1、第2课时 电解池 金属的腐蚀与防护(加试)考试标准 考点 知识条目 加试要求 电解原理及其应用 电解池的概念、构造与工作原理 b 电解CuCl2溶液的原理及电极反应式 b 电解池的构成条件 b 电解池的电极反应式与电解反应方程式 b 金属冶炼、氯碱工业、电镀在生产生活中的应用 b 原电池、电解池的判断 c 金属的腐蚀与防护 金属腐蚀的危害 a 金属发生电化学腐蚀的基本原理 c 金属的防护 b 考点一：电解的原理 1.某小组为研究电化学原理，设计了甲、乙、丙三种装置(C1、C2、C3均为石墨)。下列叙述正确的是()A.甲、丙中化学能转化为电能，乙中电能转化为化学能 B.C1、C2分别是阳极、阴极
2、；锌片、铁片上都发生氧化反应 C.C1上和C3上放出的气体相同，铜片上和铁片上放出的气体也相同 D.甲中溶液的pH逐渐增大，丙中溶液的pH逐渐减小 解析 A项，甲没有外接电源，是将化学能转化为电能的装置，为原电池；乙、丙有外接电源，是将电能转化为化学能的装置，为电解池，错误。B项，C1、C2分别连接电源的正、负极，分别是电解池的阳极、阴极；锌片作负极发生氧化反应，铁片作阴极发生还原反应，错误。C项，C1和C3都是阳极，氯离子在阳极上失电子生成氯气，铜片上和铁片上都是氢离子得电子生成氢气，正确。D项，甲中正极和丙中阴极上都是氢离子得电子生成氢气，随着反应的进行，溶液的pH均增大，错误。答案 C
3、考点二：电解产物的判断 2.(2016宁波北仑中学高一下学考期中)用惰性电极进行电解，下列说法正确的是()A.电解稀硫酸，实质上是电解水，故溶液的pH不变 B.电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH，故溶液的pH降低 C.电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为12 D.电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为11 答案 D 解析 A 项，电解稀 H2SO4，实质是电解 H2O，由于 H2O 的量减小，故 c(H2SO4)增大，溶液的 pH 降低；B 项，电解 NaOH溶液，实质是电解 H2O，由于 H2O 的量减少，故 c(NaOH)增大，溶液的 pH 升高；C 项，
4、电解 Na2SO4 溶液，实质是电解H2O，阳极产生 O2，阴极产生 H2，n(H2)n(O2)21；D 项，电解 CuCl2 溶液时，发生反应 CuCl2=通电 CuCl2，阴极析出 Cu，阳极产生 Cl2，n(Cu)n(Cl2)11。本题选 D。考点三：用惰性电极电解混合溶液 3.(2016浙江台州中学高二下期中)用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为31的CuSO4溶液和NaCl溶液的混合溶液，不可能发生的反应是()A.2Cu22H2O=通电 2Cu4HO2B.Cu22Cl=通电 CuCl2C.2Cl2H2O=通电 2OHH2Cl2D.2H2O=通电 2H2O2答案 C 解析 由 n(
5、CuSO4)n(NaCl)31 得 n(Cu2)n(Cl)31，由于阴离子的放电顺序为 ClOHSO24，阳离子的放电顺序为 Cu2HNa，故该电解过程分为三个阶段。第一阶段，电解 CuCl2 溶液：Cu22Cl=通电 CuCl2；第二阶段，电解CuSO4 溶液：2Cu22H2O=通电 2Cu4HO2；第三阶段，电解 H2SO4 和 Na2SO4 溶液：2H2O=通电 2H2O2。考点四：电解的有关计算 4.(2015浙江象山中学月考)用惰性电极电解M(NO3)x的水溶液，当阴极质量增加a g时，在阳极上同时产生b L氧气(标准状况)，则M的相对原子质量是()A.22.4axbB.11.2ax
6、bC.5.6axbD.2.8axb答案 C 解析 生成 b L O2(标准状况)转移的电子为b422.4 mol，根据电子守恒知，析出的 M 的物质的量为 4b22.4x mol b5.6x mol，阴极增加的质量即为析出的 M 的质量，则 M 的摩尔质量为a g b5.6x mol5.6axbg/mol，即 M 的相对原子质量为5.6axb。考点五：金属的腐蚀与防护 5.(2016浙江余姚中学高二下期中)钢铁工业是国家工业的基础。请回答钢铁冶炼、腐蚀、防护过程中的有关问题。(1)铁在潮湿的空气中容易被腐蚀为铁锈(Fe2O3xH2O)，写出铁发 生 电 化 学 腐 蚀 时 正 极 的 电 极
7、反 应 式(中 性 环 境)：_。(2)生产中可用盐酸来除铁锈.现将一生锈的铁片放入盐酸中，当铁锈被 除尽后，溶液中发 生的化合 反应的离子方程式_。(3)图1各个装置中铁棒被腐蚀由难到易的顺序是_。图1 A.DBCAB.ABCD C.DBACD.BCAD(4)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置如图2：请回答：B电极对应的金属是_(写元素名称)，A电极的电极反应式是_。图2 解析(1)钢铁在中性环境下发生吸氧腐蚀，正极上氧气放电：O24e2H2O=4OH。(2)铁锈和HCl反应生成铁离子，铁离子和Fe发生氧化还原反应生成亚铁离子，离子方程式为2Fe3Fe=3Fe2。(3)C装置
