高考化学一轮综合复习 第六章 化学反应与能量变化 第22讲 电解池 金属的电化学腐蚀与防护练习

第22讲 电解池 金属的电化学腐蚀与防护考纲要求 1.理解电解池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应和总反应方程式。

2.了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。

考点一 电解的原理1．电解和电解池(1)电解：在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。

(2)电解池：电能转化为化学能的装置。

(3)电解池的构成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。

2．电解池的工作原理(1)电极名称及电极反应式(电解CuCl 2溶液为例)总反应式：CuCl 2=====电解Cu ＋Cl 2↑ (2)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；从电解池的阳极流出后流向电源的正极。

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．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：(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 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最常用、最重要的放电顺序为阳极：Cl －>OH －；阴极：Ag ＋>Cu 2＋>H ＋。

③电解水溶液时，K ＋～Al3＋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．用惰性电极电解电解质溶液的规律答案 4OH －－4e －===2H 2O ＋O 2↑ 4H ＋＋4e －===2H 2↑ 2H 2O=====电解2H 2↑＋O 2↑ 减小 增大 不变 水 2Cl －－2e －===Cl 2↑ 2H ＋＋2e －===H 2↑ 2HCl=====电解H 2↑＋Cl 2↑ HCl 增大 HCl 2Cl －－2e－===Cl 2↑ Cu 2＋＋2e －===Cu CuCl 2=====电解Cu ＋Cl 2↑ CuCl 2 CuCl 2 2Cl －－2e －===Cl 2↑ 2H ＋＋2e －===H 2↑ 2NaCl ＋2H 2O=====电解H 2↑＋Cl 2↑＋2NaOH NaCl 和H 2O 增大 HCl 4OH －－4e －===2H 2O ＋O 2↑ 4Ag ＋＋4e －===4Ag4AgNO 3＋2H 2O=====电解4Ag ＋O 2↑＋4HNO 3 AgNO 3和H 2O 减小 Ag 2O电解基础知识(1)电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程(√) (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)电解池的阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应(√)(4)直流电源跟电解池连接后，电子从电源负极流向电解池阳极(×) (5)电解稀硫酸制H 2、O 2时铜作阳极(×)(6)电解CuCl 2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(×) (7)电解盐酸、硫酸等溶液，H ＋放电，溶液的pH 逐渐增大(×) (8)电解NaNO 3溶液时，随着电解进行，溶液的pH 减小(×)1．根据金属活动顺序表，Cu 和稀H 2SO 4不反应，怎样根据电化学的原理实现Cu 和稀H 2SO 4反应产生H 2?答案 Cu 作阳极，C 作阴极，稀H 2SO 4作电解质溶液，通入直流电就可以实现该反应。

电解反应式为阳极：Cu －2e －===Cu 2＋，阴极：2H ＋＋2e －===H 2↑。

总反应式：Cu ＋2H ＋=====电解Cu 2＋＋H 2↑。

2．若用惰性电极电解CuSO 4溶液一段时间后，需加入98gCu(OH)2固体，才能使电解质溶液复原，则这段时间，整个电路中转移的电子数为多少？ 答案 4N A解析 方法一：98gCu(OH)2的物质的量为1mol ，相当于电解了1mol 的CuSO 4后，又电解了1mol 的水，所以转移的电子数为2N A ＋2N A ＝4N A 。

方法二：可以认为整个电路中转移的电子数与Cu(OH)2的O 2－失电子数相等，共4N A 。

题组一 电解规律及电极产物的判断1．(2017·天津市实验中学高三模拟)以石墨为电极，电解KI 溶液(含有少量的酚酞和淀粉)。

下列说法错误的是( ) A ．阴极附近溶液呈红色 B ．阴极逸出气体 C ．阳极附近溶液呈蓝色 D ．溶液的pH 变小答案 D解析 以石墨为电极，电解KI 溶液，发生的反应为2KI ＋2H 2O=====电解2KOH ＋H 2↑＋I 2(类似于电解饱和食盐水)，阴极产物是H 2和KOH ，阳极产物是I 2。

由于溶液中含有少量的酚酞和淀粉，所以阳极附近的溶液会变蓝(淀粉遇碘变蓝)，阴极附近的溶液会变红(溶液呈碱性)，A 、B 、C 正确；由于电解产物有KOH 生成，所以溶液的pH 逐渐增大，D 错误。

