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专题6化学反应与能量变化第三单元电解池金属的腐蚀与防护专题6化学反应与能量变化[考点分布]知识内容考试要求2016年2017年2018年4月10月4月11月4月11月(1)电解池的概念b(2)电解CuCl2溶液的原理及电极反应式b专题6化学反应与能量变化知识内容考试要求2016年2017年2018年4月10月4月11月4月11月(3)电解池的构成条件b(4)原电池、电解池的判断c专题6化学反应与能量变化知识内容考试要求2016年2017年2018年4月10月4月11月4月11月(5)电解池的构造与工作原理b(6)电解池的电极反应式与电解反应方程式bT30(3)T30(二)T30(一)T30(二)专题6化学反应与能量变化知识内容考试要求2016年2017年2018年4月10月4月11月4月11月(7)金属冶炼、氯碱工业、电镀在生产生活中的应用bT8(8)金属腐蚀的危害a专题6化学反应与能量变化知识内容考试要求2016年2017年2018年4月10月4月11月4月11月(9)金属发生电化学腐蚀的基本原理cT17(10)金属的防护b电流氧化反应还原反应化学能电解池的构造及其工作原理1．电解定义在___________作用下，电解质在两个电极上分别发生___________和___________的过程。2．能量转化形式电能转化为___________。电源电解质溶液熔融盐闭合回路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)电极名称及电极反应式(3)电子和离子的移动方向电解时，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。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。5．正确书写电极反应式，要做到“三看”(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。6．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，且写总电解反应方程式时应注明条件“通电”。(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。题组一电解原理和电解规律的考查1．(2019·嘉兴一中高二期中)用石墨电极电解CuCl2溶液(见下图)。下列分析正确的是()A．a端是直流电源的负极B．通电使CuCl2发生电离C．阳极上发生的反应：Cu2＋＋2e－===CuD．通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体解析：选A。A项，由溶液中离子移动方向可知，U形管左侧电极是阴极，连接电源的负极，a端是电源的负极，故A正确；B项，通电使CuCl2发生电解，不是电离，故B错误；C项，Cl－在阳极放电：2Cl－－2e－===Cl2↑，故C错误；D项，Cl－发生氧化反应，在阳极放电生成Cl2，故D错误。2．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附近分别滴加几滴石蕊溶液。下列实验现象描述正确的是()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电极附近呈红色解析：选D。SO2－4、OH－移向b极，在b极OH－放电，产生O2，b极附近c(H＋)c(OH－)，石蕊溶液变红；Na＋、H＋移向a极，在a极H＋放电产生H2，a极附近c(OH－)c(H＋)，石蕊溶液变蓝。所以产生的气体体积a电极的大于b电极的；两种气体均为无色无味的气体。A、B、C均错。题组二突破电极反应式、电解方程式的书写3．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：____________________________________。(3)用铁作电极电解NaOH溶液阳极反应式：___________________________________________；阴极反应式：___________________________________________；总反应化学方程式：_____________________________________。(4)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：__________________________________________；总反应化学方程式：____________________________________。答案：(1)2H2O－4e－===O2↑＋4H＋4Ag＋＋4e－===4Ag4Ag＋＋2H2O=====通电4Ag＋O2↑＋4H＋(2)Fe－2e－===Fe2＋2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－Fe＋2H2O=====通电Fe(OH)2＋H2↑(3)Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)22H2O＋2e－===H2↑＋2OH－Fe＋2H2O=====通电Fe(OH)2＋H2↑(4)2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋6H＋＋6e－===3H2↑2Al＋3H2O=====通电Al2O3＋3H2↑氧化还原电解原理的应用1．