2019版高考化学一轮复习 第六章 化学反应与能量 第3节 电解池金属的电化学腐蚀与防护优质课件

向阳极移动的原理，可知 d 端为阳极，即 b 为正极，a 为
负极，c 为阴极，NaCl 溶液中 H＋放电，产生 OH－，
c 点附近会变红色，A 正确；电解硫酸铜溶液时，Pt 为阳极，溶液中的 OH－放电：4OH－－4e－===O2↑＋ 2H2O，Cu 为阴极，溶液中的 Cu2＋得电子，生成铜，总 反应式为 2CuSO4＋2H2O=电==解==2Cu＋O2↑＋2H2SO4，Pt 电极附近生成 H＋，则 SO24－向 Pt 电极移动，B、D 不正 确；随着电解的进行，Z 中溶液变为硫酸溶液，
(2)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__盐___)。 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：
阴
阳
还原
氧化
总反应方程式：_C__u_2_＋_＋__2_C_l_－_=电_=_=解_=_=_C_u_＋__C__l2_↑__
_2_N__a_C_l_＋__2_H__2O__=_电=_=_解=_=__2_N_a_O__H_＋__H__2_↑__＋__C_l_2_↑。
(3)应用：氯碱工业制烧碱、氯气和氢气。氯碱工业 生产流程图如下：
2.电镀和电解精炼铜
选项
电镀(Fe 上镀Cu)
电解精炼铜
阳极
电极 材料
电极 反应
铜
___
Cu－2e －=== Cu2＋
答案：(1)√ (2)√ (3)√ (4)× (5)×
2．按要求书写有关的电极反应式及总方程式。 (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__________________。 (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____________。
[典题示例] 用惰性电极电解下列各组中的三种电
解质溶液，在电解的过程中，溶液的 pH 依次为升高、不 变、降低的是( )
A．AgNO3 CuCl2 Cu(NO3)2 B．KCl Na2SO4 CuSO4 C．CaCl2 KOH NaNO3 D．HCl HNO3 K2SO4
解析：由电解电解质溶液的四种类型可知：
D 项不符合，电解时，Cl－在阳极放电生成 Cl2，Cl2 为黄绿色有刺激气味的气体。
答案：A
考点 2 电解原理的应用
1．电解饱和食盐水 (1)电极反应。 阳极：2_C__l－_－__2_e_－_=_=__=_C_l_2↑__ (_氧__化_反应)； 阴极：_2_H_＋_＋__2_e_－_=__=_=_H_2_↑___(_还__原__反应)。 (2)总反应方程式：
D 项，设转移电子数为 2↑～4e－，电解硫酸钠溶液生成 3 mol
电解 气体，依据电解方程式 2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋Cl2 ↑＋H2↑～2e－，电解饱和食盐水生成 4 mol 气体，错误。
答案：C
4．如下图所示，x、y 分别是直流电源的两极，通电 后发现 a 极极板质量增加，b 极极板处有无色无味的气体 放出，符合这一情况的是( )
(3)用铁作电极电解 NaCl 溶液。 阳 极 反 应 式 ____________________ ； 阴 极 反 应 式 ____________；总化学方程式________________________ ____________________________________________。 (4)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____________________。
继续电解则为电解水，硫酸浓度增大，pH 减小，C 不正确。
答案：A
题组1 考查电极反应式的书写与判断
1．利用如图装置电解制备 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_____________。
解析：B 极区生产 H2，同时生成 LiOH，则 B 极区 电解液为 LiOH 溶液；电极 A 为阳极，阳极区电解液为 LiCl 溶液，根据放电顺序，阳极上 Cl－失去电子，则阳 极电极反应式为 2Cl－－2e－===Cl2↑；根据电流方向，电 解过程中 Li＋向 B 电极迁移。
[即时练习]
图中 X 为电源，Y 为浸透饱和食盐水和酚酞试液的 滤纸，滤纸中央滴有一滴 KMnO4 溶液，通电后 Y 中央的 紫红色斑向 d 端扩散。下列判断正确的是( )
A．滤纸上 c 点附近会变红色 B．Cu 电极质量减小，Pt 电极质量增大 C．Z 中溶液的 pH 先减小，后增大 D．溶液中的 SO24－向 Cu 电极定向移动 解析：紫红色斑即 MnO4－向 d 端扩散，根据阴离子
