1、,第23講電解池金屬的電化學腐蝕與防護,1.了解電解池的工作原理，能寫出電極反應和電池反應方程式。 2.理解金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害、防止金屬腐蝕的措施。,考點一,考點二,考點三,探究高考明確考向,練出高分,考點四,考綱要求,考點一電解的原理,1.電解定義 在作用下，電解質(zhì)在兩個電極上分別發(fā)生 和 的過程。 2.能量轉(zhuǎn)化形式 電能轉(zhuǎn)化為 。,電流,氧化反應,還原反應,化學能,知識梳理,1,答案,3.電解池 (1)構(gòu)成條件 有與 相連的兩個電極。 (或 )。 形成 。 (2)電極名稱及電極反應式(如圖),電源,電解質(zhì)溶液,熔融鹽,閉合回路,答案,陽極,氧化,陰極,還原,(3)電子

2、和離子的移動方向,特別提醒電解時，在外電路中有電子通過，而在溶液中是依靠離子定向移動形成電流，即電子本身不會通過電解質(zhì)溶液。,4.分析電解過程的思維程序 (1)首先判斷陰、陽極，分析陽極材料是惰性電極還是活潑電極。 (2)再分析電解質(zhì)水溶液的組成，找全離子并分陰、陽兩組(不要忘記水溶液中的H和OH)。 (3)然后排出陰、陽兩極的放電順序 陰極：陽離子放電順序：AgFe3Cu2H(酸)Fe2Zn2H(水)Al3Mg2NaCa2K。 陽極：活潑電極S2IBrClOH含氧酸根離子。,注意陰極不管是什么材料，電極本身都不反應，一定是溶液(或熔融電解質(zhì))中的陽離子放電。最常用、最重要的放電順序：陽極：C

3、lOH；陰極：AgCu2H。電解水溶液時，KAl3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)分析電極反應，判斷電極產(chǎn)物，寫出電極反應式，要注意遵循原子守恒和電荷守恒。 (5)最后寫出電解反應的總化學方程式或離子方程式。,1.用分析電解過程的思維程序分析電解下列物質(zhì)的過程，并總結(jié)電解規(guī)律(用惰性電極電解)。 (1)電解水型,深度思考,H2O,4OH4e,=O22H2O,4H4e,=2H2,答案,H2O,H2O,4OH4e,=O22H2O,4H4e,=2H2,答案,電解水型電解一段時間后，其電解質(zhì)的濃度一定增大嗎？舉例說明。 答案不一定，如用惰性電極

4、電解飽和Na2SO4溶液，一段時間后會析出Na2SO410 H2O晶體，剩余溶液仍為該溫度下的飽和溶液，此時濃度保持不變。,答案,用惰性電極電解飽和Na2SO4溶液，一段時間后，析出w g Na2SO410 H2O晶體，陰極上放出a g氣體，則飽和Na2SO4溶液的質(zhì)量分數(shù)為_。,解析答案,(2)電解電解質(zhì)型,CuCl2,2Cl2e =Cl2 2H2e =H2,2Cl2e =Cl2 Cu22e =Cu,答案,(3)放H2生堿型,2Cl2e =Cl2 2H2e =H2,答案,要使電解后的NaCl溶液復原，滴加鹽酸可以嗎？ 答案不可以，電解NaCl溶液時析出的是等物質(zhì)的量的Cl2和H2，所以應通入

5、氯化氫氣體，加入鹽酸會引入過多的水。,答案,(4)放O2生酸型,CuCO3,4OH4e =2H2OO2 2Cu24e =2Cu,答案,電解過程中放H2生堿型和放O2生酸型的實質(zhì)是什么？在放H2生堿型的電解中，若滴入酚酞試液，哪一極附近溶液變紅？ 答案放H2生堿型實質(zhì)是水電離出的H在陰極上放電，破壞了陰極附近水的電離平衡，使OH濃度增大，若滴入酚酞試液，陰極附近溶液變紅；放O2生酸型的實質(zhì)是水電離出的OH在陽極上放電，破壞了陽極附近水的電離平衡，使H濃度增大。,答案,要使電解后的CuSO4溶液復原，加入Cu(OH)2固體可以嗎？ 答案應具體情況具體分析，若通電一段時間，CuSO4未電解完(即Cu

6、2未全部放電)，使溶液復原應加入CuO，而加入Cu(OH)2會使溶液的濃度減??；若Cu2全部放電，又繼續(xù)通電一段時間(此時電解水)，要使溶液復原應加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3，若只加入CuO，此時濃度偏大。,答案,若用惰性電極電解CuSO4溶液一段時間后，需加入98 g Cu(OH)2固體，才能使電解質(zhì)溶液復原，則這段時間，整個電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為多少？ 解析方法一：98 g Cu(OH)2的物質(zhì)的量為1 mol，相當于電解了1 mol的CuSO4后，又電解了1 mol的水，所以轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA2NA4NA。 方法二：可以認為整個電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)與Cu(OH)2的O2失電子

7、數(shù)相等，共4NA。 答案4NA,解析答案,(5)通過以上分析，電解質(zhì)溶液復原應遵循什么原則？ 答案電解質(zhì)溶液的復原應遵循“從溶液中析出什么補什么”的原則，即從溶液中析出哪種元素的原子，則應按比例補入哪些原子。,答案,2.根據(jù)金屬活動順序表，Cu和稀H2SO4不反應，怎樣根據(jù)電化學的原理實現(xiàn)Cu和稀H2SO4反應產(chǎn)生H2? 答案Cu作陽極，C作陰極，稀H2SO4作電解質(zhì)溶液，通入直流電就可以實現(xiàn)該反應。電解反應式為陽極：Cu2e=Cu2，陰極：2H2e=H2。總反應式：Cu2HCu2H2。,答案,題組一突破電極反應式、電解方程式的書寫 1.按要求書寫電極反應式和總方程式： (1)用惰性電極電解A

