。 。 内部文件,版权追溯 内部文件,版权追溯 第2节 电解池 金属的电化学腐蚀与防护
考试说明
1.了解电解池的工作原理,并能写出电极反应及总反应的方程式,认识电解在实现物质转化中的具体应用。
2.了解金属发生电化学腐蚀的本质,知道金属腐蚀的危害,了解防止金属腐蚀的措施。 命题规律
本节是高考的常考内容,其考查的内容有:一是电解过程的分析,多借助于图像考查电极上离子的放电顺序与产物的判断,电极反应式的书写;二是注重原电池与电解池相结合考查新型充电电池;三是考查新情境下电解原理的实际应用,如氯碱工业、电解精炼铜、电镀、电解除污、结合离子交换膜进行电解等;四是金属腐蚀的原因与防护措施。考查题型有选择题和填空题两种。
考点1 电解原理
1.电解
(1)定义:使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。在此过程中,电能转化为化学能。
(2)特点:①电解是不可逆的;②电解质导电一定发生化学变化。 2.电解池
(1)概念:电解池是把电能转化为化学能的装置。 (2)电解池的构成条件 ①有与电源相连的两个电极。 ②电解质溶液(或熔融电解质)。 ③形成闭合回路。 (3)电极名称及电极反应式
以用惰性电极电解CuCl2溶液为例:
1
电解
总反应方程式:CuCl2=====Cu+Cl2↑。 (4)电解池中电子和离子的移动方向
①电子:从电源负极流出后,流向电解池阴极;从电解池的阳极流向电源的正极。 ②离子:阳离子移向电解池的阴极,阴离子移向电解池的阳极。 3.电解产物的判断及有关反应式的书写
(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(勿忘水溶液中的H和OH)。 (3)排出阴、阳两极的放电顺序
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-
(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、电荷守恒和电子转移守恒。
(5)写出电解总反应式
在两极转移电子数目相同的前提下,两极反应相加即可得总反应的化学方程式或离子方程式。
4.惰性电极电解电解质溶液的四种类型 (1)电解水型
2
(2)电解电解质型
(3)放H2生碱型
3
(4)放O2生酸型
(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)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。
(3)要确保两极电子转移数目相同,且注明条件“电解”。 【基础辨析】
判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)某些不能自发进行的氧化还原反应,通过电解可以实现。(√)
(2)电解CuCl2溶液,阴极逸出的气体能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色。(×) (3)电解盐酸、硫酸等溶液,H放电,溶液的pH逐渐增大。(×) (4)电解时,电解液中阳离子移向阳极,发生还原反应。(×)
(5)用惰性电极电解饱和食盐水一段时间后,加入盐酸可使电解质溶液恢复到电解前的状态。(×)
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4
题组一 电极反应式、电解总反应式的书写
1.用如图所示装置(熔融CaF2-CaO作电解质)获得金属钙,并用钙还原TiO2制备金属钛。下列说法正确的是( )
A.电解过程中,Ca向阳极移动
B.阳极的电极反应式为C+2O-4e===CO2↑ C.在制备金属钛前后,整套装置中CaO的总量减少
D.若用铅蓄电池作该装置的供电电源,“+”接线柱是Pb电极 答案 B
解析 由题图可知,石墨与外加电源的正极相连,则石墨为阳极,钛网电极作阴极,电解过程中,电解液中Ca向阴极移动,A错误;据题图可知,阳极上发生氧化反应生成CO2,则阳极反应式为C+2O-4e===CO2↑,B正确;阴极反应式为2Ca+4e===2Ca,Ca还原TiO2的反应方程式为2Ca+TiO2===2CaO+Ti,故制备Ti前后,整套装置中CaO的质量不变,C错误;“+”表示铅蓄电池的正极,该接线柱为铅蓄电池的PbO2极,D错误。
2.按要求书写有关的电极反应式及总反应式。
(1)以铝材为阳极,在H2SO4溶液中电解,铝材表面可形成氧化膜。 阳阴总
极极化
反反学
应应方
程式式式:::
____________________________________________ ___________________________________________ __________________________________________
_________________________; ___________________________; ____________________________。
(2)用惰性电极电解NaCl和CuSO4的混合溶液,电解过程中两极均有两种产物产生,判断阴、阳两极的产物并根据电解的先后顺序写出电极反应方程式。
①阳极
产物:__________________________________________________ _________________; 电
极
反
应
:
_____________________________________________
________________________。
②阴极
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