第22講電解池金屬的腐蝕與防護(hù)

1.了解電解池的工作原理，認(rèn)識(shí)電解在實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化和儲(chǔ)

存能量中的具體應(yīng)用。

課標(biāo)解讀

2.了解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的本質(zhì)，知道金屬腐蝕的危

害，了解防止金屬腐蝕的措施。

彎后1電解原理及電解規(guī)律

必備知識(shí)?梳理夯實(shí)

知識(shí)梳理

1.電解和電解池

在電流作用下，電解質(zhì)在兩個(gè)電極上分

電解

別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過(guò)程

電解池一I將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置

①有與電源相連的兩個(gè)電極：電源正極

一電解池上_極一發(fā)生氧化反應(yīng);

電解池

電源負(fù)極一電解池旦極一發(fā)生力

的構(gòu)成

原反應(yīng)

條件

②電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)）

③形成閉合回路

2.電解池的工作原理（以惰性電極電解CuCb溶液為例）

（1）電極名稱與電極反應(yīng)

電極名稱:「隨/電極名稱:

反應(yīng)類型：還原反應(yīng)，反應(yīng)類型:氧化反應(yīng)

電極反應(yīng)式：

電極反應(yīng)式:Cu"+2e-Cu-

2Cl--2e-=Cl2t

總反應(yīng)的化學(xué)方程式：CuCb^Cu+Cbt

總反應(yīng)的離子方程式：C反++2C「豆旦Cu+Cbt

'、可概括為電子不下水，離子不上線

①電子流向：從電源/極流出后，流向電解池的陰極:從電解池的陽(yáng)

極流出后，流向電源的正極。

②離子流向：陽(yáng)離子移向電解池的陰極,陰離子移向電解池的陽(yáng)極。

③電流移動(dòng)方向：電源正極f電解池的陽(yáng)極f電解質(zhì)溶液一電解池的

陰極一電源負(fù)極。

［微點(diǎn)歸納］①電解時(shí)，在外電路中有電子通過(guò)，而在溶液中是依靠離子定

向移動(dòng)形成電流，即電子本身不會(huì)通過(guò)電解質(zhì)溶液。

②一幅圖理解電子、離子、電流的移動(dòng)方向

3.電解規(guī)律

(1)陽(yáng)極產(chǎn)物的判斷

①活性電極(除Au、Pt外的金屬)作陽(yáng)極，則活性電極失去電子,發(fā)生且

化_反應(yīng)。

②惰性電極(Pt、石墨等)作陽(yáng)極，要依據(jù)陰離子的放電順序判斷。陰離子的

放電順序如下：

S2-、「、Br，C「、OH，含氧酸根離子(NO?、SO：、COM)、『

［微點(diǎn)歸納］(1)利用惰性電極電解時(shí)，S2,「、Br，C「在陽(yáng)極放電，所得

產(chǎn)物一般為S、12、Bn、Cl2,而OH-放電則得到O2和H2O。

(2)在水溶液中，含氧酸根(N09、SOF>COM等)、丁一般不放電。

(2)陰極產(chǎn)物的判斷

不考慮電極材料，直接根據(jù)溶液中陽(yáng)離子的放電順序進(jìn)行判斷。陽(yáng)離子的放

電順序如下：

C、Ca?+、Na+、M/+、AP+，宿+、Fe?+、S/+、Pb?+、k(酸),Cu2+Je3\Ag+

放電由難到易

［微點(diǎn)歸納］(1)陽(yáng)離子的放電順序遵循氧化還原反應(yīng)的“先后規(guī)律”，前提

條件是各種離子的濃度相差不大。

(2)金屬陽(yáng)離子(除Fe3+外)放電，一般得到相應(yīng)的金屬單質(zhì)，H+放電則得到

2+

H2;Fe3+放電一般轉(zhuǎn)化為Feo

(3)陰極不管是什么材料，電極本身都不反應(yīng)，一定是溶液(或熔融電解質(zhì))

中的陽(yáng)離子放電。

+2++

(4)最常用、最重要的放電順序是陽(yáng)極：C「>OH\陰極：Ag>Cu>Ho

(5)電解水溶液時(shí)，C?AU卡不可能在陰極放電，即不可能用電解水溶液的

方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金屬。

4.電解池電極反應(yīng)式的書寫步驟與方法

判斷電解池的』La極，與直流電源負(fù)極

三回一相連的為旦極，與直流電源正極相連的為

陽(yáng)極

一口看清電解池的陽(yáng)極是惰性電極還是活性

二看——------------

電極(除Au、Pt外的金屬為活性電極)

一活性電極：電極材料失電子，生

「成相應(yīng)的金屬陽(yáng)離子

T陽(yáng)極-

L惰性電極：陰離子失電子，生成

相應(yīng)的單質(zhì)或高價(jià)化合物

—陽(yáng)離子得電子，生成相應(yīng)的單質(zhì)

陰極一*■

或低價(jià)化合物

［微點(diǎn)歸納］(1)書寫電解池的電極反應(yīng)式時(shí)，可以用實(shí)際放電的離子表示，

但書寫電解池的總反應(yīng)時(shí)，弱電解質(zhì)栗寫成分子式。如用惰性電極電解食鹽水時(shí),

陰極反應(yīng)式為2H++21-H2t(或2H2O+2e-==H2t+20H。；總反應(yīng)離子方

程式為2cr+2H2O^S=2OH-+H2t+C12to

(2)電解水溶液時(shí)，應(yīng)注意放電順序，位于H+、OH」之后的離子一般不參與

放電。

(3)Fe3+在陰極上放電時(shí)生成Fe2+,而不是得到單質(zhì)Fe。

(4)判斷電解產(chǎn)物、書寫電極反應(yīng)式以及分析電解質(zhì)溶液的變化時(shí)首先要注

意陽(yáng)極是活性材料還是惰性材料。

(5)書寫電解化學(xué)方程式時(shí)，應(yīng)看清是電解電解質(zhì)的水溶液還是熔融電解質(zhì)。

AP+、Mg2+、Na+、Ca2+,只有在熔融狀態(tài)下才放電。

5.判斷電解池陰、陽(yáng)極的常用方法

判斷方法陽(yáng)極陰極

與電源連接與正極相連與負(fù)極相連

導(dǎo)線中電子流出電子流入

閉合回

陽(yáng)離子移離陽(yáng)離子移向

路電解質(zhì)溶液中

陰離子移向陰離子移離

得失電子失電子得電子

電極反化合價(jià)升高降低

應(yīng)反應(yīng)類型氧化反應(yīng)還原反應(yīng)