2．如图是一个用铂丝作电极，电解稀的MgSO 4溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色。

(指示剂的pH 变色范围：6.8～8.0，酸色—红色，碱色—黄色，Mg(OH)2沉淀的pH ＝9)，接通电源一段时间后A 管产生白色沉淀，回答下列问题：(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是________(填编号)。

①A 管溶液由红变黄 ②B 管溶液由红变黄 ③A 管溶液不变色 ④B 管溶液不变色 (2)写出A 管中发生的反应：_______________________________________________。

(3)写出B 管中发生的反应：____________________________________________________。

(4)检验b 管中气体的方法是______________________________________________________。

(5)电解一段时间后，切断电源，将电解液倒入烧杯内观察到的现象是__________________。

答案 (1)①④(2)2H ＋＋2e －===H 2↑、Mg 2＋＋2OH －===Mg(OH)2↓ (或2H 2O ＋2e －＋Mg 2＋===H 2↑＋Mg(OH)2↓)(3)4OH －－4e －===2H 2O ＋O 2↑(或2H 2O －4e －===O 2↑＋4H ＋)(4)用拇指堵住管口，取出试管，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内，木条复燃 (5)溶液呈红色，白色沉淀溶解解析 电解时，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，导致阳极附近溶液呈酸性；阴极上氢离子放电生成氢气，同时有氢氧根离子生成，氢氧根离子和镁离子反应生成氢氧化镁沉淀，溶液呈弱碱性。

题组二 电极反应式的书写与判断3．按要求书写电极反应式和总反应方程式： (1)用惰性电极电解MgCl 2溶液阳极反应式：____________________________________________________________； 阴极反应式：__________________________________________________________________； 总反应离子方程式：___________________________________________________________。

(2)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：______________________________________________________________。

答案 (1)2Cl －－2e －===Cl 2↑ Mg 2＋＋2H 2O ＋2e －===H 2↑＋Mg(OH)2↓Mg 2＋＋2Cl －＋2H 2O=====电解Mg(OH)2↓＋Cl 2↑＋H 2↑(2)2Al －6e －＋8OH －===2AlO －2＋4H 2O 6H 2O ＋6e －===3H 2↑＋6OH －(或6H ＋＋6e －===3H 2↑)2Al ＋2H 2O ＋2OH －=====电解2AlO －2＋3H 2↑4．锰、硫、氮的化合物在人类生产、生活中有重要作用。

(1)MnO 2可作超级电容器材料。

用惰性电极电解MnSO 4溶液可制得MnO 2，其阳极的电极反应式是__________________。

MnO 2是碱性锌锰电池的正极材料，已知碱性锌锰电池的总反应为Zn ＋2MnO 2＋2H 2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2，碱性锌锰电池放电时，正极的电极反应式是________________________________________________________________________。

(2)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。

由硫化氢获得硫单质有多种方法。

将用烧碱吸收H 2S 后所得的溶液加入如图所示的电解池的阳极区进行电解。

电解过程中阳极区发生如下反应：S 2－－2e －===S (n －1)S ＋S 2－===S 2－n①写出电解时阴极的电极反应式：_________________________________________________ ________________________________________________________________________。

②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成________________________________________________________________________。

(3)电解NO 制备NH 4NO 3，其工作原理如图所示，为使电解产物全部转化为NH 4NO 3，需补充物质A ，A 是____________，说明理由：________________________________________。

答案 (1)Mn 2＋＋2H 2O －2e －===MnO 2＋4H ＋MnO 2＋H 2O ＋e －===MnO(OH)＋OH －(2)①2H 2O ＋2e －===H 2↑＋2OH －②S 2－n ＋2H ＋===(n －1)S ↓＋H 2S ↑(3)NH 3 根据总反应：8NO ＋7H 2O=====电解3NH 4NO 3＋2HNO 3，电解产生的HNO 3多，应补充NH 3解析 (1)Mn 的化合价从＋2价升到＋4价，失电子发生氧化反应，则阳极电极反应式为Mn 2＋＋2H 2O －2e －===MnO 2＋4H ＋。