8、gNO3溶液 陽極反應式_； 陰極反應式_； 總反應離子方程式_。,4OH4e=O22H2O(或2H2O4e=O24H) 4Ag4e=4Ag 4Ag2H2O4AgO24H,解題探究,2,1,2,3,答案,(2)用惰性電極電解MgCl2溶液 陽極反應式_； 陰極反應式_； 總反應離子方程式_。 (3)用鐵作電極電解NaCl溶液 陽極反應式_； 陰極反應式_； 總反應化學方程_。,2Cl2e=Cl2 2H2e=H2(或2H2O2e=H22OH) Mg22Cl2H2OMg(OH)2Cl2H2,Fe2e=Fe2 2H2e=H2(或2H2O2e=H22OH) Fe2H2OFe(OH)2H2,1,2,3,

9、答案,(4)用鐵作電極電解NaOH溶液 陽極反應式_； 陰極反應式_； 總反應離子方程式_。 (5)用Al作電極電解NaOH溶液 陽極反應式_； 陰極反應式_； 總反應化學方程_。,Fe2e2OH=Fe(OH)2 2H2e=H2(或2H2O2e=H22OH) Fe2H2OFe(OH)2H2,6H2O6e=3H26OH(或6H6e=3H2),1,2,3,答案,(6)用Al作陽極，電解H2SO4溶液，鋁材表面形成氧化膜 陽極反應式_； 陰極反應式_； 總反應離子方程式_。 (7)用Al作陽極，石墨作陰極，電解NaHCO3溶液 陽極反應式_； 陰極反應式_；,2Al6e3H2O=Al2O36H 6H

10、6e=3H2 2Al3H2OAl2O33H2,6H6e=3H2(或6H2O6e=3H26OH),1,2,3,答案,(8)用惰性電極電解熔融MgCl2 陽極反應式_； 陰極反應式_； 總反應離子方程式_。,2Cl2e=Cl2 Mg22e=Mg Mg22ClMgCl2,1,2,3,答案,題組二電解原理和電解規(guī)律的考查 2.右圖為直流電源電解稀Na2SO4水溶液的裝置。通電后在石墨電極a和b附近分別滴加幾滴石蕊溶液。下列實驗現(xiàn)象描述正確的是() A.逸出氣體的體積，a電極的小于b電極的 B.一電極逸出無味氣體，另一電極逸出刺激性氣體 C.a電極附近呈紅色，b電極附近呈藍色 D.a電極附近呈藍色，b電

11、極附近呈紅色,1,2,3,解析答案,解析、OH移向b極，在b極OH放電，產(chǎn)生O2，b極附近c(H) c(OH)，石蕊溶液變紅。Na、H移向a極，在a極H放電產(chǎn)生H2，a極附近c(OH)c(H)，石蕊溶液變藍。所以產(chǎn)生的氣體體積a電極的大于b電極的；兩種氣體均為無色無味的氣體。A、B、C均錯。 答案D,1,2,3,3.以石墨為電極分別電解水和飽和食鹽水，關于兩個電解池反應的說法正確的是() A.陽極反應式相同 B.電解結(jié)束后所得液體的pH相同 C.陰極反應式相同 D.通過相同電量時生成的氣體總體積相等(同溫同壓),1,2,3,解析答案,B項，電解水溶液的pH不變，電解飽和氯化鈉溶液生成氫氧化鈉、

12、氯氣和氫氣，pH變大，所以電解結(jié)束后所得液體的pH不相同，故B錯誤； C項，以石墨為電極分別電解水和飽和食鹽水陰極上都是2H2e=H2，所以陰極電極反應式相同，故C正確；,答案C,解析A項，以石墨為電極電解水，陽極：4OH4e=2H2OO2，以石墨為電極電解飽和食鹽水，陽極：2Cl2e=Cl2，二者陽極電極反應式不同，故A錯誤；,1,2,3,1.做到“三看”，正確書寫電極反應式 (1)一看電極材料，若是金屬(Au、Pt除外)作陽極，金屬一定被電解(注：Fe生成Fe2)。 (2)二看介質(zhì)，介質(zhì)是否參與電極反應。 (3)三看電解質(zhì)狀態(tài)，若是熔融狀態(tài)，就是金屬的電冶煉。,反思歸納,2.規(guī)避“三個”失

13、分點 (1)書寫電解池中電極反應式時，一般以實際放電的離子表示，但書寫總電解反應方程式時，弱電解質(zhì)要寫成分子式。 (2)要確保兩極電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相同，且應注明條件“電解”。 (3)電解水溶液時，應注意放電順序中H、OH之后的離子一般不參與放電。,返回,考點二電解原理的應用,1.電解飽和食鹽水 (1)電極反應 陽極反應式：(反應) 陰極反應式：(反應) (2)總反應方程式,氧化,還原,(3)應用：氯堿工業(yè)制、和。,燒堿,氯氣,氫氣,知識梳理,1,答案,2Cl2e=Cl2,2H2e=H2,2.電鍍 右圖為金屬表面鍍銀的工作示意圖，據(jù)此回答下列問題： (1)鍍件作極，鍍層金屬銀作極。 (2)電解質(zhì)溶液

