(yáng)極【答案】A【解析】A錯(cuò)，用C作陽(yáng)極；B正確，粗Cu作陽(yáng)極，純銅作陰極；C正確，用涂鎳碳鋼網(wǎng)作陰極；D正確，鍍件作陰極，Zn作陽(yáng)極，選A。2．下圖中能驗(yàn)證氯化鈉溶液(含酚酞)電解產(chǎn)物的裝置是()【答案】D【解析】電解飽和食鹽水時(shí)，陰極生成H2，收集時(shí)試管口向下；陽(yáng)極生成Cl2，通入淀粉碘化鉀溶液時(shí)，溶液變藍(lán)色。電子從直流電源流向電解池陰極，故正確的選項(xiàng)是D。3．某學(xué)生欲完成2HCl＋2Ag=2AgCl＋H2↑反應(yīng)，設(shè)計(jì)了下列四個(gè)實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為可行的實(shí)驗(yàn)是()【答案】C【解析】反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，應(yīng)設(shè)計(jì)成電解池，金屬銀失電子作陽(yáng)極與電源的正極相連。4．如圖各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐蝕由快到慢的順序?yàn)?)A．②①③④B．④③①②C．④②①③ D．③②④①【答案】C【解析】①中Fe放置在海水中，形成了無(wú)數(shù)微小原電池，發(fā)生電化學(xué)腐蝕。②③④均構(gòu)成了原電池。②中Fe的活潑性強(qiáng)于Sn，F(xiàn)e作負(fù)極發(fā)生了電化學(xué)腐蝕；③中Zn的活潑性比Fe強(qiáng)，Zn作負(fù)極被腐蝕，而Fe被保護(hù)；④中Fe的活潑性遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于Cu，所以Fe作負(fù)極被腐蝕，并且②中形成的電流弱于④中電流，所以④中Fe比②腐蝕得快，①比②腐蝕得慢。因此Fe被腐蝕由快到慢的順序?yàn)棰堍冖佗邸?．以下現(xiàn)象與電化學(xué)腐蝕無(wú)關(guān)的是()A．鍍錫鐵器比鍍鋅鐵器表面破損時(shí)更易被腐蝕B．純鐵不容易生銹C．鑲有相鄰的銀牙和金牙容易引起頭痛D．輸送氯氣的鋼管易被氯氣腐蝕【答案】D【解析】A項(xiàng)中鍍錫鐵器表面破損時(shí)形成原電池，F(xiàn)e作負(fù)極，易被腐蝕，而鍍鋅鐵器表面破損時(shí)形成原電池，F(xiàn)e作正極，被保護(hù)。B項(xiàng)中純鐵不能形成原電池，所以不容易被腐蝕。C項(xiàng)中相鄰的銀牙和金牙容易形成原電池產(chǎn)生電流，使人頭痛惡心。D項(xiàng)中鐵和Cl2直接發(fā)生反應(yīng)，為化學(xué)腐蝕，與電化學(xué)腐蝕無(wú)關(guān)?！景胃摺?.根據(jù)如圖所示裝置回答：(1)當(dāng)X為Pt，Y為Fe，Z為AgNO3時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)式為_(kāi)__________，陰極反應(yīng)式為_(kāi)_________，電解反應(yīng)式為_(kāi)______________________。(2)X為Cu，Y為Fe，Z為CuSO4時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)式為_(kāi)___________，陰極反應(yīng)式為_(kāi)______________________?！敬鸢浮?1)4OH－－4e－=2H2O＋O2↑4Ag＋＋4e－=4Ag2H2O＋4AgNO34Ag＋O2↑＋4HNO3(2)Cu－2e－=Cu2＋Cu2＋＋2e－=Cu【解析】電解池中與電源正極相連的是陽(yáng)極(X)與電源負(fù)極相連的是負(fù)極(Y)。根據(jù)電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)規(guī)則寫(xiě)出方程式。2.鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，正極上發(fā)生的電極反應(yīng)是()A．2H＋＋2e－=H2↑B．Fe2＋＋2e－=FeC．2H2O＋O2＋4e－=4OH－D．Fe3＋＋e－=Fe2＋【答案】C【解析】鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕，正極反應(yīng)為2H2O＋O2＋4e－=4OH－。