1、一、电解原理1电解、电解池(2)电解池：电能转变为的装置化学能2电解池的工作原理以电解CuCl2溶液为例：电极名称 阴极 阳极 电极材料 电极反应 反应类型 电子流向 电源电解池，电解池电源 Cu22e=Cu 2Cl2e=Cl2 还原反应 氧化反应 负极阴极阳极正极铜 石墨 3电解池的形成条件1.电解质溶液导电时，一定会发生化学反应吗？金属导电呢？提示：电解质溶液导电一定有化学反应发生，因为在电解池的两极发生了氧化还原反应，生成了新物质，而金属导电，是物理变化，不会有化学反应发生.二、电解原理的应用2.如何判断电解过程中的两极产物？(阴离子放电顺序：S2IBrClOH含氧酸根离子)(2)阴极溶
2、液中的阳离子得电子，生成相应的单质或低价化合物(阳离子放电顺序：AgFe3Cu2HFe2Zn2Al3Mg2NaCa2K)三、金属的腐蚀与防护1化学腐蚀和电化学腐蚀金属腐蚀 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 金属与接触到的物质直接反应 不纯金属接触到电解质溶液发生反应 现象 金属被腐蚀 较活泼金属被腐蚀 区别 电流产生 有微弱电流产生 原电池无金属腐蚀 化学腐蚀 电化学腐蚀 实质与 联系(1)实质都是金属原子失去电子被氧化而损耗；(2)化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生，但更普遍、危害性更大、腐蚀速率更快 电化学腐蚀2钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 水膜性质 负极反应 正极反应 总反应
3、 普遍性 更普遍 酸性较强 酸性很弱或呈中性 Fe2e=Fe2 2H2e=H2 2H2OO24e=4OHFe2H=Fe2H2 2FeO22H2O=2Fe(OH)2吸氧腐蚀3金属的防护(1)电化学防护法(2)其他地位 电解池、金属的电化学腐蚀与防护知识是电化学知识中的重要内容之一，也是中学化学教学中的重点内容之一，因此成为历年高考的必考内容题型 选择题和非选择题 考 情 分 析角度（1）判断电极上电子转移的数目、判断电极上发生的反应 类型；（2）判断电极附近或整个溶液的酸碱性；（3）判断电极反应式的正误、判断电极产物；（4）电极反应式的书写；（5）电解原理的应用和进行简单的有关计算等预测 电解池
4、与新能源、环境保护、工业生产、物质制备等热点问题相结合，将电化学有关知识、元素及其化合物知识、有机化学知识、电解质溶液的有关知识、化学实验设计、化学计算等融合在一起进行考查，是今后高考命题的一个新的变化.电解的规律及应用感受鉴赏1(2011镇江模拟)关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是()A若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色B若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色C电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠D电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性解题指导 选 电解食盐水时发生的反应：阳极：2Cl2e=Cl2阴极：2H2O2e=H22OH，(或2H2e=H
5、2)总反应：2NaCl2H2O=通电 2NaOHH2Cl2.对照选项分析，A错误；阳极附近的溶液中会溶有少量的Cl2，滴加KI溶液后发生反应：Cl22I=I22Cl，溶液呈棕色，B正确；阴极上是H2O电离产生的H放电产生H2，不是Na放电生成钠，C错误；电解后生成的NaOH溶液呈碱性，D错误B2用惰性电极电解物质的量浓度为13的CuSO4和NaCl的混合溶液，可能发生的反应有()2Cu22H2O=通电 2Cu4HO2Cu22Cl=通电 CuCl22Cl2H2O=通电 2OHH2Cl22H2O=通电 2H2O2A BC D解题指导 选设CuSO4和NaCl的物质的量分别为1 mol和3 mol，
