1．理解電解池的工作原理，能正確書寫電極反應(yīng)式。2．能進(jìn)行有關(guān)電解產(chǎn)物的判斷和計算。3．了解電鍍池、電解精煉池及應(yīng)用。4．了解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因和防止金屬腐蝕的措施。第三節(jié)電解池金屬的電化學(xué)腐蝕和防護(hù)電解使

通過電解質(zhì)溶液(或熔融的電解質(zhì))而在陰、陽兩極引起

的過程電極名稱陽極和電源

相連的電極，發(fā)生

反應(yīng)陰極和電源

相連的電極，發(fā)生

.電極材料惰性電極Pt、Au、石墨金屬電極除Pt、Au外的金屬材料(如Fe、Cu、Zn、Ag等)電子流向電源活波

→導(dǎo)線→電解池

→電解池

→導(dǎo)線→電源

.離子移動方向電解質(zhì)溶液中陽離子移向電解質(zhì)溶液中陰離子移向離子放電順序陽極金屬活潑電極>

>

>

>

>含氧酸根陰極Ag＋>Fe3＋>

>H＋>

>

>Zn2＋應(yīng)用電解精煉、電鍍、氯堿工業(yè)、電解制鋁電流氧化還原反應(yīng)正極氧化負(fù)極還原反應(yīng)負(fù)極陰極陽極S2－I－Cl－OH－Cu2＋Pb2＋Fe2＋正極陰極陽極1．電解時電子通過電解質(zhì)溶液嗎？ 提示：電解質(zhì)溶液通電電解時，在外電路中有電流(電子)通過，而溶液中是依靠離子定向移動，形成了閉合電路。2．電解質(zhì)溶液導(dǎo)電時，一定會有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生嗎？ 提示：一定有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生，因為在電解池的兩極發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，有電子轉(zhuǎn)移，生成了新物質(zhì)，所以一定有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生。1．氯堿工業(yè)

概念：用電解飽和NaCl溶液的方法來制取

、

和

，并以它們?yōu)樵仙a(chǎn)一系列化工產(chǎn)品的工業(yè)，稱為

。NaOHH2Cl2氯堿工業(yè)2．電鍍

電鍍時，鍍件接電源

極，鍍層金屬接電源

極。溶液中必須含有一定濃度的

，當(dāng)通電時，陽極

。在陰極

。負(fù)正鍍層金屬離子逐漸溶解析出鍍層金屬3．銅的電解精煉 (1)電極材料：粗銅板與直流電源正極相連作

，純銅片與直流電源負(fù)極相連作

。 (2)電解質(zhì)溶液：用

作電解液。 (3)反應(yīng)原理：陽極粗銅(以及比銅活潑的鋅、鐵、鎳等)被

，陰極Cu2＋被

；其他Zn2＋、Fe2＋留在溶液中，而比銅活潑性弱的銀、金等金屬沉積在陽極下面，形成

。陽極陰極硫酸酸化的硫酸銅溶液氧化還原陽極泥思考：Na、Mg、Al等活潑金屬如何煉制？提示：Na、Mg、Al等活潑金屬都可用電解它們的熔融鹽或氧化物制得2NaCl

2Na＋Cl2↑(制Na)MgCl2

Mg＋Cl2↑(制Mg)2Al2O3

4Al＋3O2↑(制Al)1．金屬腐蝕是指金屬與周圍接觸到的空氣或液體發(fā)生

反應(yīng)而引起損耗的現(xiàn)象。2．金屬腐蝕可以分為

和

?；瘜W(xué)腐蝕是金屬跟接觸到的氧化性氣 體或氧化性液體等直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。而電化學(xué)腐蝕是指不純的金屬跟

溶液接觸時，因發(fā)生

反應(yīng)而發(fā)生的腐蝕。3．金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕時，可分為

腐蝕和

腐蝕。兩者的本質(zhì)相同，但正極 反應(yīng)不同，即析氫腐蝕的正極反應(yīng)為

，而吸氧腐蝕的正極反應(yīng)為

。氧化還原電化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕電解質(zhì)原電池析氫吸氧2H＋＋2e－===H2↑O2＋2H2O＋4e－===4OH－4．金屬防護(hù)的措施有：(1)制成

