第六章 化学反应与能量,第3讲 电解池 金属的电化学腐蚀与防护,1.了解电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。 2.理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的 措施。,考纲要求,考点一 电解的原理,考点二 电解原理的应用,探究高考 明确考向,练出高分,考点三 应对电化学定量计算的三种方法,考点四 金属的腐蚀和防护,知识 梳理,递进题组,考点一 电解的原理,知识梳理,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 。,电流,氧化反应,还原反应,化学能,3.电解池 (1)构成条件 有与 相连的两个电极。 (或 )。 形成 。,电源,电解质溶液,熔融盐,闭合回路,(2)电极名称及电极反应式(如图),阳极,氧化,阴极,还原,2CI2e=Cl2,Cu2+2e=Cu,(3)电子和离子的移动方向,特别提醒 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：AgFe3Cu2H(酸)Fe2Zn2H(水)Al3Mg2NaCa2K。 阳极：活泼电极S2IBrClOH含氧酸根离子。,注意 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。最常用、最重要的放电顺序是：阳极：ClOH；阴极：AgCu2H。 电解水溶液时，KAl3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。,深度思考,用分析电解过程的思维程序分析电解下列物质的过程，并总结电解规律(用惰性电极电解) 1.电解水型,H2O,H2O,H2O,4OH,4e=O2,2H2O,4H4e,=2H2,O2,2H2O,2H2,(1)电解水型电解一段时间后，其电解质的浓度一定增大吗？举例说明。 答案 不一定，如用惰性电极电解饱和Na2SO4溶液，一段时间后会析出Na2SO410 H2O晶体，剩余溶液仍为该温度下的饱和溶液，此时浓度保持不变。,(2)用惰性电极电解饱和Na2SO4溶液，一段时间后，析出w g Na2SO410 H2O晶体，阴极上放出a g气体，则饱和Na2SO4溶液的质量分数为_。,被电解的水的质量为9a g 被电解的水与w g晶体组成该温度下的饱和溶液,2.电解电解质型,2Cl 2e=Cl2,2H 2e=H2,2Cl 2e=Cl2,Cu22e=Cu,CuCl2,3.放H2生碱型,2Cl,2e =Cl2,2H,2e=H2,4.放O2生酸型,4OH4e,=2H2OO2,2Cu24e,=2Cu,2Cu2,2H2O,2CuO2 4H,CuO,CuCO3,(1)电解过程中放H2生碱型和放O2生酸型的实质是什么？在放H2生碱型的电解中，若滴入酚酞试液，哪一极附近溶液变红？ 答案 放H2生碱型实质是水电离出H在阴极上放电，破坏了阴极附近水的电离平衡，使OH浓度增大，若滴入酚酞试液，阴极附近溶液变红；放O2生酸型的实质是水电离出OH在阳极上放电，破坏了阳极附近水的电离平衡，使H浓度增大。,(2)上表3中要使电解后的NaCl溶液复原，滴加盐酸可以吗？ 上表4中要使电解后的CuSO4溶液复原，加入Cu(OH)2固体可以吗？ 答案 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。 电解NaCl溶液时析出的是等物质的量的Cl2和H2，所以应通入氯化气体，加入盐酸会引入过多的水。,a.若通电一段时间，CuSO4未电解完(即Cu2未全部放电)，使溶液复原应加入CuO，而加入Cu(OH)2会使溶液的浓度减小。b.若Cu2全部放电，又继续通电一段时间(此时电解水)，要使溶液复原应加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3，若只加入CuO，此时浓度偏大。,递进题组,题组一 突破电极反应式、电解方程式的书写,1.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_。,4OH4e=O22H2O 4Ag4e=4Ag,(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_。,2Cl2e=Cl2 2H2e=H2,(3)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_。 (4)用铁作电极电解NaOH溶液 阳极反应式_； 阴极反应式_； 总反应离子方程式_。,Fe2e=Fe2 2H2e=H2,Fe2e2OH=Fe(OH)2 2H2e=H2,(5)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_。 (6)用Al作电极电解NaOH溶液 阳极反应式_； 阴极反应式_； 总反应离子方程式_。,Cu2e=Cu2 2H2e=H2,6H2O6e=3H26OH或6H6e=3H2,(7)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_； 总反应离子方程式_。 (8)用Al单质作阳极，石墨作阴极，电解NaHCO3溶液 阳极反应式_ ； 阴极反应式_。,2Al6e3H2O=Al2O36H 6H6e=3H2,6H6e=3H2,(9)用惰性电极电解熔融MgCl2 阳极反应式_； 阴极反应式_； 总反应离子方程式_。,2Cl2e=Cl2,Mg22e=Mg,反思归纳,1.做到“三看”，正确书写电极反应式 (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。,2.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，且应注明条件“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。,题组二 电解原理和电解规律的考查,2.右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 SO 、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。 答案 D,3.用惰性电极电解一定浓度的CuSO4溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH。则下列说法正确的是( ) A.电解过程中阴极没有气体生成 B.电解过程中转移的电子的物质的量为0.4 mol C.原CuSO4溶液的浓度为0.1 molL1 D.电解过程中阳极收集到的气体体积为1.12 L(标况下),解析 由2CuSO42H2O 2Cu2H2SO4O2知，如CuSO4未电解完，加CuO即可复原，而加入Cu(OH)2相当于加入CuOH2O，故CuSO4电解完后，还电解了部分水。电解析出了0.1 mol Cu，转移电子0.2 mol，而电解0.1 mol H2O转移电子0.2 mol，故转移的电子的总物质的量为0.4 mol。 答案 B,考点二 电解原理的应用,递进题组,知识梳理,1.电解饱和食盐水 (1)电极反应 阳极反应式： ( 反应) 阴极反应式： ( 反应) (2)总反应方程式,知识梳理,2Cl2e=Cl2,氧化,2H2e=H2,还原,(3)应用：氯碱工业制 、 和 。,烧碱,氯气,氢气,2.电镀 右图为金属表面镀银的工作示意图，据此回答下列问题： (1)镀件作 极，镀层金属银作 极。 (2)电解质溶液是 。 (3)电极反应： 阳极： ； 阴极： 。 (4)特点： 极溶解， 极沉积，电镀液的浓度 。,AgNO3溶液等含镀层,金属阳离子的盐溶液,Age=Ag,Age=Ag,阳,阴,不变,阴,阳,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： 、 、 、 ； 阴极： 。,粗铜,纯铜,Zn2e=Zn2,Fe2e=Fe2,Ni2e=Ni2,Cu2e=Cu2,Cu22e=Cu,4.电冶金 利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。 (1)冶炼钠 2NaCl(熔融) 2NaCl2 电极反应： 阳极： ； 阴极： 。,2Cl2e=Cl2,2Na2e=2Na,(2)冶炼铝 2Al2O3(熔融) 4Al3O2 电极反应： 阳极： ； 阴极： 。,6O212e=3O2,4Al312e=4Al,深度思考,1.(1)