電極質(zhì)量減小或不變?cè)龃蠡虿蛔?/p>

自主小練

1.易錯(cuò)辨析：正確的打“，錯(cuò)誤的打“X”。

(1)電解池中的氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)不一定同時(shí)發(fā)生。(X)

［提示］電解池中的陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，二者同時(shí)進(jìn)行。

(2)陽(yáng)極失去的電子經(jīng)過(guò)直流電源，流向陰極。(X)

［提示］陽(yáng)極失去的電子流向直流電源的正極，電子不能通過(guò)直流電源內(nèi)部

的離子導(dǎo)體，直流電源的負(fù)極失去電子流向陰極。

(3)電解池中的電解質(zhì)可能是熔融狀態(tài)或固體電解質(zhì)。(V)

［提示］電解質(zhì)溶液、熔融狀杰的電解質(zhì)、固體電解質(zhì)均是離子導(dǎo)體。

(4)電解池中陽(yáng)離子移向陽(yáng)極。(X)

［提示］陽(yáng)離子定向移動(dòng)方向與電流一致。

(5)電解池中的陽(yáng)極和直流電源中的負(fù)極均發(fā)生氧化反應(yīng)。(V)

［提示］電解池中的陽(yáng)極和直流電源中的負(fù)極均失去電子。

(6)Zn+H2SO4=ZnSO4+H2t能設(shè)計(jì)成電解池。(V)

［提示］電解池是把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，所以不論自發(fā)、不自發(fā)進(jìn)行的氧化

還原反應(yīng)理論上均可設(shè)計(jì)成電解池；如用Zn作陽(yáng)極、惰性電極作陰極，電解硫

酸溶液，電池反應(yīng)即為上述反應(yīng)。

(7)陰極不管是什么材料，電極本身都不反應(yīng)。(V)

［提示］陰極不管是什么材料，電極本身都不反應(yīng)，一定是溶液中的陽(yáng)離子

放電。

(8)陽(yáng)極不管是什么材料，電極本身都不反應(yīng)。(X)

［提示］陽(yáng)極如果是活性電極，電極本身參加反應(yīng)。

(9)電解過(guò)程中陰離子向陰極定向移動(dòng)。(X)

［提示］電解過(guò)程中陰離子向陽(yáng)極定向移動(dòng)，陽(yáng)離子向陰極定向移動(dòng)。

(10)直流電源跟電解池連接后，電子從電源負(fù)極流向電解池陽(yáng)極。(X)

［提示］電解時(shí)電子從電源負(fù)極流向電解池陰極。

(11)電解CuC12溶液，陽(yáng)極逸出的氣體能夠使?jié)駶?rùn)的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)色。

(V)

［提示］電解CuCb溶液時(shí)，在陽(yáng)極C廠失電子變?yōu)镃12。

(12)電解鹽酸、硫酸等溶液，H+放電，溶液的pH逐漸增大。(X)

［提示］電解H2s04溶液時(shí)，實(shí)際是電解H2O的過(guò)程，故溶液中c(H+)增大,

pH減小。

(13)用惰性電極電解飽和食鹽水一段時(shí)間后，加入鹽酸可使電解質(zhì)溶液恢復(fù)

到電解前的狀態(tài)。(X)

［提示］電解飽和食鹽水，兩極產(chǎn)生H2和C12,因此通入HC1氣體即可使電

解質(zhì)溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)。

(14)電解池的陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)。(V)

(15)電解池工作時(shí)電子從電源的負(fù)極流出，流入陰極通過(guò)溶液到陽(yáng)極，然后

從陽(yáng)極流出，流回電源正極。(X)

(1)如圖所示為一電解池裝置，A、B都是惰性電極，電解質(zhì)溶液c是飽和

NaCl溶液，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，同時(shí)在U形管兩邊各滴入幾滴酚醐試劑，試判斷：

①a電極是正極(填“正”或"負(fù)”),B電極是陰極(填“陰”或

“陽(yáng)”)g極(填"A”或"B”)附近酚醐試液顯紅色。

②A電極上的電極反應(yīng)式為2c「一21-CLt,B電極上的電極反應(yīng)式

為2H20+2——H2t+20H一

③檢驗(yàn)A電極上產(chǎn)物的方法是把濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙放在A電極附近，

試紙變藍(lán)，則證明A電極上的產(chǎn)物為氯氣。

(2)電解質(zhì)溶液通電時(shí)，一定會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)嗎？為什么？

［提示］一定發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。因?yàn)樵陔娊獬氐年帢O、陽(yáng)極分別發(fā)生還原反應(yīng)

和氧化反應(yīng)，發(fā)生了電子的轉(zhuǎn)移，生成了新物質(zhì)，所以電解質(zhì)溶液通電時(shí)一定有

化學(xué)反應(yīng)發(fā)生。

考點(diǎn)突破?訓(xùn)練提升

微考點(diǎn)1電解池工作原理、電極反應(yīng)式的書寫

例(2022?海南卷，9)一種采用H2O(g)和N2(g)為原料制備NH3(g)的裝置示

意圖如下。

下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(A)

