高三化學(xué)第一輪復(fù)習(xí)：電解池-金屬的電腐蝕與防護(hù)(人教版)

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可充電電池放電時作原電池，充電時作電解池，兩池的電極反應(yīng)式正好相反，即電解池的陰極反應(yīng)式對應(yīng)于原電池的負(fù)極反應(yīng)的逆反應(yīng)式，電解池的陽極反應(yīng)式對應(yīng)于原電池正極反應(yīng)的逆反應(yīng)式，但電解池反應(yīng)與原電池反應(yīng)并不是相應(yīng)的可逆反應(yīng)。特別提醒加水不變增大水活潑金屬的含氧酸鹽(如Na2SO4)加水減小增大水含氧酸(如H2SO4)加水增大增大水強(qiáng)堿(如NaOH)陰極：4H＋＋4e－===2H2↑陽極：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑電解水型電解質(zhì)溶液復(fù)原pH電解質(zhì)濃度電解對象電解質(zhì)溶液電極反應(yīng)特點(diǎn)類型加氯化銅－減小電解質(zhì)不活潑金屬的無氧酸鹽(如CuCl2)通入氯化氫氣體增大減小電解質(zhì)無氧酸(如HCl)電解質(zhì)電離出的陰、陽離子分別在兩極放電電解電解質(zhì)型電解質(zhì)溶液復(fù)原pH電解質(zhì)濃度電解對象電解質(zhì)溶液電極反應(yīng)特點(diǎn)類型通入氯化氫氣體增大生成新電解質(zhì)電解質(zhì)和水活潑金屬的無氧酸鹽(如NaCl)陰極：H2O放H2生成堿陽極：電解質(zhì)陰離子放電放H2生堿型電解質(zhì)溶液復(fù)原pH電解質(zhì)濃度電解對象電解質(zhì)溶液電極反應(yīng)特點(diǎn)類型加氧化銅減小生成新電解質(zhì)電解質(zhì)和水不活潑金屬的含氧酸鹽(如CuSO4)陰極：電解質(zhì)陽離子放電陽極：H2O放O2生成酸放O2生酸型電解質(zhì)溶液復(fù)原pH電解質(zhì)濃度電解對象電解質(zhì)溶液電極反應(yīng)特點(diǎn)類型17

特別提醒

電解后要恢復(fù)原電解質(zhì)溶液的濃度，需加適量的某物質(zhì)，該物質(zhì)可以是陰極與陽極產(chǎn)物的化合物，例如用惰性電極電解CuSO4，要恢復(fù)原溶液的濃度，可向電解后的溶液中加入CuO，也可以加入CuCO3，但不能加入Cu（OH）2，因?yàn)镃u（OH）2與生成的H2SO4反應(yīng)后使水量增加。類型化學(xué)物質(zhì)pH變化放O2生酸型CuSO4、AgNO3、Cu(NO3)2降低放H2生堿型KCl、CaCl2升高電解電解質(zhì)型CuCl2升高HCl升高電解H2O型NaNO3、Na2SO4、K2SO4不變KOH升高HNO3降低a極板b極板x電極z溶液A鋅石墨負(fù)極CuSO4B石墨石墨負(fù)極NaOHC銀鐵正極AgNO3D銅石墨負(fù)極CuCl223遷移應(yīng)用2

某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行電化學(xué)實(shí)驗(yàn)，研究裝置如圖所示。有關(guān)說法不正確的是 （）A.鎂為負(fù)極B.原電池中碳極的電極反應(yīng)式為Fe3++e-Fe2+C.電解池中陽極處先變紅D.電解池中陰極的電極反應(yīng)式為2H++2e-H2↑24

解析

整套電路中無外接電源，因此有一裝置是原電池裝置，右池兩個電極都是惰性電極，不符合原電池的構(gòu)成條件，可知左池為原電池裝置，右池為電解池裝置。左池中活潑金屬鎂作為負(fù)極，由于電解液中Fe3+的氧化性強(qiáng)于H+，因此正極上Fe3+先發(fā)生還原反應(yīng)生成Fe2+（在酸性條件下不能生成Fe），選項(xiàng)A和B均正確；電解池中陽極I-先放電生成I2，因此陽極處先觀察到溶液呈藍(lán)色，陰極上H+放電，破壞了水的電離平衡，使溶液顯堿性，陰極處溶液先變紅。

答案

C電鍍(Fe上鍍Cu)電解精煉銅陽極電極材料________________(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等雜質(zhì))電極反應(yīng)Cu－2e－===Cu2＋Cu－2e－===Cu2＋Zn－2e－===Zn2＋Fe－2e－===Fe2＋Ni－2e－===Ni2＋鍍層金屬銅粗銅電鍍(Fe上鍍Cu)電解精煉銅陰極電極材料_________________電極反應(yīng)Cu2＋＋2e－===Cu電解質(zhì)溶液________________電解精煉銅時，粗銅中的Ag、Au等不反應(yīng)，沉積在電解池底部形成________待鍍金屬Fe純銅含Cu2＋的鹽溶液陽極泥28

粗銅中往往含有鋅、鐵、鎳、銀、金 等多種金屬雜質(zhì)，當(dāng)含雜質(zhì)的銅在陽極不斷溶解 時，金屬活動性位于銅之前的金屬雜質(zhì)，如Zn、

