一轮化学复习

第2讲电解池及金属腐蚀和防护第八章电化学基础2015高考导航考纲要求考点预知1.了解电解池的工作原理，能写出电极反应式和总反应方程式。2．理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害和防止金属腐蚀的措施。1.电解池的工作原理，如电解池阴阳极的判断、电极反应式的书写及溶液pH的变化。2．电解规律及其应用。3．金属发生电化学腐蚀的原因及防止金属腐蚀的措施。题组一电解原理的应用如图为有关电化学的装置完全正确的是()D一、电解原理1．电解：使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在__________引起__________和__________的过程。2．电解池(也叫电解槽)：把_______转化为_______的装置。电解的原理两个电极氧化反应还原反应电能化学能3．电解池(1)构成条件①有与________相连的两个电极。②____________(或________)。③形成__________。(2)电解池的组成和工作原理(电解CuCl2溶液)①电极名称及电极反应式总反应方程式：____________________。电源电解质溶液熔融盐闭合回路CuCl2=====电解Cu＋Cl2↑②工作原理：电子和离子移动方向a．电子：从电源________沿导线流向电解池的________；从电解池的________沿导线流回电源的________。b．离子：阳离子移向电解池的________；阴离子移向电解池的________。负极阴极阳极正极阴极阳极感悟思考1．电解时电子通过电解质溶液吗？电解质溶液通电电解时，在外电路中有电子通过，而溶液中是依靠离子定向移动，形成了电流。2．电解质溶液导电时，一定会有化学反应发生吗？一定有化学反应发生，因为在电解池的两极有电子转移，发生了氧化还原反应，生成了新物质，所以一定有化学反应发生。②惰性阳极(如Pt、Au、石墨等)：溶液中阴离子放电顺序为(2)阴极产物的判断溶液阳离子放电顺序为Ag＋Fe3＋Cu2＋4．电解时电极产物的判断(1)阳极产物的判断①活性阳极(如Fe、Cu、Ag等金属)：电极材料失电子，电极被溶解。溶液中阴离子不能失电子，如Fe作阳极：Fe－2e－===Fe2＋。[温馨提示](1)K＋、Ca2＋、Na＋、Mg2＋、Al3＋只有在熔融状态下放电。(2)在水溶液中，含氧酸根和活泼金属离子一般不放电，而是OH－和H＋放电。(3)Fe3＋放电时生成Fe2＋而不是Fe，其电极反应式为Fe3＋＋e－===Fe2＋。练习：以石墨为电极电解下列溶液，请根据电解情况进行分类，并写出电极反应式和电解总反应式HCl，H2SO4，NaOH，CuCl2，CuSO4，Na2SO4，NaCl实例电极反应浓度pH复原阳极：2Cl--2e-=Cl2↑阴极：2H++2e-=H2↑2HCl===H2↑+Cl2↑电解阳极：2Cl--2e-=Cl2↑阴极：Cu2++2e-=2Cu减小—加CuCl2CuCl2Cu+Cl2↑电解CuCl2HCl减小增大加HCl（1）电解电解质型无氧酸溶液(氢氟酸除外)、不活泼金属的无氧酸盐溶液等3、电解规律（惰性电极）P170实例电极反应浓度pH复原H2SO4NaOHNa2SO4阴极:4H++4e-=2H2↑2H2O==2H2↑+O2↑电解阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑阴极:4H++4e-=2H2↑阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑2H2O==2H2↑+O2↑电解阴极:4H++4e-=2H2↑阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑2H2O==2H2↑+O2↑电解增大增大增大增大减小不变加水加水加水（2）电解水型含氧酸、强碱溶液、活泼金属的含氧酸盐溶液等阳极阴极氯气氢气实例电极反应浓度pH复原NaCl阳极:2Cl--2e-=Cl2↑阴极:2H++2e-=H2↑2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑电解减小增大加HClNaCl溶液（3）放氢生碱型电解活泼金属的含氧酸盐溶液时，电解质和水都有部分被电解，如NaCl溶液等。实例电极反应浓度pH复原CuSO4阳极阴极氧气铜阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑阴极：Cu2++2e-=Cu减小减小加CuOCuSO4溶液2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4电解（4）放氧生酸型电解不活泼金属的含氧酸盐时，电解质和水都有一部分被电解，如CuSO4溶液、AgNO3溶液等。[温馨提示]电解后电解质溶液复原原则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)同理，使CuSO4溶液复原应加入CuO，而加入Cu(OH)2也会使溶液的浓度降低。3．用惰性电极电解饱和食盐水(滴加酚酞)的实验中，哪一极区的溶液变红色？为什么？阴极区的溶液变红色。由于阴极：2H＋＋2e－===H2↑，H＋被消耗，破坏了附近水的电离平衡，促进了水的电离，使得阴极区域OH－离子浓度增大，呈碱性，酚酞试液变红。4．分别用Cu、石墨作阳极，石墨作阴极，电解CuCl2溶液，阳极反应一样吗？不一样。用Cu作阳极，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋；用石墨作阳极，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑。感悟思考题组一电解池的工作原理如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置，通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液，下列实验现象中正确的是()A．