电解池第3讲答案.doc

第3讲　电解池　金属的电化学腐蚀与防护 [考纲要求]　1.了解电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。2.理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。 考点一　电解的原理 1.电解定义 在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。 2.能量转化形式 电能转化为化学能。 3.电解池 (1)构成条件 ①有与电源相连的两个电极。 ②电解质溶液(或熔融盐)。 ③形成闭合回路。 (2)电极名称及电极反应式(如图) (3)电子和离子的移动方向 特别提醒　电解时，在外电路中有电子通过，而在溶液中是依靠离子定向移动形成电流，即电子本身不会通过电解质溶液。 4.分析电解过程的思维程序 (1)首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。 (2)再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶液中的H＋和OH－)。 (3)然后排出阴、阳两极的放电顺序 阴极：阳离子放电顺序：Ag＋Fe3＋Cu2＋H＋(酸)Fe2＋Zn2＋H＋(水)Al3＋Mg2＋Na＋Ca2＋K＋。阳极：活泼电极S2－I－Br－Cl－OH－含氧酸根离子。 注意　①阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。②最常用、最重要的放电顺序是：阳极：Cl－OH－；阴极：Ag＋Cu2＋H＋。③电解水溶液时，K＋～Al3＋不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。 (4)分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。 (5)最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。 深度思考 1.用分析电解过程的思维程序分析电解下列物质的过程，并总结电解规律(用惰性电极电解) 电解质(水溶液) 电极方程式 被电解的物质 总化学方程式或离子方程式 电解质浓度 溶液pH 电解质溶液复原 含氧酸(如H2SO4) 阳极：4OH－－4e－O2↑＋2H2O阴极：4H＋＋4e－2H2↑ 水 2H2OO2↑＋2H2↑ 增大 减小 加H2O 强碱(如NaOH) 阳极：4OH－－4e－O2↑＋2H2O阴极：4H＋＋4e－2H2↑ 水 2H2OO2↑＋2H2↑ 增大 增大 加H2O 活泼金属的含氧酸盐(如KNO3、Na2SO4) 阳极：4OH－－4e－O2↑＋2H2O阴极：4H＋＋4e－2H2↑ 水 2H2OO2↑＋2H2↑ 增大 不变 加H2O 无氧酸(如HCl)，除HF外 阳极：2Cl－－2e－Cl2↑ 阴极：2H＋＋2e－H2↑ 酸 2HClCl2↑＋H2↑ 减小 增大 通入HCl气体 不活泼金属的无氧酸盐(如CuCl2)，除氟化物外 阳极：2Cl－－2e－Cl2↑ 阴极：Cu2＋＋2e－Cu 盐 CuCl2Cu＋Cl2↑ 减小 加CuCl2 活泼金属的无氧酸盐(如NaCl) 阳极：2Cl－－2e－Cl2↑ 阴极：2H＋＋2e－H2↑ 水和盐 2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－ 生成新电解质 增大 通入HCl气体 不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4) 阳极：4OH－－4e－O2↑＋2H2O阴极：2Cu2＋＋4e－2Cu 水和盐 2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋ 生成新电解质 减小 加CuO或CuCO3 2.电解过程中放H2生碱型和放O2生酸型的实质是什么？在放H2生碱型的电解中，若滴入酚酞试液，哪一极附近溶液变红？ 答案　放H2生碱型实质是水电离出H＋在阴极上放电，破坏了阴极附近水的电离平衡，使OH－浓度增大，若滴入酚酞试液，阴极附近溶液变红；放O2生酸型的实质是水电离出OH－在阳极上放电，破坏了阳极附近水的电离平衡，使H＋浓度增大。 3.(1)上表中要使电解后的NaCl溶液复原，滴加盐酸可以吗？ (2)上表中要使电解后的CuSO4溶液复原，加入Cu(OH)2固体可以吗？ 答案　电解质溶液的复原应遵循“从溶液中析出什么补什么”的原则，即从溶液中析出哪种元素的原子，则应按比例补入哪些原子。 (1)电解NaCl溶液时析出的是等物质的量的Cl2和H2，所以应通入氯化氢气体，加入盐酸会引入过多的水。 (2)①若通电一段时间，CuSO4未电解完(即Cu2＋未全部放电)，使溶液复原应加入CuO，而加入Cu(OH)2会使溶液的浓度降低。②若Cu2＋全部放电，又继续通电一段时间(此时电解水)，要使溶液复原应加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3，若只加入CuO，此时浓度偏高。 4.若用惰性电极电解饱和的Na2SO4溶液，此时溶液的浓度和pH怎样发生变化？为什么？ 答案　溶液浓度和pH均不发生变化，因为用惰性电极电解饱和Na2SO4溶液，实质是电解水，会析出Na2SO4·10H2O晶体，剩余溶液仍为该温度下的饱