A.在b電極上，N2被還原

B.金屬Ag可作為a電極的材料

C.改變工作電源電壓，反應(yīng)速率不變

D.電解過(guò)程中，固體氧化物電解質(zhì)中02一不斷減少

［思路點(diǎn)撥］基于電極產(chǎn)物判斷陰、陽(yáng)極。b電極上N2-NH3,發(fā)生還原反

應(yīng)，則b電極是陰極，a電極是陽(yáng)極。固體氧化物作電解質(zhì)，并非電解質(zhì)的水溶

液。

a電極陽(yáng)極反應(yīng)為-41=。2t

-

反應(yīng)為N2+3H2O+6e=2NH3+

b電極陰極

3O2~

［解析］b電極上，N2-NH3,N2被還原，發(fā)生還原反應(yīng)，A正確；a電極上

2

0--02,金屬Ag是活性電極，若Ag作a電極的材料，電極反應(yīng)式為Ag一屋

=Ag+,陽(yáng)極被損耗，B錯(cuò)誤；改變工作電源電壓，電路中電流改變，則反應(yīng)

速率改變，C錯(cuò)誤；結(jié)合陰、陽(yáng)極反應(yīng)可知，電解總反應(yīng)為2N2+6H2O"鯉=4NH3

+302,固體氧化物電解質(zhì)中。2一的量不變，D錯(cuò)誤。

【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練】

1.按要求書寫電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式：

(1)用惰性電極電解熔融MgCh

陽(yáng)極反應(yīng)式：2cr—2為=。2t;

陰極反應(yīng)式：Mg2++2e-=Mg；

總反應(yīng)離子方程式：2C「+Mg2+^MMg+Cl2t。

(2)用銅作電極電解鹽酸溶液

陽(yáng)極反應(yīng)式：Cu-20^Cu2+；

陰極反應(yīng)式：2H++2e「一H2t:

總反應(yīng)離子方程式：Cu+2H+理繪C/++H2T。

(3)用鐵作電極電解NaCl溶液

陽(yáng)極反應(yīng)式：Fe-2e-=Fe2+；

陰極反應(yīng)式：2H20+2反=氏t+20H-；

總反應(yīng)方程式：Fe+2Ht+Fe(0HC。

2.(2023?山東濰坊模擬)尿素［CO(NH2)2］是首個(gè)由無(wú)機(jī)物人工合成的有機(jī)物o

(1)工業(yè)上尿素由CO2和NH3在一定條件下合成，其反應(yīng)方程式為2NH3+

一冬件

CO2^^FCO(NH2)2+H2O。

(2)人工腎臟可用間接電化學(xué)方法除去代謝產(chǎn)物中的尿素，原理如圖所示。

直流

NaClt電源

溶液

<-------3

質(zhì)子

交換膜

①電源的負(fù)極為B(填“A”或"B”)。

②陽(yáng)極室中發(fā)生的反應(yīng)依次為6c「一61一3CLt、CO(NH2)2+3Cb+

H2O=N2+CO2+6HC1。

［解析］(1)CO2和NH3合成CO(NH2)2,根據(jù)元素守恒可知，同時(shí)還有H20

生成，化學(xué)方程式為2NH3+CO2售知牛CO(NH2)2+H2。。

(2)①由圖可知，左室電極產(chǎn)物為C12,發(fā)生氧化反應(yīng)，故A為電源的正極，

右室電極產(chǎn)物為H2,發(fā)生還原反應(yīng)，故B為電源的負(fù)極。②由圖可知，陽(yáng)極室

首先是氯離子放電生成氯氣，氯氣再氧化尿素生成氮?dú)?、二氧化碳，同時(shí)會(huì)生成

HC1,陽(yáng)極室中發(fā)生的反應(yīng)依次為6c「一6e--3Cbt,CO(NH2)2+3C12+

H2O=N2+CO2+6HCL

^歸納拓展：

1電解池陰、陽(yáng)極判斷的“五種方法”

(+)喑流面疵屋蔡:(-)陰極

電子流出電子流動(dòng)方向J-----子流

陰離子移面)—!離子移動(dòng)方向卜—a日離子移向

氧化反應(yīng))--”電極反應(yīng)類型?〈還原反應(yīng)

析出金屬

或放出H?

2“三看法”正確書寫電極反應(yīng)式

3分析電解過(guò)程的思維程序

判斷：陰、陽(yáng)極一明確陽(yáng)極是惰性電極還是活潑電極

分析:電解質(zhì)溶找全離子(包括水電離出的H+和

液的離子組成OHD,并按陰、陽(yáng)離子分組

確定：放電離找出陰、陽(yáng)離子在兩極的放電順序，

子或物質(zhì)確定優(yōu)先放電的微粒

［

寫出：電極反判斷電極產(chǎn)物，注意溶液的酸堿性、

應(yīng)式產(chǎn)物的溶解性

解答有關(guān)離子濃度、pH、電極產(chǎn)物

量的變化，溶液的復(fù)原等問(wèn)題

微考點(diǎn)2電解的有關(guān)計(jì)算

例(2024?江西師范大學(xué)附屬中學(xué)高三月考)在500mLKNCh和Cu(NO3)2的

混合溶液中，c(N(K)=6moi用石墨電極電解此溶液，當(dāng)通電一段時(shí)間后,

兩極均收集到22.4L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，假定電解后溶液體積仍為500mL,下列

說(shuō)法正確的是(B)

A.電解得到的Cu的物質(zhì)的量為0.5mol

B.向電解后的溶液中加入98g的Cu(0H)2可恢復(fù)為原溶液

C.原混合溶液中c(K+)=4mol-L1

D.電解后溶液中c(H+)=2mol-L1

［解析］用石墨作電極電解KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液，當(dāng)通電一段時(shí)間

7?4T

后，兩極均收集到22.4L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，〃(。2)=—=1mol,陽(yáng)極發(fā)

22.4Lmol1

生反應(yīng)4OH——4-=。2t+2H2O,生成1mol氧氣轉(zhuǎn)移4moi電子，陰極發(fā)生

反應(yīng)Cu2++2e-=Cu>2H++2e-^=H2t,生成1mol氫氣，轉(zhuǎn)移2mol電子，

因此Cu2+放電轉(zhuǎn)移2moi電子，生成lmol銅，則電解得到的Cu的物質(zhì)的量為

lmol,故A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)電解原理和原子守恒，溶液中減少的原子有銅、氧、