3．下列有關(guān)金屬的保護(hù)方法的說(shuō)法中正確的是()A．常使用的快餐杯表面有一層搪瓷，若搪瓷層破損后仍能起到防止鐵生銹的作用B．白鐵(鍍鋅鐵)鍍層破損后，鐵皮的腐蝕速率很慢C．輪船的船殼水線(xiàn)以下常裝有一些鋅塊，這是利用了犧牲陰極的陽(yáng)極保護(hù)法D．鋼鐵制造的暖氣管道外常涂有一層瀝青，這是鋼鐵的電化學(xué)保護(hù)法【答案】B【解析】A項(xiàng)中涂層破損后，鐵直接暴露在空氣中，因而搪瓷層不能對(duì)破損部分進(jìn)行保護(hù)；B項(xiàng)中鍍層破損后由于鋅的金屬性比鐵強(qiáng)，和鐵構(gòu)成原電池，鋅作負(fù)極，保護(hù)鐵不被腐蝕；C選項(xiàng)應(yīng)是犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法；D項(xiàng)中應(yīng)是用瀝青作涂層的涂層保護(hù)法。4．按照下圖接通線(xiàn)路，反應(yīng)一段時(shí)間后，回答下列問(wèn)題(假設(shè)所提供的電能可以保證電解反應(yīng)的順利進(jìn)行)：(1)U形管內(nèi)可觀(guān)察到________，寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程________________________。(2)在小燒杯a、b中分別有什么現(xiàn)象產(chǎn)生？________________________________。(3)如果小燒杯中有0.508g碘析出，那么燒杯c中負(fù)極的質(zhì)量減輕________g?！敬鸢浮?1)兩極上均有氣泡產(chǎn)生，U形管右邊酚酞溶液變紅；2KCl＋2H2O2KOH＋H2↑＋Cl2↑(2)a燒杯中溶液變?yōu)樗{(lán)色，b燒杯中有無(wú)色氣泡產(chǎn)生(3)【解析】圖中左圖是原電池，鋅為負(fù)極，鉑為正極，所以U形管的左邊電極為電解池的陽(yáng)極，右邊電極為陰極，電解KCl溶液：2KCl＋2H2O,2KOH＋H2↑＋Cl2↑，左邊產(chǎn)生氯氣，使淀粉KI溶液變藍(lán)，U形管右邊酚酞溶液變紅，0.508g碘為mol，所以燒杯中減少的鋅的物質(zhì)的量為mol，質(zhì)量為0.13g。課程小結(jié)本節(jié)課通過(guò)具體裝置展示和講解相結(jié)合的方法學(xué)習(xí)了電化學(xué)中的電解、電鍍和粗銅精煉，能夠有利于將抽象的知識(shí)點(diǎn)具體化，有利于學(xué)生的接受。課后作業(yè)【基礎(chǔ)】＝a的某電解質(zhì)溶液中，插入兩支惰性電極，通直流電一段時(shí)間后，溶液的pH>a，則該電解質(zhì)可能是()A．NaOH B．H2SO4C．AgNO3 D．Na2SO4【答案】A【解析】由陰、陽(yáng)離子的放電順序可知，電解NaOH、H2SO4、Na2SO4溶液的實(shí)質(zhì)都是電解水，電解質(zhì)溶液的濃度都增大，故NaOH溶液的pH增大，H2SO4溶液的pH減小，Na2SO4溶液的pH不變；AgNO3的電解方程式為：4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3，故溶液的pH減小。2.下圖中，鐵腐蝕由快到慢的順序?yàn)?電解質(zhì)溶液為水)________。【答案】⑤>④>①>②>③>⑥【解析】①中由于水中溶解了氧氣，鐵與雜質(zhì)碳會(huì)形成原電池，發(fā)生電化學(xué)腐蝕；②中鐵在油中，氧氣難以溶解，無(wú)電解質(zhì)溶液，不能形成原電池；③、④都形成原電池，但③中鐵為正極，受到保護(hù)；④中鐵為負(fù)極，被氧化；⑤、⑥都形成了電解池；⑤中鐵與電源的正極相連，作陽(yáng)極，氧化速率加快；⑥中鐵與電源的負(fù)極相連，作陰極，受到保護(hù)。所以鐵腐蝕由快到慢的順序?yàn)棰?gt;④>①>②>③>⑥。3．下列說(shuō)法不正確的是()A．不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，一般可以通過(guò)電解實(shí)現(xiàn)B．電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是化學(xué)變化，金屬導(dǎo)電是物理變化C．電解池和原電池中均發(fā)生氧化還原反應(yīng)D．