(4)电子和离子移动方向。 ①电子：从电源_负___极流向电解池的_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．阴、阳两极上的放电顺序
阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程叫放电。 离子的放电顺序取决于离子本身的性质即离子得失电子 的能力，另外也与离子的浓度及电极材料有关。
解析：A 项，以石墨为电极电解两种溶液，阳极反应 式分别为 4OH－－4e－ ===2H2O＋O2 ↑，2Cl－－ 2e－ ===Cl2↑，错误；B 项，电解硫酸钠溶液的 pH 不变，电 解饱和氯化钠溶液生成氢氧化钠，pH 变大，错误；C 项， 以石墨为电极电解两种溶液的阴极反应均为 2H＋＋2e－ ===H2↑，正确；
答案：LiOH 2Cl－－2e－===Cl2↑
2.用如图所示装置除去含 CN－、Cl－废水中的 CN－时， 控制溶液 pH 为 9～10，阳极产生的 ClO－和 CN－氧化为 两种无污染的气体，下列说法不正确的是( )
A．用石墨作阳极，铁作阴极 B．阳极的电极反应式为 Cl－＋2OH－ －2e－===ClO－＋H2O
Mg2＋＋2e－===Mg
冶炼铝
2Al2O3(熔融)
电解 =====
6O2－－12e－===3O2↑
4Al＋3O2↑
4Al3＋＋12e－===4Al
深化拓展 1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料。 () (2)电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中 c(Cu2＋)均 保持不变。( ) (3)电解熔融的氯化钠可以制取烧碱、氯气、氢气。 ()
(1)阴极：阴极上放电的总是溶液中的阳离子，与电 极材料无关。阳离子放电顺序为：
Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋ (在溶液中 Al3＋、Mg2＋、Na＋、Ca2＋、K＋等是不会在 阴极上放电的，但在熔融状态下的物质中会放电。)
(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，则仅是溶 液中的阴离子放电，常见离子的放电顺序为 S2－>I－>Br－ >Cl－>OH－>含氧酸根离子。
C．阴极的电极反应式为 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
D．除去 CN－的反应为 2CN－＋5ClO－＋2H＋===N2 ↑＋2CO2↑＋5Cl－＋H2O
解析：若铁作阳极，则铁失电子生成 Fe2＋，则 CN－ 无法除去，故铁只能作阴极，A 项正确；阳极 Cl－放电生 成 ClO－，该溶液又呈碱性，B 项正确；阳离子在阳极得 电子发生还原反应，H＋提供电子，C 项正确；
2．电镀铜时，Cu2＋浓度如何改变？电解精炼铜时， CuSO4 溶液的浓度是否改变？
答案：电镀铜时，电解质溶液中的 Cu2＋浓度不变；
电解精炼铜时，粗铜中的 Zn、Fe、Ni 等比 Cu 活泼的金 属在阳极失去电子，阴极上只有 Cu2＋得电子，所以 CuSO4 溶液的浓度会降低。
(4)电解精炼时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原 料。( )
(5)在镀件上电镀铜，电镀过程中阳极减少的质量等 于阴极增加的质量。( )
(6)电解冶炼镁、铝通常电解 MgCl2 和 Al2O3，也可以 电解 MgO 和 AlCl3。( )
答案：(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)×
选项
a极 板
A锌
B 石墨
C银
D铜
b极 板 石墨 石墨 铁 石墨
x电 极 负极 负极 正极 负极
z溶液
CuSO4 NaOH AgNO3 CuCl2
解析：由题意知 a 极板质量增加，a 应为阴极，则 b 为阳极，x 为电源的负极，y 为电源正极。A 项符合，电 解时，a 极有 Cu 附着，b 极有 O2 放出；B 项不符合，电 解时 a 极无质量变化；C 项不符合，阳极为 Fe，为活性 电极，电解时 Fe 在阳极放电溶解，无气体生成；
类型
化学物质
pH变化
放O2生酸型
放H2生碱型 电解电解质
型
CuSO4、AgNO3、 Cu(NO3)2
KCl、CaCl2
CuCl2
HCl
降低
升高 —
升高
NaNO3、Na2SO4、
电解H2O型
K2SO4 KOH
不变 升高
HNO3
降低
答案：B
惰性电极电解电解质溶液的四种类型 (1)电解水型 (2)电解电解质型 (3)放 H2 生碱型 (4)放 O2 生酸型
因溶液在碱性条件下，除去 CN－的反应为 2CN－＋ 5ClO－＋H2O===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋2 OH－，D 项错 误。