氫，向電解后的溶液中加入CU(0H)2,可恢復(fù)為原溶液，需要1molCu(OH)2,

其質(zhì)量為98g,故B項(xiàng)正確；c(Cu2+)=：吸=2mol-L-I由電荷守恒可知，原

混合溶液中c(K+)為6moiIF—2moi1-1X2=2故C項(xiàng)錯(cuò)誤；電解后

溶液中c(H+)為4mol_2mol=4mol-Li,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。

0.5L

【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練】

1.（2024?湖南雅禮中學(xué)月考）以鉛酸蓄電池為電源，以石墨為電極電解CuSO4

溶液，裝置如圖所示。若一段時(shí)間后Y電極上有6.4g紅色物質(zhì)析出，停止電解。

下列說(shuō)法正確的是（C）

ab

——卜鉛酸蓄電池u---------

陰離子交換膜

A.a為鉛酸蓄電池的負(fù)極

B.電解過(guò)程中SO,向右側(cè)移動(dòng)

C.電解結(jié)束時(shí)，左側(cè)溶液質(zhì)量增重8g

D.鉛酸蓄電池工作時(shí)，正極電極反應(yīng)式為PbSO4+2e——Pb+SOF

［解析］Y極有Cu析出，發(fā)生還原反應(yīng)，Y極為陰極，故b為電源負(fù)極，a

為電源正極，A錯(cuò)誤；電解過(guò)程中陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)，B錯(cuò)誤；陰極反應(yīng)式為

Cu2++2e-=Cu,陽(yáng)極反應(yīng)式為2H20—4y=。2t+4H+,當(dāng)有6.4gCu析出

時(shí)，轉(zhuǎn)移0.2mole，左側(cè)生成1.6gO2,同時(shí)有0.1mol（9.6g）SO1進(jìn)入左側(cè)，

則左側(cè)質(zhì)量?jī)粼黾?.6g—1.6g=8g,C正確；鉛酸蓄電池的負(fù)極是Pb,正極是

PbO2,正極反應(yīng)式為PbO2+2e-+4H++SO?-=PbSO4+2H2。，D錯(cuò)誤。

2.（2023?山東濱州高三模擬）化學(xué)工作者提出采用電解法除去工業(yè)污水中的

NaCN,其原理如圖所示，通電前先向污水中加入適量食鹽并調(diào)整其pH維持堿

性（CN-不參與電極反應(yīng)）。下列說(shuō)法正確的是（C）

隔膜I隔膜n

A.b為電源的負(fù)極

B.隔膜I為陰離子交換膜

C.X為H2,電極反應(yīng)式為2H2O+2「-H2t+20H-

D.當(dāng)生成2.24LN2時(shí)，電路中通過(guò)1mol電子

［解析］右側(cè)C「放電得到CIO,C1CF再氧化CN-生成N2,則右側(cè)電極為

陽(yáng)極，b為電源的正極，A錯(cuò)誤；b為電源的正極，則a為電源的負(fù)極，左側(cè)電

極為陰極，發(fā)生反應(yīng)2H2。+2亡=H2t+2OH,陰離子增加，污水中的Na卡

會(huì)通過(guò)隔膜I進(jìn)入左側(cè)，形成NaOH溶液，則隔膜I為陽(yáng)離子交換膜，B錯(cuò)誤；

由A、B可知左側(cè)電極反應(yīng)為2H20+21—H2t+20H",則X為Hz,C正確；

生成的2.24LN2未標(biāo)明條件，無(wú)法求得電路中通過(guò)電子的量，D錯(cuò)誤。

電解原理的應(yīng)用

必備知識(shí)?梳理夯實(shí)

知識(shí)梳理

1.電解飽和食鹽水一氯堿工業(yè)

(1)電極反應(yīng)

陰極：電極反應(yīng)式：2H++2e-=H2t反應(yīng)類型:還原反應(yīng)。

陽(yáng)極：電極反應(yīng)式：2Cr—2e-=Cb1反應(yīng)類型:氧化反應(yīng)。

檢驗(yàn)陽(yáng)極產(chǎn)物的方法是用濕潤(rùn)的淀粉KI試紙靠近，若試紙變藍(lán)，證明生成

TCl2o電解時(shí)向食鹽水中滴加酚St陰極附近溶液變紅,說(shuō)明該電極附近

產(chǎn)生的物質(zhì)為NaOH。

(2)電解方程式

化學(xué)方程式：2NaCl+2H2(>^^2NaOH+H2t+C。t

離子方程式：2C「+2H2。：2OHrH2t+Cbt

（3）應(yīng)用：氯堿工業(yè)制燒堿、氫氣和氯氣

陽(yáng)離子交換膜法電解飽和食鹽水示意圖

①陽(yáng)離子交換膜的作用

阻止0H「進(jìn)入陽(yáng)極室與C12發(fā)生副反應(yīng)20H+ci2=cr+CIO+H20,

阻止陽(yáng)極產(chǎn)生的C12和陰極產(chǎn)生的H2混合發(fā)生爆炸。

②a、b、c、d加入或取出的物質(zhì)分別是精制飽和食鹽水、-0（含少量

NaOH）、淡鹽水、NaOH溶液；X、Y分別是Cb、H2□

2.電解精煉銅

兩極材料—匚囂:墨

「陽(yáng)極（設(shè)含Zn、Fe雜質(zhì)）：

Zn-2e-Zn2+

兩極Fe-2e-Fe2+

反應(yīng)Cu-=Cu2+

（主要反應(yīng)）

一陰極：Cu"+2e-^=Cu

一應(yīng)用：電解精煉銅

注意：電解精煉銅時(shí)，陽(yáng)極質(zhì)量減小，陰極質(zhì)量增加，溶液中的C/+濃度

減小。

3.電鍍銅

一兩極材料一二陽(yáng)極:精銅

陰極：待鍍金屬

一電鍍液:含Cl?*的電解質(zhì)溶液。

待

精

鍍

銅廠陽(yáng)極:Cu-2e-=Cu2+

出

二兩極

礴

一—一陰極:Ci?++2e-^=Cu

反應(yīng)