6、根据离子的放电顺序和电子守恒可知电解过程应分为如下阶段(1)电解CuCl2溶液阳极：2Cl2e=Cl22 mol 2 mol阴极：Cu22e=Cu 1 mol 2 mol总反应式：Cu22Cl=通电 CuCl2C(2)电解NaCl溶液阳极：2Cl2e=Cl21 mol 1 mol阴极：2H2e=H2 1 mol 1 mol总反应式：2Cl2H2O=通电 Cl2H22OH(3)电解Na2SO4溶液阳极：4OH4e=2H2OO2；阴极：4H4e=2H2总反应式：2H2O=通电 2H2O2故选C.3(2010海口模拟)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
7、变，降低的是()AAgNO3 CuCl2 Cu(NO3)2BKCl Na2SO4 CuSO4CCaCl2 KOH NaNO3DHCl HNO3 K2SO4解题指导 选 根据电解规律可知：电解AgNO3溶液，pH降低，A不正确，电解KOH溶液，pH升高，C不正确，电解HNO3溶液，pH降低，D不正确B4(2010全国卷)下图是一个用铂丝作电极，电解稀的MgSO4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：6.88.0，酸色红色，碱色黄色)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)；A管溶液由红变黄 B管溶液由红变黄A管溶液
8、不变色 B管溶液不变色(2)写出A管中发生反应的反应式：_；(3)写出B管中发生反应的反应式：_；(4)检验a管中气体的方法是_；(5)检验b管中气体的方法是_；(6)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_.解析：本题考查电解原理和气体检验，意在考查考生化学用语书写能力和实验能力根据图可以确定，A极为阴极，B极为阳极A极H放电，A极附近OH增加，溶液碱性增强，A极附近溶液变黄色，同时Mg2与OH结合生成Mg(OH)2沉淀；B极OH放电，使得溶液中H增加，B极附近溶液显酸性，溶液仍为红色电解后，将电解液倒入烧杯中，A极附近生成的Mg(OH)2与B极附近生成的H2SO4反应，
9、生成MgSO4，即沉淀溶解，溶液呈红色根据上述分析，a中收集的是氢气，b中收集的是O2.答案：(1)(2)2H2e=H2(写2H2O2e=2OHH2同样给分)，Mg22OH=Mg(OH)2(3)4OH4e=2H2OO2(写2H2O4e=4HO2同样给分)(4)用拇指按住管口，取出试管，靠近火焰，放开拇指，有“噗”的声音，管口有蓝色火焰(5)用拇指按住管口，取出试管，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内会复燃(6)溶液呈红色，白色沉淀溶解(或大部分溶解)思考领悟教师备课园地 拓展发现惰性电极电解电解质溶液的规律类型 电极反应特点 实例 电解质 浓度 pH 电解质溶 液复原 电解 水型 阴极：4H
10、4e=2H2 阳极：4OH4e=2H2OO2 NaOH 增大 增大 加水 H2SO4 增大 减小 加水 Na2SO4 增大 不变 加水 类型 电极反应特点 实例 电解质 浓度 pH 电解质溶 液复原 电解电 解质型 电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电 HCl 减小 增大 通氯化氢 CuCl2 减小 加氯化铜 类型 电极反应特点 实例 电解质 浓度 pH 电解质溶 液复原 放H2 生碱型 阴极：H2O放H2生碱 阳极：电解质阴离子放电 NaCl 生成新 电解质 增大 通氯化氢 放O2 生酸型 阴极：电解质阳离子放电 阳极：H2O放O2生酸 CuSO4 生成新 电解质 减小 加氧化铜 有关电解
11、的计算感受鉴赏1电解100 mL含c(H)0.30 mol/L的下列溶液，当电路中通过0.04 mol电子时，理论上析出金属质量最大的是()A0.10 mol/LAg B0.02 mol/L Zn2C0.20 mol/L Cu2D0.20 mol/L Pb2解题指导 选 根据离子的放电顺序可知，当电路中通过0.04 mol的电子时，能析出金属的只有选项A和C,100 mL溶液中分别含有Ag：0.01 mol,1.08 g；Cu2：0.02 mol，1.28 g可知选C.C2(2010安庆模拟)如图所示，将两烧杯用导线如图相连，Pt、Cu、Zn、C分别为四个电极，当闭合开关后，以下叙述正确的是(