14、是。 (3)電極反應： 陽極：Age=Ag； 陰極：Age=Ag。 (4)特點：極溶解，極沉積，電鍍液的濃度。,AgNO3溶液等含鍍層金屬陽離子的鹽溶液,陽,陰,不變,陰,陽,答案,3.電解精煉銅 (1)電極材料：陽極為；陰極為。 (2)電解質(zhì)溶液：含Cu2的鹽溶液。 (3)電極反應： 陽極：、 ； 陰極：。,粗銅,純銅,答案,Zn2e=Zn2 Fe2e=Fe2 Ni2e=Ni2 Cu2e=Cu2 Cu22e=Cu。,4.電冶金 利用電解熔融鹽的方法來冶煉活潑金屬Na、Ca、Mg、Al等。 (1)冶煉鈉,電極反應： 陽極：；陰極：。,2Na2e=2Na,2Cl2e=Cl2,答案,(2)冶煉鋁,

15、電極反應： 陽極：；陰極：。,4Al312e=4Al,6O212e=3O2,答案,1.試根據(jù)氯堿工業(yè)的生產(chǎn)過程回答下列問題。,深度思考,(1)電解氯化鈉溶液時，如何用簡便的方法檢驗產(chǎn)物？ 答案陽極產(chǎn)物Cl2可以用濕潤的淀粉-KI試紙檢驗，陰極產(chǎn)物H2可以通過點燃檢驗，NaOH可以用酚酞溶液檢驗。 (2)在氯堿工業(yè)中，用的是陽離子交換膜，其作用是什么？若沒有膜會如何？ 答案陽離子交換膜只允許陽離子(Na)通過，而阻止陰離子(Cl、OH)和分子(Cl2)通過，這樣既能阻止H2和Cl2混合爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成 的NaClO影響燒堿質(zhì)量。,答案,2.電解精煉銅時，陽極泥是怎樣形成

16、的？ 答案粗銅中往往含有鋅、鐵、鎳、銀、金等多種金屬雜質(zhì)，當含雜質(zhì)的銅在陽極不斷溶解時，金屬活動性位于銅之前的金屬雜質(zhì)，如Zn、Fe、Ni等也會同時失去電子，但是它們的陽離子比銅離子難以還原，所以它們并不能在陰極析出，而只能以離子的形式留在電解液里。金屬活動性位于銅之后的銀、金等雜質(zhì)，因為失去電子的能力比銅弱，難以在陽極失去電子變成陽離子而溶解，所以當陽極的銅等失去電子變成陽離子溶解之后，銀、金以金屬單質(zhì)的形式沉積在電解槽底部，形成陽極泥。,答案,題組一電解原理的“常規(guī)”應用,1.利用如圖所示裝置模擬電解原理在工業(yè)生產(chǎn)上的應用。下列說法正確的是() A.氯堿工業(yè)中，X電極上反應式是4OH4e=

17、2H2OO2 B.電解精煉銅時，Z溶液中的Cu2濃度不變 C.在鐵片上鍍銅時，Y是純銅 D.制取金屬鎂時，Z是熔融的氯化鎂,解題探究,2,1,2,3,4,5,6,解析答案,解析氯堿工業(yè)中陽極是Cl放電生成Cl2；電解精煉銅時陽極粗銅溶解，陰極Cu2放電析出Cu，由于粗銅中含有鋅、鐵、鎳等雜質(zhì)，溶液中Cu2濃度變??；鐵片上鍍銅時，陰極應該是鐵片，陽極是純銅。 答案D,1,2,3,4,5,6,2.使用氯化鈉作原料可以得到多種產(chǎn)品。 (1)實驗室用惰性電極電解100 mL 0.1 molL1 NaCl溶液，若陰、陽兩極均得到112 mL氣體(標準狀況)，則所得溶液的物質(zhì)的量濃度是_ (忽略反應前后溶

18、液體積的變化)。,解析n(H2)n(Cl2)0.005 mol，參加反應的n(NaCl)0.01 mol，說明NaCl恰好電解完畢，溶液變?yōu)镹aOH溶液，n(NaOH)n(NaCl)0.01 mol，c(NaOH)0.1 molL1。,1,2,3,4,5,6,0.1 molL1,解析答案,(2)某學生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液，通電時，為使Cl2被完全吸收，制得有較強殺菌能力的消毒液，設計了如圖的裝置。 對電源電極名稱和消毒液的主要成分 判斷正確的是_(填字母)。 A.a為正極，b為負極；NaClO和NaCl B.a為負極，b為正極；NaClO和NaCl

19、C.a為陽極，b為陰極；HClO和NaCl D.a為陰極，b為陽極；HClO和NaCl,1,2,3,4,5,6,解析答案,解析電解飽和氯化鈉溶液的總反應：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，題目要求使Cl2被完全吸收，則氯氣必須在下部的電極上產(chǎn)生，下部的電極是陽極，推出b為電源的正極，另一極為負極a。生成的Cl2與陰極區(qū)產(chǎn)生的NaOH反應：Cl22NaOH=NaClNaClOH2O，則消毒液的主要成分是NaClO、NaCl。 答案B,1,2,3,4,5,6,(3)實驗室中很難用亞鐵鹽溶液與燒堿反應制得白色純凈的Fe(OH)2沉淀。某同學利用上圖裝置，只更換一個電極，通過電解法制取較純凈的F

20、e(OH)2沉淀，且較長時間不變色。該同學換上的電解材料是_ (用元素符號表示)，總的反應式是_。,1,2,3,4,5,6,解析答案,在電場作用下，陽極產(chǎn)生的Fe2與陰極產(chǎn)生的OH在定向移動的過程中相遇，發(fā)生復分解反應生成Fe(OH)2沉淀。將陽極反應式、陰極反應式疊加得到總的反應式：Fe2H2OFe(OH)2H2。 答案FeFe2H2OFe(OH)2H2,解析題目要求通過電解法制取Fe(OH)2，電解質(zhì)溶液是NaCl溶液，必須通過電極反應產(chǎn)生Fe2和OH。根據(jù)電極發(fā)生反應的特點，選擇鐵作陽極，鐵發(fā)生氧化反應產(chǎn)生Fe2；溶液中的陽離子Na、H向陰極移動，根據(jù)放電順序，陰極H放電產(chǎn)生氫氣，H來源

