第六章第3讲【2016化学大一轮步步高答案】

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、阳两极的放电顺序收集：樱满唯阴极：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)1．电解水型电解质(水溶液)电极方程式电解物质总化学方程式电解质浓度溶液pH溶液复原含氧酸(如H2SO4)阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O阴极：4H＋＋4e－===2H2↑H2O2H2O=====电解O2↑＋2H2↑增大减小加H2O强碱(如NaOH)增大加H2O活泼金属的含氧酸盐(如KNO3、Na2SO4)不变加H2O(1)电解水型电解一段时间后，其电解质的浓度一定增大吗？举例说明。答案不一定，如用惰性电极电解饱和Na2SO4溶液，一段时间后会析出Na2SO4·10H2O晶体，剩余溶液仍为该温度下的饱和溶液，此时浓度保持不变。(2)用惰性电极电解饱和Na2SO4溶液，一段时间后，析出wgNa2SO4·10H2O晶体，阴极上放出ag气体，则饱和Na2SO4溶液的质量分数为__________。答案71w161w＋9a×100%解析2H2O=====电解2H2↑＋O2↑a2mola2mol被电解的水的质量为9ag被电解的水与wg晶体组成该温度下的饱和溶液其质量分数为w×142322w＋9a×100%＝71w161w＋9a×100%。2．电解电解质型电解质(水溶液)电极方程式电解物质总化学方程式电解质浓度溶液pH溶液复原无氧酸(如HCl)，除HF外阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑阴极：2H＋＋2e－===H2↑酸2HCl=====电解H2↑＋Cl2↑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CuCl2=====电解Cu＋Cl2↑加CuCl2固体3.放H2生碱型电解质(水溶液)电极方程式电解物质总化学方程式电解质浓度溶液pH溶液复原活泼金属的无氧酸盐(如NaCl)阳极：2Cl－－2e===Cl2↑－阴极：2H＋＋2e－===H2↑水和盐2Cl－＋2H2O=====电解Cl2↑＋H2↑＋2OH－生成新电解质增大通入HCl气体4.放O2生酸型电解质(水溶液)电极方程式电解物质总化学方程式电解质浓度溶液pH溶液复原不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4)阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu水和盐2Cu2＋＋2H2O=====电解2Cu＋O2↑＋4H＋生成新电解质减小加CuO或CuCO3(1)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。(2)①上表3中要使电解后的NaCl溶液复原，滴加盐酸可以吗？②上表4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，所以应通入氯化气体，加入盐酸会引入过多的水。②a.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会使溶液的浓度减小。b.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，此时浓度偏大。题组一突破电极反应式、电解方程式的书写1．按要求书写电极反应式和总方程式(1)用惰性电极电解AgNO3溶液：阳极反应式__________________________________________________________________；阴极反应式__________________________________________________________________；总反应离子方程式____________________________________________________________。(2)用惰性电极电解MgCl2溶液阳极反应式__________________________________________________________________；阴极反应式___________________________________________________________________；总反应离子方程式______________________________________________________________。(3)用铁作电极电解NaCl溶液阳极反应式__________________________________________________________________；阴极反应式____________________________________________________________________；总反应化学方程式______________________________________________________________。(4)用铁作电极电解NaOH溶液阳极反应式___________________________________________________________________；阴极反应式___________________________________________________________________；总反应离子方程式_____________________________________________________________。(5)用铜作电极电解盐酸溶液阳极反应式___________________________________________________________________；阴极反应式____________________________________________________________________；总反应离子方程式______________________________________________________________。(6)用Al作电极电解NaOH溶液阳极反应式____________________________________________________________________；阴极反应式___________________________________________________________________；总反应离子方程式______________________________________________________________。(7)以铝材为阳极，电解H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜阳极反应式____________________________________________________________________；阴极反应式___________________________________________________________________；总反应离子方程式______________________________________________________________。(8)用Al单质作阳极，石墨作阴极，电解NaHCO3溶液阳极反应式___________________________________________________________________；阴极反应式___________________________________________________________________。(9)用惰性电极电解熔融MgCl2阳极反应式____________________________________________________________________；阴极反应式___________________________________________________________________；总反应离子方程式______________________________________________________________。答案(1)4OH－－4e－===O2↑＋2H2O4Ag＋＋4e－===4Ag4Ag＋＋2H2O=====电解4Ag＋O2↑＋4H＋(2)2Cl－－2e－===Cl2↑2H＋＋2e－===H2↑Mg2＋＋2Cl－＋2H2O=====电解Mg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑(3)Fe－2e－===Fe2＋2H＋＋2e－===H2↑Fe＋2H2O=====电解Fe(OH)2↓＋H2↑(4)Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)22H＋＋2e－===H2↑Fe＋2H2O=====电解Fe(OH)2＋H2↑(5)Cu－2e－===Cu2＋2H＋＋2e－===H2↑Cu＋2H＋=====电解Cu2＋＋H2↑(6)2Al－6e－＋8OH－===2AlO－2＋4H2O6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－或6H＋＋6e－===3H2↑2Al＋2H2O＋2OH－=====电解2AlO－2＋3H2↑(7)2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋6H＋＋6e－===3H2↑2Al＋3H2O=====电解Al2O3＋3H2↑(8)2Al＋6HCO－3－6e－===2Al(OH)3↓＋6CO2↑6H＋＋6e－===3H2↑(9)2Cl－－2e－===Cl2↑Mg2＋＋2e－===MgMg2＋＋2Cl－=====电解Mg＋Cl2↑1.做到“三看”，正确书写电极反应式(1)一看电极材料，若是金属(Au、Pt除外)作阳极，金属一定被电解(注Fe生成Fe2＋)。(2)二看介质，介质是否参与电极反应。(3)三看电解质状态，若是熔融状态，就是金属的电冶炼。2．规避“三个”失分点(1)书写电解池中电极反应式时，要以实际放电