，(2)涂蓋

，(3)犧牲陽極的陰極保護(hù)法——

，(4)外加電流的陰極保護(hù)法——

原理。合金防護(hù)層原電池原理電解金屬發(fā)生化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的最主要區(qū)別是什么？提示：電化學(xué)腐蝕過程中有電流產(chǎn)生，而化學(xué)腐蝕過程中無電流產(chǎn)生。延伸：影響金屬腐蝕的因素包括金屬的本性和介質(zhì)兩個方面。就金屬本性來說，金屬越活潑，就越容易失去電子而被腐蝕。介質(zhì)對金屬的腐蝕的影響也很大，如果金屬在潮濕的空氣中，接觸腐蝕性氣體或電解質(zhì)溶液，都容易被腐蝕。1．電解時電極產(chǎn)物的判斷 (1)陽極產(chǎn)物的判斷

首先看電極，如果是活性電極(金屬活動性順序中Ag及其以前)，則電極材料失電子，電極被溶解，溶液中的陰離子不能失電子。如果是惰性電極(Pt、Au、石墨)，則要再看溶液中離子的失電子能力，此時根據(jù)陰離子放電順序加以判斷。

陰離子放電順序： S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根(等)＞F－

(2)陰極產(chǎn)物的判斷直接根據(jù)陽離子放電順序進(jìn)行判斷，陽離子放電順序：Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋＞Pb2＋＞Sn2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋2．以惰惰性電極極電解的的幾種類類型類型電極反應(yīng)特點實例電解對象電解質(zhì)濃度變化pH電解質(zhì)溶液復(fù)原電解水型

