備考2024屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)講義第六章化學(xué)反應(yīng)與能量變化第6講電解池工作原理的常規(guī)應(yīng)用及金屬的腐蝕與防護考點1氯堿工業(yè)電鍍及精煉銅

第6講電解池工作原理的常規(guī)應(yīng)用及金屬的腐蝕與防護課標要求核心考點五年考情核心素養(yǎng)對接1.認識電解在實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化和儲存能量中的具體應(yīng)用。2.了解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的本質(zhì)，知道金屬腐蝕的危害，了解防止金屬腐蝕的措施。3.能利用電化學(xué)原理解釋金屬腐蝕現(xiàn)象，選擇并設(shè)計防腐措施。4.學(xué)生必做實驗：簡單的電鍍實驗氯堿工業(yè)、電鍍及精煉銅2023年6月浙江，T13；2023上海，T18；2023廣東，T13；2020年1月浙江，T18證據(jù)推理與模型認知：能判斷裝置是否可以實現(xiàn)電解；能解釋電解過程的工作原理金屬的腐蝕與防護2023重慶，T5；2021重慶，T17；2020上海，T18；2020江蘇，T11；2019上海，T17；2019江蘇，T10命題分析預(yù)測1.高考中關(guān)于氯堿工業(yè)、銅的精煉、電鍍等傳統(tǒng)應(yīng)用的考查相對較少，常引入新情境考查離子交換膜和雙極膜的應(yīng)用。2.預(yù)計2025年高考會以新型電化學(xué)裝置為載體，結(jié)合環(huán)保、物質(zhì)的分離與提純以及物質(zhì)的制備考查離子交換膜的應(yīng)用和金屬的防護在實際工業(yè)中的應(yīng)用考點1氯堿工業(yè)、電鍍及精煉銅1.氯堿工業(yè)陰極反應(yīng)：[1]2H2O＋2e－2OH－＋H2↑；陽極反應(yīng)：[2]2Cl－－2e－Cl2↑電解反應(yīng)：2NaCl＋2H2O電解H2↑＋Cl2↑＋2NaOH該電解池中，離子交換膜為[3]陽離子交換膜，其作用為[4]允許陽離子（Na＋）通過，不允許OH－和氣體通過，防止OH－與Cl2反應(yīng)，防止H2與Cl2反應(yīng)2.精煉銅陽極反應(yīng)：[5]Cu－2e－Cu2＋（或Zn－2e－Zn2＋；Fe－2e－Fe2＋；Ni－2e－Ni2＋）。陰極反應(yīng)：Cu2＋＋2e－Cu注意（1）陽極泥的主要成分有Ag、Au。（2）利用該原理也可設(shè)計精煉銀。3.電鍍電鍍銅，陽極反應(yīng)：[6]Cu－2e－Cu2＋。陰極反應(yīng)：[7]Cu2＋＋2e－Cu電鍍銀，陽極反應(yīng)：[8]Ag－e－Ag＋。陰極反應(yīng)：[9]Ag＋＋e－Ag4.工業(yè)電解制活潑金屬制鈉，陰極反應(yīng)：[10]Na＋＋e－Na。陽極反應(yīng)：[11]2Cl－－2e－Cl2↑?？偡磻?yīng)：2NaCl（熔融）電解2Na＋Cl2↑制鎂，陰極反應(yīng)：[12]Mg2＋＋2e－Mg。陽極反應(yīng)：[13]2Cl－－2e－Cl2↑。總反應(yīng)：MgCl2（熔融）電解Mg＋Cl2↑制鋁，陰極反應(yīng)：[14]Al3＋＋3e－Al。陽極反應(yīng)：[15]2O2－－4e－O2↑?？偡磻?yīng)：2Al2O3（熔融）電解冰晶石4Al＋3O21.易錯辨析。（1）電解飽和食鹽水時，兩個電極均不能用金屬材料。（?）（2）電解精煉銅和電鍍銅時，電解質(zhì)溶液中的Cu2＋濃度均保持不變。