2025年高考化学一轮复习考点梳理第42讲电解池、金属的腐蚀与防护.docx

第42讲电解池金属的腐蚀与防护

[复习目标]1.理解电解池的构成、工作原理，能书写电极反应式和总反应方程式。2.掌握氯碱工业、电解精炼、电镀、电冶金等的反应原理。3.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。

考点一电解池及工作原理

1．电解与电解池

2．构建电解池模型(以电解CuCl2溶液为例)

3．电解规律

(1)阳极放电规律

①活性电极(除Au、Pt以外的金属材料作电极)，电极材料失电子，生成金属阳离子。

②惰性电极(Pt、Au、石墨)，要依据阴离子的放电顺序加以判断。

阴离子的放电顺序：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子。

S2－、I－、Br－、Cl－放电，产物分别是S、I2、Br2、Cl2；若OH－放电，则得到H2O和O2。

(2)阴极产物的判断

直接根据阳离子放电顺序进行判断。

阳离子放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋。

注意电解水溶液时，Al3＋、Mg2＋、Na＋、K＋不可能在阴极放电。

(3)用惰性电极电解不同类型电解质溶液

①电解水型

实例

电极反应式及总反应式

电解质溶液浓度

复原方法

H2SO4

阴极：2H＋＋2e－===H2↑

阳极：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑

总反应式：2H2Oeq\o(=====,\s\up7(电解))2H2↑＋O2↑

增大

加水

②电解电解质型

实例

电极反应式及总反应式

电解质溶液浓度

复原方法

HCl

阴极：2H＋＋2e－===H2↑

阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑

总反应式：2HCleq\o(=====,\s\up7(电解))H2↑＋Cl2↑

减小

通入HCl

CuCl2

阴极：Cu2＋＋2e－===Cu

阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑

总反应式：CuCl2eq\o(=====,\s\up7(电解))Cu＋Cl2↑

加CuCl2固体

③电解质和水均参与电解型

实例

电极反应式及总反应式

电解质溶液浓度

复原方法

NaCl、KCl(放H2生碱)

阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑

阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－

总反应式：2Cl－＋2H2Oeq\o(=====,\s\up7(电解))Cl2↑＋H2↑＋2OH－

减小并生成新电解质

通入HCl

CuSO4、Cu(NO3)2(放O2生酸)

阳极：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑

阴极：Cu2＋＋2e－===Cu

总反应式：2Cu2＋＋2H2Oeq\o(=====,\s\up7(电解))2Cu＋O2↑＋4H＋

减小并生成新电解质

加CuO

一、电解池中电极与电极产物的判断

1.用Pt电极电解饱和Na2CO3溶液的装置如图，两极均有气体生成，c电极附近产生可燃性气体，澄清石灰水无浑浊现象。下列说法正确的是()

A．a为电源正极

B．c电极附近生成了CH4

C．电子的流动方向：c→溶液→d

D．反应后恢复到原温度，溶液pH不变

答案D

解析用Pt电极电解饱和Na2CO3溶液，阳极是水电离的OH－放电，电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，阴极是水电离的H＋放电，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，c电极附近产生可燃性气体，则c电极为阴极，d电极为阳极，a为电源负极，b为电源正极。

2.用石墨作电极，电解稀Na2SO4溶液的装置如图所示，通电后在石墨电极A和B附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列叙述正确的是()

A．逸出气体的体积：A电极＜B电极

B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出有刺激性气味气体

C．A电极附近呈红色，B电极附近呈蓝色

D．电解一段时间后，将全部电解液转移到同一烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性

答案D

解析用惰性电极电解Na2SO4溶液，A电极为阴极，B电极为阳极。SOeq\o\al(2－,4)、OH－移向B电极，在B电极H2O电离出的OH－放电，产生O2，B电极附近c(H＋)＞c(OH－)，石蕊溶液变红，Na＋、H＋移向A电极，在A电极H2O电离出的H＋放电产生H2，A电极附近c(OH－)＞c(H＋)，石蕊溶液变蓝，产生H2和O2的体积之比为2∶1，A、B、C项错误，D项正确。

二、电解后电解质溶液的复原

3．以惰性电极电解100mL0.05mol·L－1CuSO4溶液。

(1)阳极产生56mL(标准状况下)气体时，所得溶液的pH为________(不考虑溶液体积变化)，要使溶液恢复到电解前的状态，可加入________________g的________物质。

(2)继续通电电解，此时被电解的物质为_____________________________________，

若加入0.005mol