陰：4H＋＋4e－===2H2↑陽：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑NaOHH2SO4Na2SO4水增大增大加水水增大減小加水水增大不變加水電解電解質(zhì)型電解質(zhì)電離出的陰、陽離子分別在兩極放電HCl電解質(zhì)減小增大加氯化氫CuCl2電解質(zhì)減小加氯化銅放H2生堿型陰極：H2O放H2生堿陽極：電解質(zhì)陰離子放電NaCl電解質(zhì)和水生成新電解質(zhì)增大加氯化氫放O2生酸型陰極：電解質(zhì)陽離子放電陽極：H2O放O2生酸CuSO4電解質(zhì)和水生成新電解質(zhì)減小加氧化銅用惰性電電極電解解時，若若要使電電解后的的溶液恢恢復(fù)到原原狀態(tài)，，應(yīng)遵循循“缺什么加加什么，，缺多少少加多少少”的原則，，一般加加入從電電解液中中析出的的陰極產(chǎn)產(chǎn)物與陽【例1】用惰性電電極實實現(xiàn)電電解，，下列列說法法正確確的是是()A．電電解稀稀硫酸酸溶液液，實實質(zhì)上上是電電解水水，故故溶液液pH不變變B．電電解稀稀氫氧氧化鈉鈉溶液液，要要消耗耗OH－，故溶溶液pH減減小C．電電解硫硫酸鈉鈉溶液液，在在陰極極上和和陽極極上析析出產(chǎn)產(chǎn)物的的物質(zhì)質(zhì)的量量之比比為1∶2D．電電解氯氯化銅銅溶液液，在在陰極極上和和陽極極上析析出產(chǎn)產(chǎn)物的的物質(zhì)質(zhì)的量量之比比為1∶1解析：：電解稀稀H2SO4溶液，，實質(zhì)質(zhì)上是是電解解水，，硫酸酸的物物質(zhì)的的量不不變，，但溶溶液體體積減減少，，濃度度增大大，故故溶液液pH減小小。電電解稀稀NaOH溶液液，陽陽極消消耗OH－，陰極極消耗耗H＋，實質(zhì)質(zhì)也是是電解解水，，NaOH溶液液濃度度增大大，故故溶液液的pH增增大。。電解解Na2SO4溶液時時，在在陽極極發(fā)生生反應(yīng)應(yīng)：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，在陰極發(fā)發(fā)生反應(yīng)：：2H＋＋2e－===H2↑，由于兩電電極通過電電量相等，，故放出H2與O2的物質(zhì)的量量之比為2∶1。電解CuCl2溶液時，陰陰極反應(yīng)為為Cu2＋＋2e－===Cu，陽極極反應(yīng)為2Cl－－2e－===Cl2↑，兩極通過過電量相等等時，Cu和Cl2的物質(zhì)的量量之比為1∶1。答案：D延伸：電解解時電極附附近溶液pH的變化化(惰性電電極)(1)電極區(qū)域①陰極H＋放電產(chǎn)生H2，陰極區(qū)域域pH變大大。②陽極OH－放電產(chǎn)生O2，陽極區(qū)域域pH變小小。(2)電解解質(zhì)溶液中中①電解過程中中，既產(chǎn)生生H2，又產(chǎn)生O2，則原溶液液呈酸性的的pH變小小，原溶液液呈堿性的的pH變大大，原溶液液呈中性的的pH不變變(濃度變變大)。②電解過程中中，無H2和O2產(chǎn)生，pH幾乎不變變。③電解過程中中，只產(chǎn)生生H2，pH變大大。④電解過程中中，只產(chǎn)生生O2，pH變小小。1．(2010·模擬精精選，山東東棗莊3月月)右圖為直流電電源電解稀稀Na2SO4水溶液的裝裝置。通電電后在石墨墨電極a和b附近分分別滴加一一滴石蕊溶溶液。下列列實驗現(xiàn)象象中正確的的是()A．逸出氣氣體的體積積，a電極極的小于b電極的B．一電極極逸出無味味氣體，另另一電極逸逸出刺激性性氣味氣體體C．a(chǎn)電極極附近呈紅紅色，b電電極附近呈呈藍(lán)色D．a(chǎn)電極極附近呈藍(lán)藍(lán)色，b電電極附近呈呈紅色解析析：：以石石墨墨為為電電極極電電解解Na2SO4溶液液時時，，答案：D電化化學(xué)學(xué)計計算算包包括括兩兩極極產(chǎn)產(chǎn)物物的的定定量量計計算算、、溶溶液液pH計計算算、、相相對對原原子子質(zhì)質(zhì)量量和和阿阿伏伏加加德德羅羅常常數(shù)測測定定的的計計算算、、電電量量與與產(chǎn)產(chǎn)物物量量的的互互算算等等。。不不論論哪哪類類計計算算，，均均可可概概括括為為下下列列三三種種方方法法：：1．．根根據(jù)據(jù)電電子子守守恒恒法法計計算算：：用用于于串串聯(lián)聯(lián)電電路路、、陰陰陽陽兩兩極極產(chǎn)產(chǎn)物物、、正正負(fù)負(fù)兩兩極極產(chǎn)產(chǎn)物物、、相相同同電電量量等類類型型的的計計算算，，其其依依據(jù)據(jù)是是電電路路上上轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移移的的電電子子數(shù)數(shù)目目相相等等。。