12、)ACu极附近OH浓度增大BCu极为原电池负极C电子流向是由C极流向Pt极D当C极上有4 mol电子转移时，Pt极上有1 mol O2生成解题指导 选 闭合开关后，右侧装置中有自发的氧化还原反应，是原电池，Zn作原电池的负极，C作正极左侧装置是电解池，Cu作阴极，Pt作阳极，B项错误Cu电极的电极反应式为2H2e=H2，OH浓度增大，A项正确电子流向应由电解池的阳极Pt流向原电池的正极C，C项错误Pt电极的电极反应式为2Cl2e=Cl2，当有4 mol电子转移时，Pt电极上有2 mol Cl2生成A3(2011威海质检)用铂电极电解CuSO4和KNO3的混合溶液500 mL，经过一段时间后，两
13、极均得到标准状况下11.2 L的气体，则原混合溶液中CuSO4的物质的量浓度为()A0.5 molL1 B0.8 molL1C1.0 molL1D1.5 molL1解题指导 选 阳极电极反应4OH4e=2H2OO2，失去电子的物质的量n(O2)411.2 L22.4 Lmol142 mol；阴极电极反应：首先发生的是Cu22e=Cu，其次发生的是2H2e=H2，阴极被还原物质得到电子的总量n(Cu2)2n(H2)2n(Cu2)211.2 L22.4 Lmol1 2，两电极物质得失电子数相等，即2 moln(Cu2)211.2 L22.4 Lmol12.解得n(Cu2)0.5 moln(CuSO
14、4)n(Cu2)0.5 mol，所以其物质的量浓度c(CuSO4)0.5 mol500103 L1.0 molL1.C4(2010德州模拟)在如图所示的装置中，若通入直流电5 min时，铜电极质量增加2.16 g，试回答：(1)电源电极X为_极(2)pH变化：A_，B_，C_.(填“增大”、“减小”或“不变”)(3)通电5 min时，B中共收集224 mL气体(标准状况)，溶液体积为200 mL.则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为_(设电解前后溶液体积无变化)(4)若A中KCl溶液的体积也是200 mL，电解后，溶液的pH为_(设电解前后溶液体积无变化)解题指导(1)C装置的铜电极质量增加
15、，说明铜极上有金属析出，即溶液中的银离子被还原生成银单质，故铜极为阴极，由此可确定X极为负极(2)A装置是电解KCl溶液，阴极析出氢气，阳极析出氯气，溶液中氢氧根离子浓度增大B装置阴极上先析出铜，当铜离子消耗完后析出氢气，而阳极上析出氧气，溶液中氢离子浓度增大C装置阴极析出银单质，阳极上的银失去电子变成银离子，理论上溶液的物质的量浓度不变(3)B装置两极上电子转移的数目与C装置中转移的电子数目相同C装置中转移的电子物质的量为2.16 g108 g/mol0.02 mol.经判断，B装置两极上的反应为：阴极：Cu22e=Cu,2H2e=H2阳极：4OH4e=O22H2O根据题意可得：2n(H2)
16、2n(Cu)4n(O2)0.02 mol，n(H2)n(O2)224 mL22 400 mL/mol，解得n(O2)0.0025 mol，n(Cu)0.005 mol，CuSO4溶液的物质的量浓度为：0.005 mol/0.2 L0.025 mol/L(4)A装置的反应为：2KCl2H2O=电解2KOHH2Cl2，即反应中转移电子的物质的量与生成的氢氧根离子的物质的量相等，为0.02 mol.c(OH)0.02 mol0.2 L0.1 mol/L，故pH13.答案(1)负(2)增大 减小 不变(3)0.025 mol/L(4)13思考领悟教师备课园地 拓展发现电解计算的常用方法：(1)根据电子守恒法计算：用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等(2)根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式计算(3)根据关系式计算：根据得失电子守恒关系，在已知量与未知量之间，建立计算所需的关系式