一應(yīng)用:鐵上鍍銅等。

CuSO,溶液陽(yáng)極質(zhì)量減小，陰極

電鍍銅

質(zhì)量增加

L特點(diǎn)一

1—溶液中的離子濃度丕變

［微點(diǎn)歸納］(1)電鍍時(shí)，鍍層金屬作陽(yáng)極，鍍件作陰極，含鍍層金屬陽(yáng)離子

的鹽溶液為電解質(zhì)溶液；

(2)電解精煉銅時(shí)，粗銅中不活潑的雜質(zhì)(銀、金等)在陽(yáng)極難以失去電子，最

后以金屬單質(zhì)的形式沉積于電解槽的底部，成為陽(yáng)極泥。

4.電冶金

利用電解熔融鹽(或氧化物)的方法來(lái)冶煉活潑金屬Na、Ca、Mg、Al等。

「陽(yáng)極:2Cr-2e-^CUT

T內(nèi)---陰極:2Na++2e-^=2Na

」總方程式:2NaCl（熔融）、2Na+Cl2T

電［陽(yáng)極:2C1-2e--QT

冶—鎂——陰極:Mg?++2e-Mg

1誦由

金-總方程式:MgCU（熔融）『Mg+Cl2T

［陽(yáng)極:6。2--12屋—302T

一鋁——陰極:4A/+12^^4A1

1

—總方程式：2Al2。3（熔融）=4A1+3。2T

［微點(diǎn)歸納］(1)由于AlCb為共價(jià)化合物，熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電，所以電解冶

煉鋁時(shí)，電解的為熔點(diǎn)很高的氧化鋁，為降低熔點(diǎn)，加入了助熔劑冰晶石(Na3AlF6);

電解過(guò)程中，陽(yáng)極生成的氧氣與石墨電極反應(yīng)，因此石墨電極需不斷補(bǔ)充。

(2)氯堿工業(yè)所用的飽和食鹽水需栗精制，除去NaCl中混有的Ca2+、Mg2+,

soFo

(3)電鍍銅時(shí)，電解質(zhì)溶液中c(Cu2+)不變；電解精煉銅時(shí)，電解質(zhì)溶液中c(Cu2

十)減小。

(4)電解熔融MgCl2冶煉鎂，而不能電解MgO冶煉鎂，是因?yàn)镸gO的熔點(diǎn)

很高；電解熔融A12O3冶煉鋁，而不能電解AlCh冶煉鋁，是因?yàn)锳lCh是共價(jià)

化合物，其熔融態(tài)不導(dǎo)電。

自主小練

1.易錯(cuò)辨析：正確的打“，錯(cuò)誤的打“X”。

(1)電解飽和食鹽水制堿時(shí)，用Fe作陰極可增強(qiáng)導(dǎo)電性。(V)

(2)電解熔融NaCl與電解飽和食鹽水的反應(yīng)原理相同。(X)

(3)工業(yè)上電解飽和食鹽水時(shí)，Na+通過(guò)交換膜移向陽(yáng)極。(X)

(4)電解飽和食鹽水制堿時(shí)，食鹽水中不能含有Ca2+、Mg2+等離子。(V)

(5)電解精煉銅時(shí)，雜質(zhì)Zn、Au、Ag均不溶解，形成陽(yáng)極泥而沉淀。(X)

(6)電解精煉銀時(shí)，粗銀作陰極。(X)

(7)用電解法冶煉活潑金屬時(shí)，不能電解相應(yīng)化合物的水溶液。(V)

(8)若把Cu+H2so4=CUSO4+H2t設(shè)計(jì)成電解池，應(yīng)用Cu作陽(yáng)極。(V)

(9)用Zn作陽(yáng)極，F(xiàn)e作陰極，ZnCb作電解質(zhì)溶液，由于放電順序H+>Zn2+,

不可能在鐵上鍍鋅。(X)

(10)氯堿工業(yè)中陽(yáng)離子交換膜的作用是防止H2和C12混合爆炸，同時(shí)避免

C12和NaOH溶液作用生成NaClO影響燒堿質(zhì)量。(V)

(11)用惰性電極電解MgCb溶液所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2CP+

2H2O^AC12f+H2t+2OH-o(X)

(12)粗銅電解精煉時(shí)，若電路中通過(guò)2moie,陽(yáng)極減少64g。(X)

(13)電鍍銅和電解精煉銅時(shí)，電解質(zhì)溶液中的以。?+)均保持不變。(X)

［提示］電解精煉銅時(shí)，當(dāng)開始電解時(shí)雜質(zhì)Zn、Fe、Ni等活潑金屬失電子，

電解質(zhì)溶液中得電子，造成溶液中C(Cu2+)減小。

(14)電解冶煉鎂、鋁通常電解MgCL和ALO3,也可電解MgO和AlCh-(X)

［提示］不采用電解MgO制金屬鎂，因?yàn)镸gO熔點(diǎn)高、耗能大、不經(jīng)濟(jì)，

不能用電解AlCh制金屬鋁，因?yàn)槿廴贏lCh不導(dǎo)電。

(15)電解飽和食鹽水時(shí)，兩個(gè)電極均不能用金屬材料。(X)

［提示］陰極可用金屬材料作電極。

(16)用銅作陽(yáng)極、石墨作陰極電解CuCL溶液時(shí)，陽(yáng)極電極反應(yīng)式為2C「一

2e-=C12to(X)

