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第3讲 电解池、金属的腐蚀与防护考点一 电解原理[学在课内]1．电解与电解池[名师点拨]在电解池中反应可自发也可不自发，不自发的反应可发生，自发反应进行更快。
2．构成条件(1)电源或一可作电源的原电池。
(2)形成闭合回路—电极用导线与电源相连后插入电解质溶液中或熔融电解质中。
3．电解池工作原理示意图[名师点拨] (1)易错警示内电路中导电微粒为阴、阳离子，导线、电极上导电微粒为电子。
(2)电子和离子的移动方向(惰性电极)4．阴、阳两极上放电顺序(1)阴极：(与电极材料无关)。
氧化性强的先放电，放电顺序：――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――→K ＋、Ca 2＋、Na ＋、Mg 2＋、Al 3＋、Zn 2＋、Fe 2＋、Sn 2＋、Pb 2＋、H ＋、Cu 2＋、Fe 3＋、Ag ＋放电由难到易注意：①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。
②常用放电顺序阴极：Ag ＋>Fe 3＋>Cu 2＋>H ＋。
(2)阳极：若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应。
若是惰性电极作阳极，放电顺序为注意：常用放电顺序阳极：活性电极S 2－>I －>Br －>Cl －>OH －5．以惰性电极电解的几种类型注意：电解时溶液酸碱性口诀：氢出碱增，氧出酸增，氢氧失去，“酸”酸、“碱”碱、“中”中。
[考在课外]教材延伸 判断正误(1)任何化学反应都可以设计成电解池反应。
(×)(2)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现。
(√) (3)电解硫酸等溶液，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，阴离子移向阴极。
(×)(5)电解时，电子的移动方向为：电源负极→阴极→阳极→电源正极。
(×) (6)电解池的阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。
第3讲 电解池 金属的电化学腐蚀与防护1．下列关于电解的叙述中，正确的是( )①电解是把电能转变成化学能 ②电解是把化学能转变成电能 ③电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化 ④某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现 ⑤任何水溶液电解时，必将导致氧化还原反应A ．②③④B ．①②③④C ．①②④D ．①③④⑤【答案】D【解析】把化学能转变成电能的装置是原电池；只要电解，必将发生氧化还原反应，即一定发生化学变化；一些不能自发进行的氧化还原反应，可以借助电解来实现，故选D 项。
2．下列各组中，每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是( ) A ．HCl 、 CuCl 2、 Ba(OH)2 B ．NaOH 、CuSO 4、 H 2SO 4 C ．NaOH 、H 2SO 4、 Ba(OH)2 D ．NaBr 、 H 2SO 4、 Ba(OH)2 【答案】C【解析】电解时只生成氧气和氢气，则电解质应是强碱、含氧酸或活泼金属的含氧酸盐，C 项符合。
3．如图中x 、y 分别是直流电源的两极，通电后发生a 极板质量增加，b 极板处有无色、无味气体放出，符合这一情况的是( )【答案】A【解析】通电后a 极板增重，表明溶液中金属阳离子在a 极板上放电，发生还原反应，析出了金属单质，因此可确定a 极板是电解池的阴极，与它相连接的直流电源的x 极是负极。
选项C 中x 极为正极，故C 不正确。
A 中电解液为CuSO 4溶液，阴极a 板上析出Cu 而增重，阳极b 板上由于OH －离子放电而放出无色、无味的O 2，故A 正确。
B 中电解液为NaOH 溶液，通电后阴极a 上应放出H 2，a 极板不会增重，故B 不正确。
D 中电解液为CuCl 2溶液，阴极a 板上因析出Cu 而增重，但阳极b 板上因Cl －离子放电，放出黄绿色有刺激性气味的Cl 2，故D 不正确。
4．下列有关电化学装置完全正确的是( )【答案】C【解析】电解精炼铜时，应该用粗铜作阳极，纯铜作阴极，A 错误；铁上镀银时，应该用银作阳极，铁作阴极，B 错误；C 是外加电流的阴极保护法，正确；铜锌原电池中，锌应插入硫酸锌溶液中，铜应插入硫酸铜溶液中，故D 错误。
第六章 化学反应与能量李仕才第三节电解池 金属的电化学腐蚀与防护考点二 电解原理的应用 多池组合装置1．电解饱和食盐水 (1)电极反应阳极：2Cl －－2e －===Cl 2↑(反应类型：氧化反应)， 阴极：2H ＋＋2e －===H 2↑(反应类型：还原反应)。
(2)总反应方程式：2NaCl ＋2H 2O=====电解2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑。
离子方程式：2Cl －＋2H 2O=====电解2OH －＋H 2↑＋Cl 2↑。
(3)应用：氯碱工业制烧碱、氢气和氯气阳极：钛网(涂有钛、钌等氧化物涂层)。
阴极：碳钢网。
阳离子交换膜：①只允许阳离子通过，能阻止阴离子和气体通过。
②将电解槽隔成阳极室和阴极室。
2．电解精炼铜3．电镀铜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。
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)1．用铜作阳极、石墨作阴极电解CuCl 2溶液时，阳极电极反应式为2Cl －－2e －===Cl 2↑。
( × )2．电解MgCl 2溶液所发生反应的离子方程式为：2Cl －＋2H 2O=====电解Cl 2↑＋H 2↑＋2OH －。
( × )3．氯碱工业用阳离子交换膜把阴极室和阳极室分开。
( √ )4．Cu ＋H 2SO 4===CuSO 4＋H 2↑可以设计成电解池，但不能设计成原电池。