逸出气体的体积：a电极的小于b电极的B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色D[解题感悟]电解池电极判断方法3．取一张用饱和的NaCl溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源，一段时间后，发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圈为白色，外圈呈浅红色。则下列说法错误的是()A．b电极是阴极B．a电极与电源的正极相连C．电解过程中水是氧化剂D．b电极附近溶液的pH变小D4．如图所示，用石墨电极电解氯化铜溶液。查阅资料可知，CuCl显黄色，氯化铜溶液显蓝绿色或黄绿色。向体积相同浓度分别为0.01mol·L－1、0.05mol·L－1、0.1mol·L－1、0.5mol·L－1的氯化铜溶液中加入NaCl至饱和，对比发现：溶液的颜色由黄绿色向蓝绿色转变。请回答下列问题：(1)阳极上的气体呈________色，检验该气体可用__________________________。(2)写出电解的离子方程式：____________________________________________。(3)实验时，装置中阴极溶液颜色由蓝绿色变为黄绿色，原因是_______________________________________________。(4)取出阴极的石墨棒，发现表面有浅蓝色固体，试设计实验探究此浅蓝色固体的成分：____________________________________________________________________________。(5)为什么要设计连接后面的装置？__________________________________________________________________________。黄绿湿润的淀粉KI试纸Cu2＋＋2Cl－=====电解Cu＋Cl2↑阴极Cu2＋放电后，Cu2＋与Cl－浓度比值减小取此浅蓝色固体于试管中，加入硫酸，若溶解且溶液变蓝色，则为Cu(OH)2因为阳极产生的氯气为有毒气体，故后面连接装置可以用于检验与吸收题组二电解池电极方程式书写按要求书写有关的电极反应式及总方程式。(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：___________________________________________________。4OH－－4e－===O2↑＋2H2O4Ag＋＋4e－===4Ag4Ag＋＋2H2O=====电解4Ag＋O2↑＋4H＋(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：______________________________________；总化学方程式：___________________________________________________。2Cl－－2e－===Cl2↑2H＋＋2e－===H2↑Mg2＋＋2Cl－＋2H2O=====电解Mg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑Fe－2e－===Fe2＋2H＋＋2e－===H2↑Fe＋2H2O=====电解Fe(OH)2↓＋H2↑4)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：__________________________________________________。Cu－2e－===Cu2＋2H＋＋2e－===H2↑Cu＋2H＋=====电解Cu2＋＋H2↑[易错警示]电解池中方程式书写的3个易失分点(1)书写电解池中电极反应式时，要以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成分子式。(2)要确保两极电子转移数目相同，且注明条件“电解”。(3)电解水溶液时，应注意放电顺序中H＋、OH－之后的离子一般不参与放电。5．按要求书写有关的电极反应式。(1)铁­镍电池：总化学方程式Fe＋NiO2＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2，充电时：阳极：____________________________________________；阴极：____________________________________________。(2)LiFePO4电池：总化学方程式FePO4＋LiLiFePO4，充电时：阳极：_____________________________________________；阴极：____________________________________________。Ni(OH)2－2e－＋2OH－===NiO2＋2H2OFe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－LiFePO4－e－===FePO4＋Li＋Li＋＋e－===Li(3)镍­镉电池：总化学方程式Cd＋2NiOOH＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2，充电时：阳极：_________________________________________________；阴极：_________________________________________________。2Ni(OH)2－2e－＋2OH－===2NiOOH＋2H2OCd(OH)2＋2e－===Cd＋2OH－6．(1)以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为________________________________________________。(2)用Al单质作阳极，石墨作阴极，NaHCO3溶液作电解液进行电解，生成难溶物R，R受热分解生成化合物Q。写出阳极生成R的电极反