［提示］活潑金屬作陽(yáng)極時(shí)，金屬首先失電子被氧化，故陽(yáng)極反應(yīng)為Cu-2e

-=Cu2+o

(17)根據(jù)得失電子守恒可知電解精煉銅時(shí)，陽(yáng)極減少的質(zhì)量和陰極增加的質(zhì)

量相等。(X)

［提示］電解精煉銅時(shí)，陰極析出的只有Cu,而陽(yáng)極減少的有活潑的Zn、

Fe、Ni等形成陽(yáng)離子存在于溶液中，不活潑的Ag、Au等形成陽(yáng)極泥沉在底部，

故兩極的質(zhì)量變化不相等。

(18)電鍍過(guò)程中，溶液中離子濃度不變。(V)

［提示］電鍍過(guò)程中陽(yáng)極質(zhì)量減輕等于陰極質(zhì)量增加，電鍍液中離子濃度保

持不變。

(19)電解精煉銅時(shí)，溶液中的陽(yáng)離子濃度會(huì)發(fā)生變化。(V)

［提示］由于粗銅中含有Zn、Fe、Ni等活潑金屬，反應(yīng)過(guò)程中失去電子形

成陽(yáng)離子存在于溶液中，而陰極上只有Cu2+被還原，所以電解過(guò)程中，溶液中

的陽(yáng)離子濃度會(huì)發(fā)生變化。

(20)在鍍件上電鍍銅時(shí)，鍍件要連接外加電源的負(fù)極。(V)

2.(1)如圖電解飽和食鹽水過(guò)程中，陽(yáng)離子交換膜的作用為只允許陽(yáng)離子

通過(guò)，阻止Cb與H2混合，防止Cb與NaOH反應(yīng)。

硫酸銅溶液

（2）粗銅的電解精煉示意圖如圖所示。

①在粗銅的電解過(guò)程中，粗銅板應(yīng)是圖中電極4（填圖中的字母）；在電極

d上發(fā)生的電極反應(yīng)為Cu2++2e-=Cuo

②若粗銅中還含有Au、Ag、Fe,則陽(yáng)極的電極反應(yīng)為Fe—2e-=Fe2+、

Cu—2e-=Cu2+,粗銅中的Au、Ag的存在形式和位置為Ag、Au以單質(zhì)形

式沉積在C電極的下方,形成陽(yáng)極泥，溶液中C（Cu2+）變?。ㄌ?變大”“變

小”或“不變”）。

考點(diǎn)突破?訓(xùn)練提升

微考點(diǎn)1電解原理的常規(guī)應(yīng)用

例

直流電源

利用如圖所示裝置模擬電解原理在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。下列說(shuō)法正確的是

（D）

A.氯堿工業(yè)中，X電極反應(yīng)式為40H「一4e--2H2O+O2t

B.電解精煉銅時(shí)，Z溶液中的Cu2+濃度不變

C.在鐵片上鍍銅時(shí)，Y是純銅

D.制取金屬鎂時(shí)，Z是熔融的氯化鎂

［解析］氯堿工業(yè)中陽(yáng)極是C「放電生成C12,A錯(cuò)誤；電解精煉銅時(shí)陽(yáng)極上

粗銅溶解，陰極上0?+放電析出Cu,由于粗銅中含有鋅、鐵等比銅活動(dòng)性強(qiáng)的

雜質(zhì)金屬，活動(dòng)性強(qiáng)的金屬先放電，因此電解質(zhì)溶液中Cu2+濃度變小，B錯(cuò)誤;

鐵片上鍍銅時(shí)，陰極應(yīng)該是鐵片，陽(yáng)極是純銅，C錯(cuò)誤。

【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練】

1.（2023?山東青島模擬）工業(yè)上電解NaHSCU溶液制備Na2s2。8。電解時(shí)，陰

極材料為Pb,陽(yáng)極（鋁電極）電極反應(yīng)式為2HSO4—2e--S2O「+2H+。下列說(shuō)

法正確的是（C）

A.陰極電極反應(yīng)式為Pb+HS04—2e「一PbS04+H+

B.陽(yáng)極反應(yīng)中S的化合價(jià)升高

C.S20T中既存在非極性鍵又存在極性鍵

D.可以用銅電極作陽(yáng)極

［解析］陰極發(fā)生還原反應(yīng)，氫離子獲得電子生成H2,陰極電極反應(yīng)式為

+-

2H+2e=H2t,故A錯(cuò)誤；陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，硫元素最高正價(jià)為+6價(jià)，

只能是0元素價(jià)態(tài)升高，S2O廠中含有過(guò)氧鍵，反應(yīng)中硫元素價(jià)態(tài)不變，故B錯(cuò)

誤；S20r中含硫氧極性鍵和氧氧非極性鍵，故C正確；若用銅作陽(yáng)極，則陽(yáng)極

反應(yīng)為：Cu—2e-=Cu2+,故D錯(cuò)誤。

2.（2022?廣東卷，10）以熔融鹽為電解液，以含Cu、Mg和Si等的鋁合金廢

料為陽(yáng)極進(jìn)行電解，實(shí)現(xiàn)A1的再生。該過(guò)程中（C）

A.陰極發(fā)生的反應(yīng)為Mg—2-=Mg2+

B.陰極上Al被氧化

C.在電解槽底部產(chǎn)生含Cu的陽(yáng)極泥

D.陽(yáng)極和陰極的質(zhì)量變化相等

［解析］電解精煉A1,陰極發(fā)生的反應(yīng)為A13++3e-==Al,A項(xiàng)錯(cuò)誤；在陰

極A1被還原，B項(xiàng)錯(cuò)誤；Cu活潑性比A1弱，在電解過(guò)程中沉積在電解槽的底

部，C項(xiàng)正確；在陽(yáng)極Al、Mg放電，在陰極AP+得電子生成A1,質(zhì)量變化不

相等，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

微考點(diǎn)2電解原理的拓展應(yīng)用

1.（2023?山東濰坊模擬）科技工作者開發(fā)以乙醇為原料制備DDE（OO）

的電解裝置如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（C）

A.電源的電極電勢(shì)：a>b

+

B.陽(yáng)極電極反應(yīng)式為C2H5OH+Cl-2e=C2H5OC1+H

C.乙醛為該轉(zhuǎn)化過(guò)程的催化劑

D.每產(chǎn)生1molDDE,電路中通過(guò)2moib

［解析］M電極為陽(yáng)極，N電極為陰極，則a為電源正極，b為電源負(fù)極，

故電極電勢(shì)：a>b,A正確；M電極為陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為C2H50H+C「一