电解饱和食盐水(1)电极反应阳极反应式：2Cl－－2e－===Cl2↑(___________反应)；阴极反应式：2H＋＋2e－===H2↑(___________反应)。烧碱氯气氢气(2)总反应方程式化学方程式：2NaCl＋2H2O=====通电2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；离子方程式：2Cl－＋2H2O=====通电2OH－＋H2↑＋Cl2↑。(3)应用：氯碱工业制___________、___________和___________。阴阳AgNO3溶液等含镀层金属阳离子的盐溶液2．电镀右图为金属表面镀银的工作示意图。(1)镀件作___________极，镀层金属银作___________极。(2)电解质溶液是_______________________________________________________________。阳阴不变(3)电极反应阳极：Ag－e－===Ag＋；阴极：Ag＋＋e－===Ag。(4)特点：___________极溶解，___________极沉积，电镀液的浓度___________。粗铜纯铜3．电解精炼铜(1)电极材料：阳极为___________；阴极为___________。(2)电解质溶液：含Cu2＋的盐溶液。(3)电极反应阳极：Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋、Ni－2e－===Ni2＋、Cu－2e－===Cu2＋；阴极：Cu2＋＋2e－===Cu。4．电冶金利用电解熔融盐或熔融金属氧化物的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。(1)冶炼钠：总反应为2NaCl=====通电2Na＋Cl2↑；阳极为2Cl－－2e－===Cl2↑；阴极为2Na＋＋2e－===2Na。(2)冶炼铝：总反应为2Al2O3=====通电4Al＋3O2↑；阳极为6O2－－12e－===3O2↑；阴极为4Al3＋＋12e－===4Al。题组一电解原理的基本应用1．[2018·浙江11月选考，T30(二)]高铁酸钾(K2FeO4)可用作水处理剂。某同学通过“化学—电解法”探究K2FeO4的合成，其原理如图所示。接通电源，调节电压，将一定量Cl2通入KOH溶液，然后滴入含Fe3＋的溶液，控制温度，可制得K2FeO4。(1)请写出“化学法”得到FeO2－4的离子方程式：____________。(2)请写出阳极的电极反应式(含FeO2－4)：_______________。解析：(1)依据氧化还原原理，氯气与氢氧化钾反应生成次氯酸根离子，可以氧化三价铁离子生成高铁酸根：2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－===2FeO2－4＋3Cl－＋5H2O或2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－===2FeO2－4＋3Cl－＋5H2O。(2)根据电解法制备，三价铁离子失去电子生成高铁酸根，电极反应式为Fe3＋－3e－＋8OH－===FeO2－4＋4H2O或Fe(OH)3－3e－＋5OH－===FeO2－4＋4H2O。答案：(1)2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－===2FeO2－4＋3Cl－＋5H2O[或2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－===2FeO2－4＋3Cl－＋5H2O](2)Fe3＋＋8OH－－3e－===FeO2－4＋4H2O[或Fe(OH)3＋5OH－－3e－===FeO2－4＋4H2O]2．使用氯化钠作原料可以得到多种产品。(1)实验室用惰性电极电解100mL0.1mol·L－1NaCl溶液，若阴阳两极均得到112mL气体(标准状况)，则所得溶液的物质的量浓度是__________(忽略反应前后溶液体积的变化)。(2)某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置。下列对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是______。A．a为正极，b为负极；NaClO和NaClB．a为负极，b为正极；NaClO和NaClC．a为阳极，b为阴极；HClO和NaClD．a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl(3)实验室中很难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。某同学利用上图装置，只更换一个电极，通过电解法制取较纯净的Fe(OH)2沉淀，且较长时间不变色。该同学换上的电解材料是____________(用元素符号表示)，总反应的化学方程式是______________________________________。解析：(1)n(H2)＝n(Cl2)＝0.005mol，参加反应的n(NaCl)＝0.01mol，说明NaCl恰好电解完全，溶液变为NaOH溶液，n(NaOH)＝n(NaCl)＝0.01mol，c(NaOH)＝0.1mol·L－1。(2)电解饱和氯化钠溶液的总反应：2NaCl＋2H2O=====通电2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，题目要求使Cl2被完全吸收，则