21、于水的電離，反應式：2H2O2e=H22OH。,1,2,3,4,5,6,題組二電解原理的“不尋?！睉?(一)電解原理在“環(huán)境治理”中的不尋常應用 3. 工業(yè)上用電解法處理含鎳酸性廢水并得到單質(zhì)Ni 的原理如圖所示。下列說法不正確的是(),已知：Ni2在弱酸性溶液中發(fā)生水解 氧化性：Ni2(高濃度)HNi2(低濃度) A.碳棒上發(fā)生的電極反應：4OH4e=O22H2O B.電解過程中，B室中NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度將不斷減小 C.為了提高Ni的產(chǎn)率，電解過程中需要控制廢水pH D.若將圖中陽離子膜去掉，將A、B兩室合并，則電解反應總方程式發(fā)生 改變,1,2,3,4,5,6,解析答案,解析電極

22、反應式為 陽極：4OH4e=2H2OO2 陰極：Ni22e=Ni 2H2e=H2A項正確； B項，由于C室中Ni2、H不斷減少，Cl通過陰離子膜從C室移向B室，A室中OH不斷減少，Na通過陽離子膜從A室移向B室，所以B室中NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度不斷增大，錯誤； C項，由于H的氧化性大于Ni2(低濃度)的氧化性，所以為了提高Ni的產(chǎn)率，電解過程需要控制廢水的pH，正確； D項，若去掉陽離子膜，在陽極Cl首先放電生成Cl2，反應總方程式發(fā)生改變，正確。,答案B,1,2,3,4,5,6,4.用NaOH溶液吸收煙氣中的SO2，將所得的Na2SO3溶液進行電解，可循環(huán)再生NaOH，同時得到H2SO4

23、，其原理如下圖所示(電極材料為石墨)。,1,2,3,4,5,6,(1)圖中a極要連接電源的_(填“正”或“負”)極，C口流出的物質(zhì)是_。 (2)放電的電極反應式為_。 (3)電解過程中陰極區(qū)堿性明顯增強，用平衡移動原理解釋原因：_ _。,1,2,3,4,5,6,負,硫酸,解析,答案,1,2,3,4,5,6,所以從C口流出的是H2SO4；在陰極區(qū)，由于H放電，破壞水的電離平衡，c(H)減小，c(OH)增大，生成NaOH，堿性增強，從B口流出的是濃度較大的NaOH溶液。,(二)電解原理在“物質(zhì)制備”中的不尋常應用 5.一定條件下，下圖裝置可實現(xiàn)有機物的電化學儲氫(忽略其他有機物)。生成目標產(chǎn)物的電

24、極反應式為_。,C6H66H6e=C6H12,1,2,3,4,5,6,答案,6.電解尿素CO(NH2)2的堿性溶液制氫氣的裝置示意圖如下：,電解池中隔膜僅阻止氣體通過，陰陽兩極均為惰性電極。 (1)A極為_，電極反應式為_。 (2)B極為_，電極反應式為_。,1,2,3,4,5,6,解析答案,解析H2產(chǎn)生是因為H2O電離的H在陰極上得電子，即6H6e=3H2或6H2O6e=3H26OH，所以B極為陰極，A極為陽極，電極反應式為CO(NH2)26e8OH=N26H2O，陽極反應式容易錯寫成4OH4e=2H2OO2。,CO(NH2)28OH6e=N26H2O,答案（1）陽極,(2)陰極,6H6e=

25、3H2或6H2O6e=3H26OH,返回,考點三應對電化學定量計算 的三種方法,1.計算類型 原電池和電解池的計算包括兩極產(chǎn)物的定量計算、溶液pH的計算、相對原子質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)的計算、產(chǎn)物的量與電量關系的計算等。 2.三種方法 (1)根據(jù)總反應式計算 先寫出電極反應式，再寫出總反應式，最后根據(jù)總反應式列出比例式計算。,知識梳理,1,(2)根據(jù)電子守恒計算 用于串聯(lián)電路中陰陽兩極產(chǎn)物、正負兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。 用于混合溶液中電解的分階段計算。 (3)根據(jù)關系式計算 根據(jù)得失電子守恒定律建立起已知量與未知量之間的橋梁，構(gòu)建計算所需的關系式。,如以通

26、過4 mol e為橋梁可構(gòu)建如下關系式：,2Cl2(Br2、I2)O2,該關系式具有總攬電化學計算的作用和價值，熟記電極反應式，靈活運用關系式便能快速解答常見的電化學計算問題。 提示在電化學計算中，還常利用QIt和Qn(e)NA1.601019C 來計算電路中通過的電量。,題組一根據(jù)總反應式，建立等量關系進行計算 1.兩個惰性電極插入500 mL AgNO3溶液中，通電電解。當電解液的pH從6.0變?yōu)?.0時(設電解過程中陰極沒有H2放出，且電解液在電解前后體積變化可以忽略不計)，電極上析出銀的質(zhì)量最大為() A.27 mg B.54 mg C.106 mg D.216 mg,解題探究,2,1

27、,2,3,4,5,解析答案,解析首先結(jié)合離子放電順序，弄清楚兩極的反應：陽極：4OH4e=O22H2O；陰極：4Ag4e=4Ag，電解的總反應式為4AgNO32H2O4AgO24HNO3。由電解的總反應式可知，電解過程中生成的n(Ag)n(HNO3)n(H)(103 molL1106 molL1)0.5 L 5104 mol，m(Ag)5104 mol108 gmol10.054 g54 mg。 答案B,1,2,3,4,5,2.將兩個鉑電極插入500 mL CuSO4溶液中進行電解，通電一定時間后，某一電極增重0.064 g(設電解時該電極無氫氣析出，且不考慮水解和溶液體積變化)，此時溶液中氫