+

=C2H5OC1+H,B正確；C2H50cl先轉(zhuǎn)化為CH3CH0,CH3CH0再和C2H50H

反應(yīng)生成水和DDE,則CH3CHO為中間產(chǎn)物，C錯(cuò)誤；產(chǎn)生ImolDDE需要消

耗1molCH3CHO,而1molCH3cH20H轉(zhuǎn)化為1molCH3CHO需要轉(zhuǎn)移2mole

故產(chǎn)生1molDDE時(shí)電路中通過(guò)2nlole，D正確。

2.(2024?河北衡水高三檢測(cè))某些無(wú)公害免農(nóng)藥果園利用如圖所示電解裝置

進(jìn)行果品的安全生產(chǎn)，解決了農(nóng)藥殘留所造成的生態(tài)及健康危害問(wèn)題。下列說(shuō)法

正確的是(C)

?直流電源P

酸性由T堿性水

離

子

三-金交

-三板換

0.02mol-L-1」3三二二二三膜

KQ溶液F=

A.a為直流電源的負(fù)極，與其相連的電極為陰極

B.離子交換膜為陰離子交換膜

C.“酸性水”具有強(qiáng)氧化性，能夠殺菌

-2

D.陰極反應(yīng)式為H2O+2e=H2t+0-

［解析］由“堿性水”可推知b為直流電源的負(fù)極，a為直流電源的正極，A

錯(cuò)誤；右側(cè)生成OH,K+穿過(guò)離子交換膜移到右側(cè)，即該離子交換膜為陽(yáng)離子

交換膜，B錯(cuò)誤；陽(yáng)極反應(yīng)式為2c「一2亡=C12t,CI2+H2OHC1+HC10,

故“酸性水”中含HC10,具有強(qiáng)氧化性，能殺菌，C正確；水溶液中不可能存

在。2一，D錯(cuò)誤。

警歸納拓展:

電鍍和電解精煉的特點(diǎn)分析

1電鍍過(guò)程中的“一多，一少，一不變”：

(1)“一多”指陰極上有鍍層金屬沉積；

(2)“一少”指陽(yáng)極上有鍍層金屬溶解；

(3)“一不變”指電鍍液(電解質(zhì)溶液)的濃度基本不變。

2電解精煉過(guò)程中的“兩不等”：

（1）電解質(zhì)溶液濃度在電解前后不相等；

（2）陰極增加的質(zhì)量和陽(yáng)極減少的質(zhì)量不相等。

【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練】

1.（2024?山東青島高三檢測(cè)）“84”消毒液在全球抗擊新型冠狀病毒肺炎過(guò)程

中起到了重要作用，主要用于環(huán)境消毒。在不同電壓下，用惰性電極電解飽和

NaCl溶液制備少量NaClO溶液，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：

飽和NaCl溶液

實(shí)驗(yàn)①②③

電壓Ui。2。3

a極產(chǎn)生大量氣泡，b

a極產(chǎn)生少量氣泡，ba極產(chǎn)生較多氣泡，b

現(xiàn)象極逸出大量黃綠色氣

極無(wú)明顯氣泡極產(chǎn)生少量氣泡

體

下列分析不正確的是（C）

A.①②③中，a極均發(fā)生了還原反應(yīng)

B.①②③中均能發(fā)生Cl2+2NaOH=NaCl+NaC10+H2O

C.電解時(shí)，OH」由b極向a極移動(dòng)

D.不宜采用實(shí)驗(yàn)③的電壓制備NaClO

［解析］實(shí)驗(yàn)①?③中a極是陰極，均發(fā)生還原反應(yīng)，A正確；實(shí)驗(yàn)①?③

中，b極是陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為2c「一2e--CLt,陰極反應(yīng)產(chǎn)生NaOH,Cl2

與NaOH反應(yīng)生成NaCl、NaClO,B正確；電解時(shí)，陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)，則OH

-由a極向b極移動(dòng)，C錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)③中產(chǎn)生大量黃綠色氣體，說(shuō)明電解速率過(guò)

快，產(chǎn)生的Cb并未被NaOH溶液吸收，故不宜采用該實(shí)驗(yàn)電壓制備NaClO,D

正確。

2.（2023?河北唐山模擬）用電解法可提純含有某些含氧酸根雜質(zhì)的粗KOH

溶液，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是（C）

A.陽(yáng)極反應(yīng)式為40H^—4e-=2H2O+O2t

B.通電后陰極區(qū)附近溶液pH會(huì)增大

C.K+通過(guò)交換膜從陰極區(qū)移向陽(yáng)極區(qū)

D.純凈的KOH溶液從b出口導(dǎo)出

［解析］陽(yáng)極區(qū)OH一放電生成氧氣，電極反應(yīng)式為40JT—4亡=2H2。十

Cht,A正確；電解時(shí)，陰極區(qū)氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，電極反

應(yīng)式為4H++41==2H2t,氫離子濃度減小，溶液的pH增大，B正確；電解

池中陽(yáng)離子向陰極區(qū)移動(dòng)，故K+通過(guò)交換膜從陽(yáng)極區(qū)移向陰極區(qū)，C錯(cuò)誤；在

b電極附近產(chǎn)生OH-，鉀離子向b電極移動(dòng)，除去雜質(zhì)后KOH溶液從出口b導(dǎo)

出，D正確。

彎奈3金屬的腐蝕與防護(hù)

必備知識(shí)?梳理夯實(shí)