8、是铁的正常的腐蚀，A装置中，铁做负极，腐蚀速率加快；B和D装置中，铁均被保护，但由于外加电源的阴极保护法比牺牲阳极的阴极保护法更强有力，故腐蚀由难到易的是：DBCA。(4)电镀时，镀层Cu作阳极、镀件Fe作阴极，所以B的材料是Fe，阳极电极反应式为Cu2e=Cu2。答案(1)O24e2H2O=4OH(2)2Fe3Fe=3Fe2(3)A(4)铁 Cu2e=Cu2 6.(2016绍兴一中高二下期中)埋在地下的钢管常用如图所示方法加以保护，使其免受腐蚀。关于此方法，下列说法正确的是()A.金属棒X的材料可能为铜 B.金属棒X的材料可能为钠 C.钢管附近土壤的pH可能会上升 D.这种方法称为外加电流的
9、阴极保护法 解析 A项，X必须是比Fe活泼的较活泼金属，错误；B项，Na太活泼，错误；C项，钢管是原电池的正极，所以电极反应为2H2OO24e=4OH，正确；D项，这种方法叫牺牲阳极的阴极保护法，错误。答案 C 易错点一 不能正确理解电解池的工作原理 电解池工作原理(阳极为惰性电极)示意图 易错训练1(2014海南高考)以石墨为电极，电解KI溶液(其中含有少量酚酞和淀粉)。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 解析 以石墨为电极，电解 KI 溶液的方程式是：2KI2H2O=通电 I2H22KOH。由于其中含有少量酚酞和淀粉，所以在
10、阳极附近碘单质遇淀粉溶液变为蓝色；在阴极由于产生氢气，溶液显碱性，遇酚酞溶液变为红色。因为产生了碱，溶液碱性增强，所以溶液的 pH 变大。答案 D 易错点二 不能准确判断电解前后pH变化 电解前后电解质溶液酸碱性变化可概括为“有氢无氧增碱性，有氧无氢增酸性；有氢有氧增原性，无氢无氧减原性”。易错训练 2(2016课标全国，11)三室式电渗析法处理含Na2SO4 废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd 均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的 Na和 SO24 可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是()A.通电后中间隔室的 SO24 离子向正极迁移
11、，正极区溶液pH 增大B.该法在处理含 Na2SO4 废水时可以得到 NaOH 和 H2SO4产品C.负极反应为 2H2O4e=O24H，负极区溶液 pH降低D.当电路中通过 1 mol 电子的电量时，会有 0.5 mol 的 O2生成解析 电解池中阴离子向正极移动，阳离子向负极移动，即 SO24离子向正极区移动，Na 向负极区移动，正极区水电离的 OH发生氧化反应生成氧气，H留在正极区，该极得到 H2SO4 产品，溶液 pH 减小，负极区水电离的 H发生还原反应生成氢气，OH留在负极区，该极得到 NaOH 产品，溶液 pH 增大，故 A、C项错误，B 正确；该电解池相当于电解水，根据电解水的
12、方程式可计算出当电路中通过 1 mol 电子的电量时，会有 0.25 mol 的O2 生成，错误。答案 B 易错点三 电解过程中常出现的理解误区 1.铁作电解池的阳极时，铁失去电子生成Fe2而不是Fe3。2.电解时的氧化产物或还原产物能与电解质溶液中的微粒发生反应时，要将该微粒写入电极反应式中，否则会造成错误。如用Al作阳极电解NaOH溶液时的阳极反应式为Al3e4OH=2H2O。3.用惰性电极电解饱和食盐水后，误认为要想恢复至原状需加入适量盐酸，其实不然，应该通入HCl气体。4.误认为电解熔融的AlCl3可以制备Al，其实不然，因为AlCl3是共价化合物，熔融状态不导电，不能被电解，应该电解
13、熔融的氧化铝制备铝。AlO25.不清楚多池串联情况，多池串联时若有外加电源则整套装置都是电解池；若无外加电源，则一般含最活泼金属的装置为原电池，其余为电解池；但当其中两池的最活泼金属相同时则两极间金属性差别大的为原电池，其余为电解池。易错训练3(2014广东理综，11)某同学组装了如图所示的电化学装置，电极为Al，其他电极均为Cu，则()A.电流方向：电极电极 B.电极发生还原反应 C.电极逐渐溶解 D.电极的电极反应：Cu22e=Cu 解析 电极为Al，其他电极均为Cu，可判断，是原电池的负极，是原电池的正极，是电解池的阳极，是电解池的阴极，A项，外电路电流方向是从正极流向负极，即电极电极，
14、正确；B项，负极发生氧化反应，错误；C项，正极上的电极反应为Cu22e=Cu，电极有Cu析出逐渐加重，错误；D项，阳极的电极反应为Cu2e=Cu2，错误。答案 A 易错点四 不会正确判断析氢腐蚀和吸氧腐蚀 判断析氢腐蚀与吸氧腐蚀的依据 正确判断“介质”溶液的酸碱性是分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀的关键。潮湿的空气、中性溶液发生吸氧腐蚀；NH4Cl溶液、稀H2SO4等酸性溶液发生析氢腐蚀。易错训练4(2016浙江省余杭区高二上期末)铁及其化合物与生产、生活关系密切。图中是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。(1)该电化学腐蚀称为_。(2)图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是_(填字母)。解析(1)铁闸门在海水中主要发生吸氧腐蚀。(2)B点既满足与电解质溶液接触，同时含氧量较大，因此发生腐蚀速率最快。答案(1)吸氧腐蚀(2)B