28、離子濃度約為() A.4103 molL1 B.2103 molL1 C.1103 molL1 D.1107 molL1,1,2,3,4,5,解析答案,答案A,1,2,3,4,5,題組二根據(jù)電子守恒，突破電解分階段計算 3.500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c()0.6 molL1，用石墨作電極電解此溶液，當通電一段時間后，兩極均收集到2.24 L氣體(標準狀況下)，假定電解后溶液體積仍為500 mL，下列說法正確的是() A.原混合溶液中c(K)為0.2 molL1 B.上述電解過程中共轉(zhuǎn)移0.2 mol電子 C.電解得到的Cu的物質(zhì)的量為0.05 mol D.電解后溶液中

29、c(H)為0.2 molL1,1,2,3,4,5,解析答案,解析石墨作電極電解KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液，陽極反應式為4OH4e=2H2OO2，陰極先后發(fā)生兩個反應：Cu22e=Cu,2H2e=H2。從收集到O2為2.24 L這個事實可推知上述電解過程中共轉(zhuǎn)移0.4 mol 電子，而在生成2.24 L H2的過程中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子，所以Cu2共得到電子為0.4 mol0.2 mol0.2 mol，電解前Cu2的物質(zhì)的量和電解得到的Cu的物質(zhì)的量都為 0.1 mol。電解前后分別有以下守恒關系：c(K)2c(Cu2)c()，c(K)c(H)c()，不難算出：電解前c(K)0.2

30、molL1，電解后c(H)0.4 molL1。 答案A,1,2,3,4,5,4.用石墨作電極電解1 000 mL 0.1 molL1 AgNO3溶液，通電一段時間后關閉電源，測得溶液的質(zhì)量減少了13.4 g。下列有關敘述正確的是(NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值) () A.電解過程中流經(jīng)外電路的電子數(shù)目為0.1NA B.在標準狀況下，兩極共產(chǎn)生3.92 L氣體 C.電解后溶液的pH為2(假設溶液體積不變) D.加入13.8 g Ag2CO3可將溶液徹底復原,1,2,3,4,5,解析答案,解析A項，用石墨作電極電解1 000 mL 0.1molL1 AgNO3溶液的陰極反應首先是Age=Ag，假設所

31、有的銀離子0.1 mol全部放電，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.1 mol，則析出金屬銀的質(zhì)量為0.1 mol108 gmol110.8 g，此時陽極放電的電極反應為4OH4e=O22H2O，轉(zhuǎn)移0.1 mol電子時生成的氧氣的質(zhì)量是0.025 mol32 gmol10.8 g，所以溶液質(zhì)量減少總量為10.8 g0.8 g11.6 g13.4 g，接下來陰極放電的是氫離子，陽極仍是氫氧根放電，相當于此階段電解水，還要電解掉水的質(zhì)量為13.4 g11.6 g1.8 g，電解這些水轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.2 mol，所以整個過程轉(zhuǎn)移電子的總量為0.3 mol，個數(shù)為0.3 NA，故A錯誤；,1,2,3,

32、4,5,B項，陽極放電的電極反應為4OH=O22H2O4e，當轉(zhuǎn)移0.3 mol電子時，產(chǎn)生氧氣的物質(zhì)的量為0.075 mol，即1.68 L，陰極上產(chǎn)生氫氣，2H2e=H2，當轉(zhuǎn)移0.2 mol電子時，產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量為0.1 mol，即2.24 L，所以在標準狀況下，兩極共產(chǎn)生3.92 L氣體，故B正確；,D項，溶液相當于減少了氧化銀和水，只加入Ag2CO3不能將溶液徹底復原，故D錯誤。 答案B,1,2,3,4,5,題組三根據(jù)電子守恒，突破電解池的“串聯(lián)”計算 5.甲醇是一種重要的化工原料和新型燃料。 下圖是甲醇燃料電池工作的示意圖，其中A、B、D均為石墨電極，C為銅電極。工作一段時間后

33、，斷開K，此時A、B兩極上產(chǎn)生的氣體體積相同。,1,2,3,4,5,(1)甲中負極的電極反應式為_。,1,2,3,4,5,解析答案,(2)乙中A極析出的氣體在標準狀況下的體積為_。,1,2,3,4,5,解析答案,解析工作一段時間后，斷開K，此時A、B兩極上產(chǎn)生的氣體體積相同，分析電極反應，B為陰極，溶液中銅離子析出，氫離子得到電子生成氫氣，設生成氣體物質(zhì)的量為x，溶液中銅離子物質(zhì)的量為0.1 mol，電極反應為 Cu22e=Cu， 0.1 mol 0.2 mol 2H2e=H2， 2x x A電極為陽極，溶液中的氫氧根離子失電子生成氧氣，電極反應為 4OH4e=2H2OO2， 4x x,1,2

34、,3,4,5,得到0.22x4x， x0.1 mol 乙中A極析出的氣體是氧氣，物質(zhì)的量為0.1 mol，在標準狀況下的體積為2.24 L。 答案2.24 L,1,2,3,4,5,(3)丙裝置溶液中金屬陽離子的物質(zhì)的量與轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量變化關系如圖，則圖中線表示的是_的變化；反應結(jié)束后，要使丙裝置中金屬陽離子恰好完全沉淀，需要_ mL 5.0 molL1 NaOH溶液。,1,2,3,4,5,解析答案,解析根據(jù)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量和金屬陽離子的物質(zhì)的量的變化，可知，銅離子從無到有逐漸增多，鐵離子物質(zhì)的量逐漸減小，亞鐵離子物質(zhì)的量逐漸增大，為Fe3，為Fe2，為Cu2，依據(jù)(2)計算得到電子轉(zhuǎn)移為