（?）（3）[2021湖南]工業(yè)上常用電解熔融MgCl2制備金屬鎂。（√）2.電解食鹽水時：（1）將濕潤的淀粉碘化鉀試紙沾到玻璃棒上，靠近陽極產(chǎn)生的氣體，若試紙變藍，則證明陽極產(chǎn)生氯氣。（2）向陰極室滴入酚酞溶液的現(xiàn)象是溶液變紅。3.電解精煉銅時，陰極析出Cu，陽極Zn、Fe、Cu等放電時，Au、Ag形成陽極泥，陰極增加的質(zhì)量與陽極減少的質(zhì)量不相等（填“相等”或“不相等”）。4.（1）MgO的熔點高（填“高”或“低”，下同），能耗高，所以不采用電解MgO的方法制金屬鎂。（2）AlCl3是分子晶體，熔融狀態(tài)不導(dǎo)電（填“導(dǎo)電”或“不導(dǎo)電”），所以不采用電解熔融AlCl3的方法制金屬鋁。（3）電解制備金屬鋁時，陽極產(chǎn)生的O2與石墨在高溫下反應(yīng)，消耗石墨，所以要定期更換石墨。研透高考明確方向命題點1氯堿工業(yè)1.[交換膜種類判斷][2023浙江]氯堿工業(yè)能耗大，通過如圖改進的設(shè)計可大幅度降低能耗，下列說法不正確的是（B）A.電極A接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng)B.電極B的電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－H2↑＋2OH－C.應(yīng)選用陽離子交換膜，在右室獲得濃度較高的NaOH溶液D.改進設(shè)計中通過提高電極B上反應(yīng)物的氧化性來降低電解電壓，減少能耗解析由題圖可知，電極A上發(fā)生氧化反應(yīng)2Cl－－2e－Cl2↑，為陽極，接電源正極，A項正確；電極B為陰極，電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－4OH－，B項錯誤；應(yīng)選用陽離子交換膜，使Na＋從左側(cè)陽極室進入右側(cè)陰極室與右室生成的OH－結(jié)合，從而獲得濃度較高的NaOH溶液，C項正確；氧化劑氧化性越強，越容易得到電子，電解需要的電壓越低，改進設(shè)計中通過提高電極B上反應(yīng)物的氧化性（O2的氧化性強于H2O）來降低電解電壓，減少能耗，D項正確。命題拓展（1）寫出電解飽和食鹽水的離子方程式2H2O＋2Cl－電解H2↑＋Cl2↑＋2OH－。（2）氯堿工業(yè)中產(chǎn)生的副產(chǎn)物氯酸鹽需要處理。已知pH升高時，ClO－易歧化為ClO3－和Cl－。下列有關(guān)ClO3－的說法正確的是a.ClO3b.Cl－在電極上放電，可能產(chǎn)生ClOc.陽離子交換膜破損導(dǎo)致OH－向陽極室遷移，可能產(chǎn)生ClO解析（2）Cl2在陽極室產(chǎn)生，所以ClO3－應(yīng)該主要在陽極室生成，a項錯誤；Cl－在陽極室被氧化，Cl的化合價升高，有可能生成ClO3－，b項正確；陽離子交換膜破損，導(dǎo)致OH－向陽極室遷移，陽極室OH－濃度增大，陽極生成的氯氣與OH－反應(yīng)生成ClO－，當pH升高時，ClO－歧化為ClO3－命題點2電解精煉金屬2.[2022廣東]以熔融鹽為電解液，以含Cu、Mg和Si等的鋁合金廢料為陽極進行電解，實現(xiàn)Al的再生。該過程中（C）A.陰極發(fā)生的反應(yīng)為Mg－2e－Mg2＋B.陰極上Al被氧化C.在電解槽底部產(chǎn)生含Cu的陽極泥D.陽極和陰極的質(zhì)量變化相等解析陰極得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，Al3＋被還原，A