( √ ) 5．粗铜电解精炼时，若电路中通过2 mol e －，阳极减少64 g 。
( × ) 6．电解冶炼镁、铝可电解熔融的MgO 和AlCl 3。
( × )1．粗铜中含有的相对活泼的物质也会失去电子，不活泼的金、铂形成阳极泥，而溶液中只有Cu 2＋得到电子生成Cu ，故c(Cu 2＋)将减小，并且阴极增重质量，不等于阳极减小的质量。
2．电镀时，阳极(镀层金属)失去电子的数目跟阴极镀层金属离子得到电子的数目相等，因此电镀液的浓度保持不变。
第三节 电解池 金属的腐蚀与防护电解原理及规律(对应复习讲义第74页)1．电解⎭⎪⎬⎪⎫电解质溶液熔融电解质2．电解池(1)定义：电解池是把电能转变为化学能的装置。
(2)电解池的构成条件： ①有外接直流电源。
②有与电源相连的两个电极。
③形成闭合回路。
④电解质溶液或熔融电解质。
(3)电解池工作原理(以电解CuCl 2溶液为例)(4)电解原理示意图1．两极放电(氧化或还原)顺序(1)阴极：阳离子放电顺序：Ag ＋>Fe 3＋>Cu 2＋>H ＋(酸)>Fe 2＋>Zn 2＋>H ＋(水)>Al 3＋>Mg 2＋>Na ＋>Ca 2＋>K ＋。
(2)阳极：金属(Au 、Pt 除外)电极>S 2－>I －>Br －>Cl －>OH －>含氧酸根离子。
[注] ①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。
②阳极材料若是金属电极(Au 、Pt 除外)，溶液中的阴离子不反应，电极金属失电子被氧化。
2．以惰性电极电解电解质溶液的规律＋2H2O角度1 电解原理分析1．如图所示为用固体二氧化钛(TiO2)生产海绵钛的装置示意图，其原理是TiO2中的氧解离进入熔融盐中而得到纯钛。
下列说法中正确的是( )A．a极是正极，石墨极是阴极B．反应后，石墨电极的质量不发生变化C．电解过程中，O2－、Cl－均向a极移动D．阴极的电极反应式为TiO2＋4e－===Ti＋2O2－D [TiO2发生还原反应得到纯钛，故加入高纯TiO2的电极是电解池的阴极，a极是电源的负极，石墨极是阳极，A项错误；O2－在阳极发生氧化反应生成O2，高温下，石墨与O2反应生成CO、CO2，导致石墨质量减小，B项错误；电解过程中，阴离子向阳极(石墨极)移动，C项错误；TiO2中的氧解离进入熔融盐而得到纯钛，发生了还原反应，生成了Ti和O2－，D项正确。
]2．如图所示，在一定电压下用惰性电极电解由等物质的量浓度的FeCl2、HCl组成的混合溶液。
已知在此电压下，阴、阳离子根据放电能力顺序，都可能在阳极放电，下列分析正确的是( )A．C1电极上的电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑B．C1电极处溶液首先变黄色C．C2电极上可依次发生的电极反应为Fe2＋－e－===Fe3＋、2Cl－－2e－===Cl2↑D．当C1电极上有2 g物质生成时，就会有2N A个电子通过溶液发生转移C [C1电极与电源的负极相连，作阴极，溶液中的H＋在阴极放电，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，A 错误；C1电极上H＋放电生成H2，C2电极与电源的正极相连，作阳极，Fe2＋的还原性强于Cl－，则依次发生的电极反应为Fe2＋－e－===Fe3＋、2Cl－－2e－===Cl2↑，故C2电极处溶液先变黄色，B错误，C正确；电子只能通过导线传递，不能通过溶液传递，D错误。
](1)根据外接电源：正极连阳极，负极连阴极。
(2)根据电流方向：从阴极流出，从阳极流入。
(3)根据电子流向：从阳极流出，从阴极流入。
(4)根据离子流向：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。
(5)根据电极产物：a.阳极：电极溶解、逸出O2(或极区变酸性)或Cl2；b.阴极：析出金属、逸出H2(或极区变碱性)。
角度2 电解池中电极反应式与电解方程式的书写3．按要求书写(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________________________________________________________________________。
(2)以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极反应式为________________________________________________________________________；阴极反应式为________________________________________________________________________。
(3)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：________________________________________________________________________。
(4)用铁作电极电解NaOH溶液阳极反应式：________________________________________________________________________；阴极反应式：________________________________________________________________________；总反应方程式：________________________________________________________________________。
(5)惰性电极电解浓度均为0.1 mol/L的NaCl和CuSO4的等量混合液，电解过程分三个阶段，写出三个阶段的两极反应式：第一阶段：__________，__________；第二阶段：__________，__________；第三阶段：____________，__________。