35、0.4 mol，當電子轉(zhuǎn)移為0.4 mol時，丙中陽極電極反應Cu2e=Cu2，生成Cu2物質(zhì)的量為0.2 mol，由圖像分析可知：反應前，丙裝置中n(Fe3)0.4 mol，n(Fe2)0.1 mol，當電子轉(zhuǎn)移0.4 mol時，F(xiàn)e3完全反應，生成0.4 mol Fe2，則反應結(jié)束后，F(xiàn)e2的物質(zhì)的量為0.5 mol，Cu2的物質(zhì)的量為0.2 mol，所以需要加入NaOH溶液1.4 mol，所以NaOH溶液的體積為1.4 mol5 molL10.28 L280 mL。 答案 Fe2280,1,2,3,4,5,串聯(lián)裝置圖比較,圖甲中無外接電源，二者必有一個裝置是原電池(相當于發(fā)電裝置)，為電

36、解裝置提供電能，其中兩個電極活動性差異大者為原電池裝置，即左圖為原電池裝置，右圖為電解裝置。圖乙中有外接電源，兩燒杯均作電解池，且串聯(lián)電解，通過的電流相等。,返回,練后反思,考點四金屬的腐蝕和防護,1.金屬腐蝕的本質(zhì) 金屬原子變?yōu)?，金屬發(fā)生。 2.金屬腐蝕的類型 (1)化學腐蝕與電化學腐蝕,失去電子,金屬陽離子,氧化反應,非金屬單質(zhì)直接,無,氧化,電解質(zhì)溶液,有微弱,氧化,電化學,知識梳理,1,答案,(2)析氫腐蝕與吸氧腐蝕 以鋼鐵的腐蝕為例進行分析：,水膜酸性較強(pH4.3),水膜酸性很弱或呈中性,Fe2e=Fe2,Fe2e=Fe2,O22H2O4e=4OH,Fe2H=Fe2H2,2FeO

37、22H2O=2Fe(OH)2,吸氧腐蝕,答案,3.金屬的防護 (1)電化學防護 犧牲陽極的陰極保護法原理 a.極：比被保護金屬活潑的金屬； b. 極：被保護的金屬設備。 外加電流的陰極保護法 原理 a. 極：被保護的金屬設備； b. 極：惰性金屬或石墨。 (2)改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如制成合金、不銹鋼等。 (3)加防護層，如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法。,原電池,負,正,陰,陽,電解,答案,1.正誤判斷，正確的劃“”，錯誤的劃“” (1)所有金屬純度越大，越不易被腐蝕() (2)純銀器表面變黑和鋼鐵表面生銹腐蝕原理一樣() (3)干燥環(huán)境下金屬不被腐蝕() (4)Al、F

38、e、Cu在潮濕的空氣中腐蝕均生成氧化物() (5)鋼鐵發(fā)生電化學腐蝕時，負極鐵失去電子生成Fe3() (6)在金屬表面覆蓋保護層，若保護層破損后，就完全失去了對金屬的保護作用() (7)外加電流的陰極保護法，構(gòu)成了電解池；犧牲陽極的陰極保護法構(gòu)成了原電池。二者均能有效地保護金屬不容易被腐蝕(),深度思考,答案,2.寫出鋼鐵在潮濕的空氣中發(fā)生吸氧腐蝕生成鐵銹的原理。 答案鐵銹的形成 負極：2Fe4e=2Fe2 正極：O24e2H2O=4OH 2FeO22H2O=2Fe(OH)2 4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O(鐵銹)(3x)H2O,答案,題組

39、一腐蝕快慢與防護方法的比較 1.如圖所示，各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐蝕的速度由快到慢的順序為() A. B. C. D.,解題探究,2,1,2,3,4,解析答案,解析是Fe為負極，雜質(zhì)碳為正極的原電池腐蝕，是鐵的吸氧腐蝕，腐蝕較慢；其電極反應式：負極2Fe4e=2Fe2，正極2H2OO24e=4OH。均為原電池，中Fe為正極，被保護；中Fe為負極，均被腐蝕，但Fe和Cu的金屬活動性差別大于Fe和Sn的，故FeCu原電池中Fe被腐蝕的較快。是Fe接電源正極作陽極，Cu接電源負極作陰極的電解腐蝕，加快了Fe的腐蝕。是Fe接電源負極作陰極，Cu接電源正極作陽極的電解腐蝕，防止了Fe的腐蝕。根據(jù)以

40、上分析可知鐵在其中被腐蝕由快到慢的順序為。 答案C,1,2,3,4,2.下列與金屬腐蝕有關的說法，正確的是(),A.圖1中，鐵釘易被腐蝕 B.圖2中，滴加少量K3Fe(CN)6溶液，沒有藍色沉淀出現(xiàn) C.圖3中，燃氣灶的中心部位容易生銹，主要是由于高溫下鐵發(fā)生化學腐蝕 D.圖4中，用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊相當于原電 池的正極,1,2,3,4,解析答案,解析A項，圖1中，鐵釘處于干燥環(huán)境，不易被腐蝕； B項，負極反應為Fe2e=Fe2，F(xiàn)e2與K3Fe(CN)6反應生成KFeFe(CN)6藍色沉淀； D項，為犧牲陽極的陰極保護法，鎂塊相當于原電池的負極。 答案C,1,2,3

