【2026版高考总复习红与勾讲与练化学电子版第七章第34讲电解池金属的腐蚀与防护

1.理解电解池的构成、工作原理,能书写电极反应式和总反应方程式。2.掌握氯碱工业、电解精炼、电镀、电冶金等的反应原理。3.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。
考点一 电解原理

1.电解和电解池
(1)电解:使电流通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阳极、阴极引起氧化还原反应的过程。
(2)电解池:把电能直接转化为化学能的装置。
(3)电解池的构成
①外接直流电源;②两个电极;③电解质溶液或熔融电解质;④形成闭合回路。
2.电解池的工作原理示意图(以电解CuCl2溶液为例)

3.阴、阳极上离子的放电顺序
溶液中离子放电顺序遵循氧化还原反应的优先规律,即得(失)电子能力强的离子先放电。另外,电极材料和离子浓度也会影响放电顺序。
(1)阳极:①活性电极(除Au、Pt以外的金属材料作电极),电极材料失电子,生成金属阳离子。
②惰性电极(Pt、Au、石墨),溶液中阴离子放电,常见阴离子的放电顺序:S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子。
(2)阴极:溶液中阳离子放电,常见阳离子放电顺序为Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+。
4.用惰性电极电解下列电解质溶液,按要求填写表格,并总结电解规律
|
电解质 |
电极反应式或总反应式 |
溶液pH变化 |
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H2SO4 |
阳极:2H2O-4e-===O2↑+4H+ |
减小 |
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NaOH |
阴极:2H2O+2e-===H2↑+2OH- |
增大 |
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KNO3 |
总反应式:2H2O电解2H2↑+O2↑ |
不变 |
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AgNO3 |
阴极:Ag++e-===Ag 阳极:2H2O-4e-===O2↑+4H+ 总反应式:4AgNO3+2H2O电解4Ag+O2↑+4HNO3 |
减小 |
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HCl |
阳极:2Cl--2e-===Cl2↑ 阴极:2H++2e-===H2↑ 总反应式:2HCl电解H2↑+Cl2↑ |
增大 |
总结 通过以上分析,可得如下规律:
(1)电解实质为电解水的有含氧酸、可溶性强碱、活泼金属含氧酸盐。
(2)电解实质为电解溶质本身的有无氧酸、不活泼金属无氧酸盐。
(3)电解生成H2和碱的有活泼金属无氧酸盐。
(4)电解生成O2和酸的有不活泼金属含氧酸盐。

正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)电解质溶液导电、金属导电都是物理变化。(×)
(2)电解过程中电子流动方向为负极→阴极→电解质溶液→阳极→正极。(×)
(3)电解池中的阳极和直流电源中的负极均发生氧化反应。(√)
(4)电解稀硫酸制备H2、O2时用Cu作电极。(×)
(5)电解盐酸、稀硫酸过程中H+放电,溶液pH逐渐变大。(×)

题组一 电解原理及规律
1.用Pt电极电解饱和Na2CO3溶液的装置如图,两极均有气体生成,c电极附近产生可燃性气体,澄清石灰水无浑浊现象。下列说法正确的是( D )

A.a为电源正极
B.c电极附近生成了CH4
C.电子的流动方向:c→溶液→d
D.反应后恢复到原温度,溶液pH不变
解析:用Pt电极电解饱和Na2CO3溶液,阳极是水电离的OH-放电,电极反应式为4OH--4e-===2H2O+O2↑,阴极是水电离的H+放电,电极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH-,c电极附近产生可燃性气体,则c电极为阴极,d电极为阳极,a为电源负极,b为电源正极。
2.以惰性电极电解100 mL 0.05 mol·L-1 CuSO4溶液。
(1)阳极产生56 mL(标准状况下)气体时,所得溶液的pH为1(不考虑溶液体积变化),要使溶液恢复到电解前的状态,可加入0.4(或0.62) g的CuO(或CuCO3)物质。
(2)继续通电电解,此时被电解的物质为水(或H2O),若加入0.005 mol Cu(OH)2可使溶液复原,则电路中转移的电子为0.02 mol。
解析:(1)阳极生成O2 56 mL(标准状况)即0.002 5 mol,依据总反应式,2CuSO4+2H2O电解2Cu+O2↑+2H2SO4,溶液中生成0.01 mol H+,c(H+)=0.1 mol·L-1,pH=1;电解生成0.002 5 mol O2 和0.005 mol Cu,故要使溶液复原可加0.005 mol CuO,质量为0.4 g,或加0.005 mol CuCO3,质量为0.62 g。(2)继续通电电解,电解质为H2SO4溶液,故实际被电解的物质为H2O;加入0.005 mol Cu(OH)2可使溶液复原,相当于加入0.005 mol CuO和0.005 mol H2O,故转移电子为(0.005×2+0.005×2) mol=0.02 mol。

分析电解过程的思维流程

题组二 电极反应式的书写
3.(1)用惰性电极电解MgCl2溶液。

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