知識(shí)梳理

1.金屬腐蝕的本質(zhì)

金屬原子失去電子變?yōu)榻饘訇?yáng)離子,金屬發(fā)生氧化反應(yīng)。

2.金屬腐蝕的類型

(1)化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕

類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕

不純金屬或合金與電解質(zhì)溶液

金屬與接觸到的干燥氣體(如

接觸，會(huì)形成原電池，較活

定義。2、C12等)或非電解質(zhì)溶液等直

的金屬失去電子被氧化腐

接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的腐蝕

蝕

本質(zhì)M—優(yōu)一=M"+M~ne-=Mn+

現(xiàn)象金屬被腐蝕較活潑金屬被腐蝕

區(qū)別無(wú)電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生

兩者往往同時(shí)發(fā)生，金屬的電化學(xué)腐蝕更普遍,而且危害性大，

聯(lián)系

腐蝕速率大。實(shí)質(zhì)都是金屬原子失去電子被氧化而損耗。

(2)析氫腐蝕與吸氧腐蝕(以鋼鐵的腐蝕為例進(jìn)行分析)

類型析氫腐蝕吸氧腐蝕

條件水膜酸性較強(qiáng)水膜酸性很弱或呈中性

負(fù)極反應(yīng)式Fe_2e=Fe2+

+

正極反應(yīng)式2H+2e-=H2tO2+2H2O+4e-=4OH-

2Fe+Ch+

+2+

總反應(yīng)Fe+2H=Fe+H2t

2H2O=2Fe(OH)2!

4Fe(OH)2+O+2H2O=4Fe(OH>

其他反應(yīng)

Fe(0H)3-FezChxH20(鐵銹)

腐蝕速率較快較慢

普遍性吸氧腐蝕更普遍

往往兩種腐蝕交替發(fā)生，但吸氧腐蝕更普遍,兩種過(guò)

聯(lián)系

程都有微弱電流產(chǎn)生

［微點(diǎn)歸納］鋼鐵暴露在潮濕空氣中主要發(fā)生的是吸氧腐蝕，鐵銹的形成過(guò)

程中主要發(fā)生的反應(yīng)為4Fe(OH)2+02+

2H2O=4Fe(OH)3,2Fe(OH)3=Fe2O3xH20(鐵銹)+(3-x)H2O。

3.金屬電化學(xué)腐蝕規(guī)律

(1)對(duì)同一種金屬來(lái)說(shuō)，在不同溶液中腐蝕的快慢：強(qiáng)電解質(zhì)溶液>弱電

解質(zhì)溶液>非電解質(zhì)溶液。

(2)活動(dòng)性不同的兩金屬：活動(dòng)性差別越大，活動(dòng)性強(qiáng)的金屬腐蝕越快。

(3)對(duì)同一種電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō)，電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕越快，且氧化劑

的濃度越高，氧化性越強(qiáng)，腐蝕越快。

(4)對(duì)同一電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō)。電解原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐

蝕^化學(xué)腐蝕有防護(hù)措施的腐蝕。

4.金屬的防護(hù)

(1)金屬防護(hù)的原理

金屬的防護(hù)主要是從上L、與金屬接觸的物質(zhì)及兩者的條件等方

面來(lái)考慮的。

(2)金屬防護(hù)的方法

犧牲陽(yáng)極法：利用原電池原理

金電化學(xué)保護(hù)法

外加電流法：利用電解原理

屬

的改變金屬材料

如制取不銹鋼等

防的組成

護(hù)

在金屬表面覆

如電鍍、噴漆、覆膜等

蓋保護(hù)層

［微點(diǎn)歸納］(1)鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，負(fù)極鐵失去電子生成Fe2+,而不是

3+

生成FeO

(2)銅暴露在潮濕的空氣中發(fā)生的是化學(xué)腐蝕，而不是電化學(xué)腐蝕，生成銅

綠的化學(xué)成分是CU2(OH)2co3。

(3)兩種保護(hù)方法的比較

外加電流的陰極保護(hù)法比犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法保護(hù)效果好。

自主小練

1.易錯(cuò)辨析：正確的打“，錯(cuò)誤的打“X”。

(1)電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕的速率大得多。(v)

［提示］電化學(xué)腐蝕是金屬作原電池的負(fù)極而被加速腐蝕。

(2)鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕中都是鐵作負(fù)極。(V)

［提示］鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕中都是活潑金屬鐵作負(fù)極。

(3)鋼鐵設(shè)備與金屬銅捆綁即可被保護(hù)。(X)

［提示］鋼鐵設(shè)備作為原電池的正極才能被保護(hù)。

(4)鋼鐵設(shè)備與直流電源的正極相連即可被保護(hù)。(X)

［提示］鋼鐵設(shè)備作為電解池的陰極才能被保護(hù)。

(5)把金屬銘、銀等加入普通鋼中能增強(qiáng)鋼鐵的耐腐蝕性。(V)

［提示］鋼鐵中加入金屬輅、鎂等形成不銹鋼。

(6)鋼鐵的發(fā)藍(lán)處理能增強(qiáng)其耐腐蝕性。(V)

［提示］鋼鐵的發(fā)藍(lán)處理是在其表面形成一層致密的四氧化三鐵保護(hù)膜。

(7)原電池分為正、負(fù)極，電解池分為陰、陽(yáng)極，所以犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)

法應(yīng)用的是電解池原理。(X)

［提示］犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法是應(yīng)用原電池原理防腐。

(8)在鐵板上鍍鋅是因?yàn)殇\比鐵活潑，形成原電池而保護(hù)鐵不易被腐蝕。(X)

［提示］在鐵板上鍍鋅是因?yàn)樵阼F板表面形成一層鋅保護(hù)膜，可以阻止鐵與

空氣的接觸，與原電池?zé)o關(guān)，鋅層破損后才與原電池有關(guān)。

(9)鋼鐵水閘可用犧牲陽(yáng)極或外加電流的陰極保護(hù)法防止其腐蝕。(