41、,4,題組二正確判斷析氫腐蝕和吸氧腐蝕 3.一定條件下，碳鋼腐蝕與溶液pH的關系如下表。,下列說法錯誤的是() A.當pH4時，碳鋼主要發(fā)生析氫腐蝕 B.當pH6時，碳鋼主要發(fā)生吸氧腐蝕 C.當pH14時，正極反應為O2 4H 4e=2H2O D.在煮沸除氧氣后的堿性溶液中，碳鋼腐蝕速率會減緩 解析C項應改為O24e2H2O=4OH。,C,1,2,3,4,解析答案,4.利用右圖裝置進行實驗，開始時，a、b兩處液面相平， 密封好，放置一段時間。下列說法不正確的是() A.a管發(fā)生吸氧腐蝕，b管發(fā)生析氫腐蝕 B.一段時間后，a管液面高于b管液面 C.a處溶液的pH增大，b處溶液的pH減小 D.a、

42、b兩處具有相同的電極反應式：Fe2e=Fe2,1,2,3,4,解析答案,解析根據(jù)裝置圖判斷，左邊鐵絲發(fā)生吸氧腐蝕，右邊鐵絲發(fā)生析氫腐蝕，其電極反應為 左邊負極：Fe2e=Fe2 正極：O24e2H2O=4OH 右邊負極：Fe2e=Fe2 正極：2H2e=H2 a、b處的pH均增大，C錯誤。 答案C,1,2,3,4,1.判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律 (1)對同一電解質(zhì)溶液來說，腐蝕速率的快慢：電解原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕化學腐蝕有防腐措施的腐蝕。 (2)對同一金屬來說，在不同溶液中腐蝕速率的快慢：強電解質(zhì)溶液中弱電解質(zhì)溶液中非電解質(zhì)溶液中。 (3)活動性不同的兩種金屬，活動性差別越大，腐蝕速

43、率越快。 (4)對同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)濃度越大，金屬腐蝕越快。 2.兩種保護方法的比較 外加電流的陰極保護法保護效果大于犧牲陽極的陰極保護法。,反思歸納,3.根據(jù)介質(zhì)判斷析氫腐蝕和吸氧腐蝕 正確判斷“介質(zhì)”溶液的酸堿性是分析析氫腐蝕和吸氧腐蝕的關鍵。潮濕的空氣、酸性很弱或中性溶液發(fā)生吸氧腐蝕；NH4Cl溶液、稀H2SO4等酸性溶液發(fā)生析氫腐蝕。,返回,探究高考明確考向,1,2,3,4,5,6,1.正誤判斷，正確的劃“”，錯誤的劃“” (1)驗證鐵的吸氧腐蝕，可以將鐵釘放入試管中，用鹽酸浸沒() (2015福建理綜，8D) (2)鋼鐵水閘可用犧牲陽極或外加電流的陰極保護法防止其腐蝕()

44、(2015江蘇，11C),7,8,9,答案,(3) () (2015四川理綜，3C),1,2,3,4,5,6,7,8,9,答案,2.(2015上海，14) 研究電化學腐蝕及防護的裝置如圖所示。下列有關說法錯誤的是() A.d為石墨，鐵片腐蝕加快 B.d為石墨，石墨上電極反應為O22H2O4e4OH C.d為鋅塊，鐵片不易被腐蝕 D.d為鋅塊，鐵片上電極反應為2H2e H2,1,2,3,4,5,6,7,8,9,解析答案,解析A項，由于活動性：Fe石墨，所以鐵、石墨及海水構(gòu)成原電池，F(xiàn)e為負極，失去電子被氧化變?yōu)镕e2進入溶液，溶解在海水中的氧氣在正極石墨上得到電子被還原，比沒有形成原電池時的速率

45、快，正確； B項，d為石墨，由于是中性電解質(zhì)，所以發(fā)生的是吸氧腐蝕，石墨上氧氣得到電子，發(fā)生還原反應，電極反應為O22H2O4e 4OH，正確； C項，若d為鋅塊，則由于金屬活動性：ZnFe，Zn為原電池的負極，F(xiàn)e為正極，首先被腐蝕的是Zn，鐵得到保護，鐵片不易被腐蝕，正確； D項，d為鋅塊，由于電解質(zhì)為中性環(huán)境，發(fā)生的是吸氧腐蝕，在鐵片上電極反應為O22H2O4e 4OH，錯誤。 答案D,1,2,3,4,5,6,7,8,9,3.(2015福建理綜，11)某模擬“人工樹葉”電化學實驗裝置如圖所示，該裝置能將H2O和CO2轉(zhuǎn)化為O2和燃料(C3H8O)。下列說法正確的是() A.該裝置將化學能

46、轉(zhuǎn)化為光能和電能 B.該裝置工作時，H從b極區(qū)向a極區(qū)遷移 C.每生成1 mol O2，有44 g CO2被還原 D.a 電極的反應為3CO218H18e=C3H8O5H2O,1,2,3,4,5,6,7,8,9,解析答案,解析A項，該裝置是電解池，在電解和光的作用下H2O在光催化劑的表面轉(zhuǎn)化為O2和H，故該裝置是將電能和光能轉(zhuǎn)化為化學能，錯誤； B項，根據(jù)同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引的原則，該裝置工作時，H從陽極b極區(qū)向陰極a極區(qū)遷移，正確；,D項，a電極為陰極，發(fā)生還原反應，電極反應式為3CO218H18e=C3H8O5H2O，錯誤。 答案B,1,2,3,4,5,6,7,8,9,4.(