電解、電離、原電池均需要通電【答案】D【解析】電離不需要通電，而是在溶于水或熔化狀態(tài)下發(fā)生的。4．能用電解原理說(shuō)明的問(wèn)題是()①電解是把電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能②電解是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能③電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是化學(xué)變化，金屬導(dǎo)電是物理變化④不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，通過(guò)電解的原理可以實(shí)現(xiàn)⑤任何溶液被電解時(shí)，必須導(dǎo)致氧化還原反應(yīng)的發(fā)生A．①②③④B．②③⑤C．③④D．①③④⑤【答案】D【解析】本題主要考查了電解原理。從能量轉(zhuǎn)化的角度看，電解是把電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的過(guò)程，故①對(duì)、②錯(cuò)；電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過(guò)程，必將伴隨著兩個(gè)電極上氧化還原反應(yīng)的發(fā)生，同時(shí)生成新的物質(zhì)，故③、⑤對(duì)；某些不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，通過(guò)電解供給電能可以實(shí)現(xiàn)，故④對(duì)。所以①③④⑤選項(xiàng)都符合題意。故正確答案為D?！眷柟獭?.潛艇的金屬外殼浸在海水中，在海水和空氣的作用下會(huì)被腐蝕。(1)若海水呈中性，一艘鋼制外殼的潛艇在海水中發(fā)生腐蝕的電極反應(yīng)式為：正極：__________________________________，負(fù)極：__________________________________。(2)為有效地保護(hù)潛艇，下列措施中最好的是________。A．采用純鐵制造潛艇外殼B．采用耐腐蝕的合金制造潛艇外殼C．在潛艇外殼上涂一層油D．在潛艇外殼上裝一定數(shù)量的鋅塊【答案】(1)O2＋2H2O＋4e－=4OH－2Fe－4e－=2Fe2＋(2)B【解析】金屬防護(hù)的方法很多，可以采取以下措施進(jìn)行。(1)改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)。合金鋼中含有合金元素，使組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，耐腐蝕。如不銹鋼。(2)在金屬表面覆蓋保護(hù)層。常見(jiàn)方式有：涂油脂、油漆或覆蓋搪瓷、塑料等；使表面生成致密氧化膜；在表面鍍一層有自我保護(hù)作用的另一種金屬。(3)電化學(xué)保護(hù)法：①外加電源的陰極保護(hù)法：接上外加直流電源構(gòu)成電解池，被保護(hù)的金屬作陰極。②犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法：外加負(fù)極材料，構(gòu)成原電池，被保護(hù)的金屬作正極。2.火法煉銅得到的粗銅中含多種雜質(zhì)(如鋅、金和銀等)，其性能遠(yuǎn)不能達(dá)到電氣工業(yè)的要求，工業(yè)上常用電解精煉法將粗銅提純。在電解精煉時(shí)()A．粗銅接電源負(fù)極B．純銅做陰極C．雜質(zhì)都將以單質(zhì)形式沉積到池底D．純銅片增重2.56g，電路中通過(guò)電子為mol【答案】B【解析】電解精煉時(shí)，粗銅接電源正極，純銅做陰極；活動(dòng)性Zn＞Cu，Zn－2e－=Zn2＋；純銅片增重2.56g，即mol，電路中通過(guò)的電子應(yīng)為mol。3．如下圖所示，下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述正確的是()a電極b電極X溶液實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象A石墨石墨CuCl2a電極質(zhì)量增加，b電極放出無(wú)色氣體BFe石墨KNO3a電極質(zhì)量增加，b電極放出無(wú)色氣體CFeCuCuSO4a電極質(zhì)量增加，b電極質(zhì)量減少D石墨石墨HCla電極放出無(wú)色氣體，b電極放出無(wú)色氣體【答案】C【解析】這是一個(gè)電解裝置，其中A、D選項(xiàng)中是惰性電極，且電解液都含有氯離子，所以b電極應(yīng)該放出黃綠色的氣體(氯氣)；B選項(xiàng)中的a電極質(zhì)量不變；C選項(xiàng)中所組成的電解池相當(dāng)于電鍍池，其中b電極的銅溶解，質(zhì)量減少，而a電極上析出銅，質(zhì)量增加。