2023届新高考新教材化学人教版一轮学案-第六章第3讲　电解池、金属的腐蚀与防护.docxVIP

第3讲电解池、金属的腐蚀与防护

复习目标

核心素养

1.理解电解池的构成、工作原理及应用。

2．能书写电极反应和总反应方程式。

3．能根据电子守恒规律，对电解池进行计算。

4．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。

1.变化观念与平衡思想：能多角度、动态地分析电解池中发生的反应，并运用电解池原理解决实际问题；认识金属腐蚀在不同条件下，腐蚀的形式不同，发生的电极反应不同。

2．证据推理与模型认知：能分析电解池中发生的反应，并运用电解池原理定性分析和定量计算推出合理的结论。

考点一电解原理

1．电解和电解池

(1)电解：使电流通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阳极、阴极引起氧化还原反应的过程。

(2)电解池：电能转化为化学能的装置。

(3)电解池的构成

①外接电源；②两个电极；③电解质溶液或熔融电解质；④形成闭合回路。

2．电解池的工作原理

(1)以惰性电极电解CuCl2溶液为例分析

(2)电解过程的三个流向

①电子流向：电源负极→电解池阴极；电解池的阳极→电源的正极；

②离子流向：阳离子→电解池的阴极，阴离子→电解池的阳极。

③电流方向：电源正极→电解池阳极→电解质溶液→阴极→负极。

3．电极反应式、电解方程式的书写

(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，找全离子并分阴离子、阳离子两组(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。

(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，并注明“电解”条件。

4．惰性电极电解电解质溶液的情况分析

(1)电解溶剂水

电解质类型

电极反应式

及总反应式

电解质

溶液浓度

溶液

pH

电解质

溶液复原

含氧酸，如H2SO4

阴极：4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－

阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋

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

增大

减小

加水

可溶性强碱，如NaOH

增大

活泼金属含氧酸盐，如KNO3

不变

(2)电解溶质

电解质

类型

电极反应式

及总反应式

电解质

溶液浓度

溶液

pH

电解质

溶液

复原

无氧酸，如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

增大

通入

HCl

气体

不活泼金属无氧酸盐，如CuCl2

阴极：Cu2＋＋2e－===Cu

阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑

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

加入

CuCl2

固体

(3)电解溶质和溶剂水，生成H2和碱

电解质

(水溶液)

电极反应式及

总反应式

电解质浓度

溶液

pH

溶液

复原

活泼金属的无氧酸盐(如NaCl)

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－

生成新电解质

增大

通入HCl气体

(4)电解溶质和溶剂水，生成O2和酸

电解质

(水溶液)

电极反应式及

总反应式

电解质

浓度

溶液

pH

溶液

复原

不活泼金属的含氧酸盐[如CuSO4]

阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋

阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu

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

生成新

电解质

减小

加CuO

或CuCO3

电解后电解质溶液复原遵循“少什么补什么”原则，如电解NaCl溶液少的H和Cl，通入HCl复原，电解CuSO4溶液少的是Cu和O，补CuO复原等。

(1)直流电源跟电解池连接后，电子从电源负极流向电解池阳极。(×)

(2)电解CuCl2溶液，阳极逸出的气体能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色。(√)

(3)电解盐酸、硫酸等溶液，H＋放电，溶液的pH逐渐增大。(×)

(4)电解时，电解液中阳离子移向阳极，发生还原反应。(×)

(5)用惰性电极电解饱和食盐水一段时间后，加入盐酸可使电解质溶液恢复到电解前的状态。(×)

题点一电解原理及电极变化判断

(2020·山东卷)采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如图所示。忽略温度变