[答案] (1)4OH－－4e－===O2↑＋2H2O4Ag＋＋4e－===4Ag4Ag＋＋2H2O4Ag＋O2↑＋4H＋(2)2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋6H＋＋6e－===3H2↑(3)2Cl－－2e－===Cl2↑2H＋＋2e－===H2↑Mg2＋＋2Cl－＋2H2OMg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑(4)Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)22H＋＋2e－===H2↑Fe＋2H2OFe(OH)2＋H2↑(5)第一阶段：阴极：Cu2＋＋2e－===Cu阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑第二阶段：阴极：Cu2＋＋2e－===Cu阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑第三阶段：阴极：2H＋＋2e－===H2↑－－22(2)要确保两极电子转移数目相同，且总反应式注明条件“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。
电解原理的应用(对应复习讲义第75页)1．氯碱工业(1)电极反应阳极反应式：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应)阴极反应式：2H＋＋2e－===H2↑(还原反应)(2)总反应方程式2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑(3)氯碱工业生产流程图2．电镀与电解精炼铜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)2Na＋Cl2↑电极反应：阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑；阴极：2Na＋＋2e－===2Na。
(2)冶炼铝2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑电极反应：阳极：6O2－－12e－===3O2↑；阴极：4Al3＋＋12e－===4Al。
判断正误(1)电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)均保持不变。
( )(2)电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料。
( )(3)电解冶炼镁、铝通常电解熔融MgCl2和Al2O3，也可以电解熔融MgO和AlCl3。
( )(4)电解精炼时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料。
( )(5)用Zn作阳极，Fe作阴极，ZnCl2作电解质溶液，由于放电顺序H＋＞Zn2＋，不可能在铁上镀锌。
( ) [提示] (1)×(2)×(3)×(4)√(5)×角度1 电解原理的一般应用1．(1)粗铜的电解精炼如图所示。
在粗铜的电解过程中，粗铜板应是图中电极________(填图中的字母)；在电极d上发生的电极反应式为________________________________________________________________________；若粗铜中还含有Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为________________________________________________________________________。
(2)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是________。
a．电能全部转化为化学能b．粗铜接电源正极，发生氧化反应c．溶液中Cu2＋向阳极移动d．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属[答案] (1)c Cu2＋＋2e－===Cu Au、Ag以单质的形式沉积在c(阳极)下方，Fe以Fe2＋的形式进入电解质溶液中(2)bd2．利用 LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。
LiOH可由电解法制备，钴氧化物可通过处理钴渣获得。
利用如图所示装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。
B极区电解液为__________溶液(填化学式)，阳极电极反应式为__________，电解过程中Li＋向__________电极迁移(填“A”或“B”)。
[解析] 根据电解装置图，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液，B极区产生H2，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，剩余OH－与Li＋结合生成LiOH，所以B极区电解液应为LiOH溶液，B电极为阴极，则A 电极应为阳极。
阳极区电解液应为LiCl溶液，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑。
根据电流方向，电解过程中Li＋向B电极迁移。
[答案] LiOH 2Cl－－2e－===Cl2↑ B角度2 电解原理的创新应用3．(2017·全国卷Ⅱ)用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4H2C2O4混合溶液。
下列叙述错误的是( )A．待加工铝质工件为阳极B．可选用不锈钢网作为阴极C．阴极的电极反应式为Al3＋＋3e－===AlD．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动C [该电解池阳极发生的电极反应为2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋，铝化合价升高失电子，所以待加工铝质工件应为阳极，A正确。