2．．根根據(jù)據(jù)總總反反應(yīng)應(yīng)式式計計算算：：凡凡是是總總反反應(yīng)應(yīng)式式中中反反映映出出的的物物質(zhì)質(zhì)的的量量的的關(guān)關(guān)系系都都可可以以列列比比例例式式計計算算。。3．．根根據(jù)據(jù)關(guān)關(guān)系系式式計計算算，，由由得得失失電電子子守守恒恒關(guān)關(guān)系系建建立立各各量量間間的的關(guān)關(guān)系系，，如如串串聯(lián)聯(lián)電電池池各各電電極極產(chǎn)產(chǎn)物的的關(guān)關(guān)系系：：【例例2】】(2010··試試題題調(diào)調(diào)研研，， A．0.5mol/LB．0.8mol/LC．1.0mol/LD．1.5mol/L 解析：陽極電極反應(yīng)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，失去電子的物質(zhì)的量n(O2)×4＝×4＝2mol；陰極電極反應(yīng)應(yīng)：首先發(fā)生生的是Cu2＋＋2e－===Cu，其次發(fā)發(fā)生的是2H＋＋2e－===H2↑，陰極被還原原物質(zhì)得到電電子的總量n(Cu2＋)×2＋n(H2)×2＝n(Cu2＋)×2＋×2，兩電極物物質(zhì)得失電子子數(shù)相等，即2mol＝n(Cu2＋)×2＋×2。解得n(Cu2＋)＝0.5moln(CuSO4)＝n(Cu2＋)＝0.5mol，所所以其物質(zhì)的的量濃度＝＝＝1.0mo答案：C①要注意電解的的階段性。如如含Cl－的溶液中Cl－電解完后繼續(xù)續(xù)通電會使OH－放電，Cu2＋在陰極上被電電解完后H＋又會放電等。。②串聯(lián)電解池中中陰極、陽極極交叉排列，，相同時間內(nèi)內(nèi)各電極轉(zhuǎn)移移電子數(shù)相等等。2．在水中加加入等物質(zhì)的的量的Ag＋、Pb2＋、Na＋、，，該溶液放在在用惰性材料作作電極的電解解槽中，通電電片刻后氧化化產(chǎn)物與還原原產(chǎn)物質(zhì)量比比為()A．35.5∶108B．16∶207C．8∶1D．108∶35.5解析：因Pb2＋＋===PbSO4↓，Ag＋＋Cl－===AgCl↓，所得溶液為為NaNO3的水溶溶液，，通電電后實實質(zhì)是是電解解水，，2H2O2H2↑＋O2↑，氧化產(chǎn)產(chǎn)物為為O2，還原原產(chǎn)物物為H2，其質(zhì)質(zhì)量之之比為為32∶2×2＝8∶1。答案：C1．影響金屬屬腐蝕蝕的因因素包包括金金屬的的本性性和介介質(zhì)兩兩個方方面。。就金金屬本本性來來說，，金屬屬越活活潑，，就越越容易易失去去電子子而被被腐蝕蝕。介介質(zhì)對對金屬屬的腐腐蝕的的影響響也很很大，，如果果金屬屬在潮潮濕的的空氣氣中，，接觸觸腐蝕蝕性氣氣體或或電解解質(zhì)溶溶液，，都容容易被被腐蝕蝕。2．金屬的的腐蝕蝕主要要是電電化學(xué)學(xué)腐蝕蝕。3．判斷金金屬腐腐蝕快快慢的的規(guī)律律(1)電解原理理引起起的腐腐蝕>原電電池原原理引引起的的腐蝕蝕>化化學(xué)腐腐蝕>有防防護(hù)腐腐蝕措措施的的腐蝕蝕(2)對同同一種種金屬屬來說說，腐腐蝕的的快慢慢：強電解解質(zhì)溶溶液>弱電電解質(zhì)質(zhì)溶液液>非非電解解質(zhì)溶溶液(3)活潑潑性不不同的的兩金金屬，，活潑潑性差差別越越大，，腐蝕蝕越快快。(4)對同同一種種電解解質(zhì)溶溶液來來說，，電解解質(zhì)溶溶液濃濃度越越大，，腐蝕蝕越快快?！纠?】(2009··上海?；瘜W(xué)學(xué)，13)右圖裝置置中，，U型型管內(nèi)內(nèi)為紅紅墨水水，a、b試管管內(nèi)分分別盛盛有食食鹽水水和氯氯化銨銨溶液液，各各加入入生鐵鐵塊，，放置置一段段時間間。下下列有有關(guān)描描述錯錯誤的的是()A．．生生鐵鐵塊塊中中的的碳碳是是原原電電池池的的正正極極B．．紅紅墨墨水水柱柱兩兩邊邊的的液液面面變變?yōu)闉樽笞蟮偷陀矣腋吒逤．．兩兩試試管管中中相相同同的的電電極極反反應(yīng)應(yīng)式式是是：：Fe－－2e－===Fe2＋＋D．．a(chǎn)試試管管中中發(fā)發(fā)生生了了吸吸氧氧腐腐蝕蝕，，b試試管管中中發(fā)發(fā)生生了了析析氫氫腐腐蝕蝕解析析：：Fe與與C及及電電解解質(zhì)質(zhì)溶溶液液形形成成原原電電池池，，F(xiàn)e是是負(fù)負(fù)極極：：Fe－－2e－答案：B3．．