47、2015四川理綜，4)用右圖所示裝置除去含CN、Cl廢水中的CN時，控制溶液pH為910，陽極產(chǎn)生的ClO將CN氧化為兩種無污染的氣體。下列說法不正確的是() A.用石墨作陽極，鐵作陰極 B.陽極的電極反應式：Cl2OH2e=ClOH2O C.陰極的電極反應式：2H2O2e=H22OH D.除去CN的反應：2CN5ClO2H=N22CO25ClH2O,1,2,3,4,5,6,7,8,9,解析答案,解析Cl在陽極發(fā)生氧化反應生成ClO，水電離出的H在陰極發(fā)生還原反應生成H2，又由于電解質(zhì)溶液呈堿性，故A、B、C項正確； D項，溶液呈堿性，離子方程式中不能出現(xiàn)H，正確的離子方程式為2CN5ClOH

48、2O=N22CO25Cl2OH，錯誤。 答案D,1,2,3,4,5,6,7,8,9,5.2015北京理綜，27(4)利用如圖所示裝置從海水中提取CO2，有利于減少環(huán)境溫室氣體含量。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,(1)結(jié)合方程式簡述提取CO2的原理：_ _。,解析a室的電極連接電源的正極，作陽極，發(fā)生氧化反應：2H2O4e= O24H，c(H)增大，H從 a 室通過陽離子交換膜進入 b 室，發(fā)生反應：H=CO2H2O。,a 室：2H2O4e= O24H，H通過陽離子膜進入b室，發(fā)生反應：HCOH=CO2H2O,1,2,3,4,5,6,7,8,9,解析答案,(2)用該裝置產(chǎn)生的物質(zhì)處理b室

49、排出的海水，合格后排回大海。處理至合格的方法是_ _。,解析海水的pH8，電解后的海水pH6，呈酸性；c室的反應：2H2O2e= H22OH，可用c室排出的堿液與從b室排出的酸液中和調(diào)至接近裝置入口海水的pH，即處理合格。,c室的反應：2H2O2e=H22OH，用c室排出的堿液將從b室排出的酸液調(diào)至接近裝置入口海水的pH,1,2,3,4,5,6,7,8,9,解析答案,6.2015山東理綜，29(1)利用LiOH和鈷氧化物可制備鋰離子電池正極材料。LiOH可由電解法制備，鈷氧化物可通過處理鈷渣獲得。 利用如圖裝置電解制備LiOH，兩電極區(qū)電解液分別為LiOH和LiCl溶液。B極區(qū)電解液為_溶液(

50、填化學式)，陽極電極反應式為_， 電解過程中Li向_電極遷移(填“A”或“B”)。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,解析答案,解析B極區(qū)生成H2 ，同時會生成LiOH ，則B極區(qū)電解液為LiOH 溶液；電極A為陽極，在陽極區(qū)LiCl 溶液中Cl 放電，電極反應式為2Cl2e=Cl2；在電解過程中Li(陽離子)向B電極(陰極區(qū))遷移。 答案LiOH2Cl2e=Cl2B,1,2,3,4,5,6,7,8,9,7.2015重慶理綜，11(5)如圖為青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生電化學腐蝕的原理示意圖。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,(1)腐蝕過程中，負極是_(填圖中字母“a”或“b”或“c”)；,解

51、析 “青銅器的腐蝕”，如圖銅為負極被腐蝕生成Cu2，正極氧氣生成OH。,c,1,2,3,4,5,6,7,8,9,解析答案,(2)環(huán)境中的Cl擴散到孔口，并與正極反應產(chǎn)物和負極反應產(chǎn)物作用生成多孔粉狀銹Cu2(OH)3Cl，其離子方程式為_ _；,解析正極反應產(chǎn)物為OH，負極反應產(chǎn)物為Cu2，與Cl作用生成Cu2(OH)3Cl。,2Cu23OHCl=,Cu2(OH)3Cl,1,2,3,4,5,6,7,8,9,解析答案,(3)若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl，則理論上耗氧體積為_L(標準狀況)。,0.448,1,2,3,4,5,6,7,8,9,解析答案,8.2015廣東理綜，32(4)(5

52、)(4)電解制備Al(OH)3時，電極分別為Al片和石墨，電解總反應方程式為_。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,解析答案,1,2,3,4,5,6,7,8,9,解析答案,9.(2015上海，27、28、29)氯堿工業(yè)以電解精制飽和食鹽水的方法制取氯氣、氫氣、燒堿和氯的含氧酸鹽等系列化工產(chǎn)品。下圖是離子交換膜法電解食鹽水的示意圖，圖中的離子交換膜只允許陽離子通過。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,完成下列填空： (1)寫出電解飽和食鹽水的離子方程式_。,(2)離子交換膜的作用為_、_ _。,(3)精制飽和食鹽水從圖中_位置補充，氫氧化鈉溶液從圖中_位置流出。(選填“a”、“b”、“c”或

53、“d”),能得到純度更高的氫氧化鈉溶液 阻止陽極產(chǎn)生的Cl2和陰極產(chǎn)生的H2混合發(fā)生反應,a,d,1,2,3,4,5,6,7,8,9,答案,返回,練出高分,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,1.下列金屬防腐的措施中，使用外加電流的陰極保護法的是() A.水中的鋼閘門連接電源的負極 B.金屬護欄表面涂漆 C.槍炮的表面涂上一層機油 D.地下鋼管連接鎂塊,A,答案,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,2.下列與金屬腐蝕有關的說法正確的是() A.圖a中，插入海水中的鐵棒，越靠近底端腐蝕越嚴重 B.圖b中，開關由M改置于N時，CuZn合金的腐蝕速率減小 C.圖c中，接通開關時Zn腐蝕速率增大，Zn上放出氣體的速率也增大 D.圖d中，鋼鐵輪船外殼連接一塊金屬A(銅塊)可以減緩船體外殼腐蝕速度,解析答案,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,