电解和金属腐蚀

类 型
电极反应 特点
电解质 溶液
电解 对象
电解 质 浓度
pH
电解 质溶 液复 原
电 解 水 型
阴极：4H＋＋
4e－===2H2↑ 阳极：4OH－ －4e－=== 活泼金属的 2H2O＋O2↑ 含氧酸盐(如 Na2SO4)
强碱(如 NaOH) 含氧酸(如 H2SO4)
水 水
增大 增大
增 大 减 小
不 变
AБайду номын сангаас
气体
高三一轮
[典题示例]
1．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：
4OH －4e ===O2↑＋ 阳极反应式： _________________________ ； 2H2O
4Ag ＋4e ===4Ag 阴极反应式：___________________ ；
总方程式 冶炼 钠 冶炼 镁 冶炼 铝 阳极、阴极反应式
－－2e－===Cl ↑ 电解 2Cl 2 __________________ 2NaCl(熔融) ===== ＋＋2e－===2Na ___________________ 2Na 2Na＋Cl2↑
电解 MgCl2(熔融) ===== Mg＋Cl2↑
2．电化学原理广泛用于工业生产中，如有一种电化学净水法的 原理是： 在电解过程中将低价金属离子(如 Co2＋)氧化成高价态 的离子(Co3＋)，然后以此高价态的金属离子作 氧化剂把废水中的有机物氧化成 CO2 而净化。 实验室用如图装置模拟上述过程，下列说法正 确的是 ( ) A．电极 a 可以是石墨，电极 b 可以是铜 B．电解后阴极附近 H＋浓度不变 C．Co3 氧化甲醇的离子方程式为：6Co3 ＋CH3OH＋
－ － － － －
3＋
2＋
＋
2＋
＋
3＋
2＋
＋
液中含氧酸根离子不放电)。
(4)分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意 遵循原子守恒和电荷守恒。
(5)最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。
2．注意问题
(1)书写电解池中电极反应式时，要以实际放电的离子表示， 但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成分子式。
电解 电解质
对象
浓度
电解质
溶液
pH
溶
液复原
放 H2 生碱 型
放电 H2生成碱 阳极：电 解质阴离 子放电
活泼金属 的无氧酸 盐(如 NaCl)
电解 质和 水
生成 新电 解质
增
通入氯 化氢气 体
大
类型
电极反应 特点
阴极：电解
电解质 电解 电解质 溶液
不活泼金 属的含氧 酸盐(如 对象
电解质
浓度
pH
溶 液复原
电解 ＋ ＋ 总反应离子方程式： __________________________________ 4Ag ＋2H2O=====4Ag＋O2↑＋4H。
＋ －
－
－
(2)用惰性电极电解 MgCl2 溶液
2Cl －2e ===Cl 阳极反应式：_________________ ； 2↑
－
－
2H ＋2e ===H2↑； 阴极反应式：_________________
－3
D．1× 10
－7
2．(2015· 六盘水质检)用惰性电极电解400 mL一定浓度的硫酸铜 溶液(不考虑电解过程中溶液体积的变化)，通电一段时间后进 行如下操作。
(1)如果向所得的溶液中加入0.1 mol CuO后，使溶液恰好恢复
0.2 到电解前的浓度和pH，电解过程中转移的电子为______mol 。
起 氧化还原反应 的过程。
2．电解池(也叫电解槽) (1)概念：
电解池是把 电能转变为化学能 的装置。
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(如图)：
(2)构成条件：
电解 总反应方程式：Cu ＋2Cl =====Cu＋Cl2↑
[典题示例] 1．将两个铂电极插入500 mL CuSO4溶液中进行电解，通电一
定时间后，某一电极增重0.064 g(设电解时该电极无氢气析 出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢离子浓 度约为 A．4×10 C．1×10
－3
( mol/L mol/L B．2× 10
－3
)
mol/L mol/L
加水 加水
水
增大
加水
类型
电极反应
电解质
电解
电解 质 浓度
电解质
特点
溶液
对象
pH
溶 液复原
电解质电
无氧酸
电解 离出的阴、 (如HCl) 电解 阳离子分 质型 别在两极
放电
电解质 减小
增 大
通入氯
化氢气
体 加氯化 铜
不活泼金属
的无氧酸盐 (如CuCl2)
电解 质