(2010··原原創(chuàng)創(chuàng))下列列各各裝裝置置中中都都盛盛有有0.1mol··L－1的NaCl溶溶液液，，放放置置一一定定時時間間后后，，裝裝置置中中的的四四塊塊相相同同鋅鋅片片，，腐腐蝕蝕速速率率由由快快到到慢慢的的正正確確順順序序是是()A．．③①①④④②②B．．①②②④④③③C．．①②②③③④④D．．②①①④④③③解析析：：金屬屬腐腐蝕蝕速速率率一一般般為為：：作作電電解解池池的的陽陽極極>作作原原電電池池的的負(fù)負(fù)極極>化化學(xué)學(xué)腐腐蝕蝕>作作原原電電池池的的正正極極>作作電電解解池池的的陰陰極極，，所所以以②最快快，，因因為為Zn作作陽陽極極；；③最慢慢，，因因為為Zn作作陰陰極極。。答案案：：D【例例1】】鉛蓄電電池池的的充充放放電電反反應(yīng)應(yīng)方方程程式式為為：：Pb＋＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。。關(guān)關(guān)于于鉛鉛蓄蓄電電池池的的說說法法正正確確的的是是()A．．在在放放電電時時，，正正極極發(fā)發(fā)生生的的反反應(yīng)應(yīng)是是Pb(s)＋＋SO(aq)===PbSO4(s)＋＋2e－B．．在在放放電電時時，，該該電電池池的的負(fù)負(fù)極極材材料料是是鉛鉛板板C．在充充電時，，電池中中硫酸的的濃度不不斷變小小D．在充充電時，，陽極發(fā)發(fā)生的反反應(yīng)是PbSO4(s)＋＋2e－===Pb(s)＋(aq)解析：電池放電電時，Pb作負(fù)負(fù)極：Pb－2e－＋===PbSO4，正極發(fā)發(fā)生反應(yīng)應(yīng)：PbO2＋2e－＋4H＋＋===PbSO4＋2H2O；充電電時，H2SO4的濃度不不斷增大大，陽極上發(fā)發(fā)生的是是氧化反反應(yīng)，是是失去電電子而不不是得到到電子。。答案：B高分策略略本題考查查了原電電池和電電解池的的雙重原原理，考考生往往往對電池池反應(yīng)觀觀察不仔仔細(xì)，導(dǎo)導(dǎo)致判斷斷錯誤。。易錯選選C，沒沒有注意意到充電電時硫酸酸是生【例2】】(2009·全國國Ⅰ理綜，28)右圖所示裝裝置中，，甲、乙乙、丙三三個燒杯杯依次分分別盛放放100g5.00%的的NaOH溶液液、足量量的CuSO4溶液和100g10.00%的的K2SO4溶液，電電極均為為石墨電電極。(1)接接通電源源，經(jīng)過過一段時時間后，，測得丙丙中K2SO4濃度為10.47%，，乙中c電極質(zhì)質(zhì)量增加加。據(jù)此此回答問問題：①電源的N端為________極；；②電極b上上發(fā)生的的電極反反應(yīng)為_____________________________________________________________________；；③列式計算算電極b上生成成的氣體體在標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)狀況下下的體積積：______________________________________________________________________；④電極c的質(zhì)量量變化是________g；⑤電解前后各溶溶液的酸、堿堿性強弱是否否發(fā)生變化，，簡述其原因因：甲溶液_________________________________________________________________；乙溶液_________________________________________________________________；丙溶液_________________________________________________________________；(2)如果電電解過程中銅銅全部析出，，此時電解能能否繼續(xù)進(jìn)行行，為什么？？_____________________________________解析：(1)①乙中c電極質(zhì)質(zhì)量增加，說說明c處發(fā)生生的反應(yīng)為：：Cu2＋＋2e－===Cu，c電極極應(yīng)為陰極，，則M為負(fù)極極，N為正極極。②甲中放的是NaOH溶液液，電解時實實質(zhì)上是電解解水，b電極極上發(fā)生的電電極反應(yīng)為：：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。而要求算出出b電極上產(chǎn)產(chǎn)生的氣體體體積，就必須須先根據(jù)丙中中K2SO4濃度的變化計計算出轉(zhuǎn)移電電子的數(shù)目。。設(shè)丙中電