4．下列關(guān)于銅電極的敘述中，正確的是()A．銅鋅原電池中銅是正極B．用電解法精煉粗銅時(shí)粗銅作陰極C．在鍍件上電鍍銅時(shí)可用金屬銅作陰極D．電解稀硫酸制H2、O2時(shí)銅作陽(yáng)極【答案】A【解析】本題主要考查了原電池、電解池的區(qū)別。A敘述的是原電池，銅不如鋅活潑，銅應(yīng)為正極。B、C、D敘述的是電解池。電解池的陽(yáng)極發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生得到電子的還原反應(yīng)，所以精煉粗銅時(shí)，粗銅應(yīng)作為陽(yáng)極，鍍銅時(shí)銅也應(yīng)作為陽(yáng)極以提供Cu2＋，而電解稀硫酸時(shí)，如把銅作為陽(yáng)極，銅就會(huì)首先放電，陽(yáng)極就不能產(chǎn)生氧氣。故選A。5．把兩個(gè)惰性電極插入500mL的AgNO3溶液中，通電電解。當(dāng)電解液的pH從變?yōu)闀r(shí)(設(shè)電解時(shí)陰極沒(méi)有氫氣析出，且電解液在電解前后體積可以忽略)，電極上析出銀的質(zhì)量大約是()A．27mgB．54mgC．108mgD．216mg【答案】B【解析】本題考查的是有關(guān)電解反應(yīng)的計(jì)算。首先應(yīng)弄清楚兩極的反應(yīng)。陽(yáng)極：4OH－－4e－=O2↑＋2H2O；陰極沒(méi)有氫氣析出，則陰極反應(yīng)為：Ag＋＋e－=Ag。OH－的消耗導(dǎo)致了H＋的增加，增加量為1×10－3mol/L×0.5L＝5×10－4mol，即轉(zhuǎn)移電子數(shù)5×10－4mol，析出銀的質(zhì)量為5×10－4mol×108g/mol＝0.054g＝54mg?！景胃摺?.金屬鎳有廣泛的用途，粗鎳中含有少量的Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，用電解法制備高純度的鎳，下列敘述中正確的是()A．陽(yáng)極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為：Ni2＋＋2e－=NiB．電解過(guò)程中，陽(yáng)極質(zhì)量減少與陰極質(zhì)量增加相等C．電解后，溶液中存在的金屬陽(yáng)離子只有Fe2＋和Zn2＋D．電解后，電解槽底部的陽(yáng)極泥中只有Cu和Pt【答案】D【解析】本題為課本中“電解精煉銅”的遷移應(yīng)用，A項(xiàng)陽(yáng)極應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng)。C項(xiàng)溶液中的陽(yáng)離子主要為Ni2＋，根據(jù)金屬原子的還原性和金屬陽(yáng)離子的氧化順序，陽(yáng)極反應(yīng)為Zn－2e－=Zn2＋，F(xiàn)e－2e－=Fe2＋，Ni－2e－=Ni2＋，Cu、Pt在該條件下不失電子，陰極反應(yīng)為Ni2＋＋2e－=Ni，F(xiàn)e2＋、Zn2＋在該條件下不得電子。比較兩電極反應(yīng)，因Zn、Fe、Ni的相對(duì)原子質(zhì)量不等，當(dāng)兩極通過(guò)相同的電量時(shí)，陽(yáng)極減少的質(zhì)量與陰極增加的質(zhì)量不等。2.課題式研究性學(xué)習(xí)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維的良好方法，某研究性學(xué)習(xí)小組將下列裝置如圖連接，C、D、E、F、X、Y都是惰性電極。將電源接通后，向乙中滴人酚酞試液，在F極附近顯紅色。試回答下列問(wèn)題：(1)電源A極的名稱(chēng)是____________________________________________。(2)甲裝置中電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式：________________________________