减小
－
类型
电极反应 电解质
特点
阴极：H2O
还原剂 填 面形成的镀层。若用铜盐进行化学镀铜，应选用________(
2＋
－
(4)电子和离子移动方向：
①电子：从电源 极流向电解池的 阴极；从电解池的 极流
负
阳
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。
[高考考查层面]
命题点1 电解方程式的书写
1．方法步骤
(1)首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电 极。
(2)再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组(勿 忘水溶液中的H 和OH )。
Ⅱ.用 Al 单质作阳极，石墨作阴极，NaHCO3 溶液作电解液 进行电解，生成难溶物 R，R 受热分解生成化合物 Q。写出
－
＋
＋3HCO3 －3e ===Al(OH)3 阳极生成 R 的电极反应式：Al __________________________
＋ 3CO2↑ 。 _________
－
－
＋ ＋
H2O===CO2↑＋6Co2＋＋6H＋ D．当 1 mol 甲醇被完全氧化时，阳极应该失去 4 mol 电子
命题点 2 电解原理在计算中的应用
根据电解原理进行的相关计算主要包括以下几个方面，根 据直流电源提供的电量求产物的量(析出固体的质量、产生气体 的体积等)、溶液的pH、相对原子质量或某元素的化合价、化学 式等。具体解题方法主要有以下三种：
－
(3)应用：氯碱工业制烧碱、氯气和氢气。
2．电镀和电解精炼铜
电镀
(Fe上镀Cu) 电极 电解精炼铜
材料 阳
极 电极 反应
_____( 粗铜 含Zn、Fe、Ni、Ag、Au 镀层金属铜 ___________
等杂质)
Cu－2e－===Cu2＋ Cu－2e－ ===Cu2＋ Zn－2e－===Zn2＋ Fe－2e－===Fe2＋ Ni－2e－===Ni2＋
[高考考查层面]
命题点1 电解原理在工业中的应用
1．利用如图所示装置，当X、Y选用不同材料时，可将电解原 理广泛应用于工业生产。下列说法中正确的是 A．氯碱工业中，X、Y均为石墨，X附近能 得到氢氧化钠 B．铜的精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是 CuSO4 C．电镀工业中，X是待镀金属，Y是镀层金属 D．外加电流的阴极保护法中，Y是待保护金属 ( )
)
2．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 ( )
a极板 b极板 x电极 A B C D 锌 石墨 银 铜 石墨 石墨 铁 石墨 负极 负极 正极 负极
z溶液 CuSO4 NaOH AgNO3 CuCl2
考点二 | 电解原理的应用
＋
－
电解 总反应离子方程式： ____________________________________ Mg ＋2Cl ＋2H2O=====Mg(OH)2↓＋ Cl 2↑＋H2↑ ____________ 。
2＋
－
(3)用铁作电极电解 NaCl 溶液
Fe－2e ===Fe ； 阳极反应式：_________________
2H ＋2e ===H2↑ ； 阴极反应式：_________________
电解 总化学方程式：Fe ________________________________ ＋2H2O=====Fe(OH)2↓＋H2↑ 。
＋ －
－
2＋
(4)用铜作电极电解盐酸溶液
－2e ===Cu ； 阳极反应式：Cu _________________ ＋ － 2H ＋2e ===H2↑ 阴极反应式：__________________；
放O2 质阳离子放
生酸 电；阳极：
电解
质和 水
生成
新电
减小
加氧 化铜
型
H2O放 O2生成酸
CuSO4)
解质
[考点达标层面]
1.(2013· 浙江高考)电解装置如图所示，电解槽内装有 KI 及淀粉 溶液， 中间用阴离子交换膜隔开。 在一定的电压下通电， 发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。
电解 2Al2O3(熔融) ===== 4Al＋3O2↑
－－2e－===Cl ↑ 2Cl __________________ 2
__________________ 2＋＋2e－===Mg Mg
2－－12e－===3O ↑ 6O ___________________ 2
____________________ 3＋＋12e－===4Al 4Al
(1)电极反应：阳极：2Cl －2e ===Cl2↑( 氧化 反应)