Fe、Ni等也會同時失去電子，但是它們的陽離子比 銅離子難以還原，所以它們并不能在陰極析出，而 只能以離子的形式留在電解液里；金屬活動性位于 銅之后的銀、金等雜質(zhì)，因?yàn)槭ル娮拥哪芰Ρ茹~ 弱，難以在陽極失去電子變成陽離子而溶解，所以 當(dāng)陽極的銅等失去電子變成陽離子溶解之后，它們 以金屬單質(zhì)的形式沉積在電解槽底，形成陽極泥。指點(diǎn)迷津總方程式陽極、陰極反應(yīng)式冶煉鈉_____________________________________冶煉鎂____________________________________冶煉鋁_______________________________________2Cl－－2e－===Cl2↑2Na＋＋2e－===2Na2Cl－－2e－===Cl2↑Mg2＋＋2e－===Mg6O2－－12e－===3O2↑4Al3＋＋12e－===4Al43要點(diǎn)三原電池、電解池、電鍍池的比較原電池電解池電鍍池定義將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其他金屬的裝置裝置舉例44形成條件①活動性不同的兩電極（連接）②電解質(zhì)溶液（電極插入其中，并與電極發(fā)生自發(fā)反應(yīng)）③形成閉合電路①兩電極接直流電源②兩電極插入電解質(zhì)溶液③形成閉合電路①鍍層金屬接電源正極，待鍍金屬接電源負(fù)極②電鍍液必須含有鍍層金屬的離子（電鍍過程濃度不變）45電極名稱負(fù)極：氧化反應(yīng)，金屬失電子正極：還原反應(yīng)，溶液中的陽離子得電子或者氧氣得電子(吸氧腐蝕)陽極：氧化反應(yīng)，溶液中的子，或電極金應(yīng)，溶液中的陽離子得電子陽極：金屬電極失電子陰極：電鍍液中鍍層金屬陽離子得電子（在電鍍控制的條件下，水電離產(chǎn)生的H+或OH-一般不放電）電子流向負(fù)極正極電源負(fù)極陰極電源正極陽極同電解池陰離子失電屬失電子陰極：還原反46

特別提醒

（1）同一原電池的正、負(fù)極的電極反應(yīng)得、失電子數(shù)相等。（2）同一電解池的陰極、陽極電極反應(yīng)中得、失電子數(shù)相等。（3）串聯(lián)電路中的各個電極反應(yīng)得、失電子數(shù)相等。上述三種情況下，在寫電極反應(yīng)式時，得、失電子數(shù)要相等；在計(jì)算電解產(chǎn)物的量時，應(yīng)按得、失電子數(shù)相等計(jì)算。47【典例導(dǎo)析3】關(guān)于如圖所示各裝置的敘述中，正確的是 （ ）48A.裝置①是原電池，總反應(yīng)是：Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+B.裝置①中，鐵作負(fù)極，電極反應(yīng)式為：Fe3++e-Fe2+C.裝置②通電一段時間后石墨Ⅱ電極附近溶液紅褐色加深D.若用裝置③精煉銅，則d極為粗銅，c極為純銅，電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液解析

A項(xiàng)Fe比Cu活潑，總反應(yīng)為Fe+2Fe3+3Fe2+；B項(xiàng)Fe為負(fù)極，發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe-2e-Fe2+；C項(xiàng)電泳時,Fe（OH）3膠粒帶正電移向石墨Ⅱ電極；D項(xiàng)根據(jù)電流方向，c極為粗銅，d極為純銅。答案

C49

規(guī)律方法可充電電池可以認(rèn)為是原電池與電解池的統(tǒng)一體，當(dāng)電池放電時即為原電池，負(fù)極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，正極得電子，發(fā)生還原反應(yīng)；電池充電時即為電解池，陰極與直流電源的負(fù)極相連，發(fā)生還原反應(yīng);陽極與直流電源的正極相連,發(fā)生氧化反應(yīng)。50遷移應(yīng)用7

如圖所示，a、b是多孔石墨電極，某同 學(xué)按圖示裝置進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：斷開K2，閉合K1一段時 間，觀察到兩支玻璃管內(nèi)都有氣泡將電極包圍，此時 斷開K1，閉合K2，觀察到電流計(jì)A的指針有偏轉(zhuǎn)。下列說法不正確的是 （ ）51A.斷開K2，閉合K1一段時間，溶液的pH變大B.斷開K1，閉合K2時，b極上的電極反應(yīng)式為：2H++2e- H2↑C.斷開K2，閉合K1時，a極上的電極反應(yīng)式為：4OH--4e- O2↑+2H2OD.斷開K1，閉合K2時，OH-向b極移動52解析

該題為原電池及電解池的綜合考查題。當(dāng)斷開K2，閉合K1時為電解池，此時根據(jù)電源判斷a極為陽極，b極為陰極，相當(dāng)于電解了水，A項(xiàng)正確；a極的電極反應(yīng)式為4OH--4e-O2↑+2H2O,C項(xiàng)正確;當(dāng)斷開K1，閉合K2時，該裝置為原電池，a極為正極，電極反應(yīng)式為：O2+4e-+2H2O 4OH-,b極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為：2H2+4OH--4e-2H2O，故D項(xiàng)正確；B項(xiàng)錯誤。答案

B53遷移應(yīng)用8

如圖所示，甲池中電池反應(yīng)式為

2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+，已知B電極質(zhì)量不變，C、D為石墨電極，乙池中為200mL飽和NaCl溶液。54回答下列問題：（1）A極為

極（填“正”或“負(fù)”），電極材料為

，發(fā)生

（填“氧化”或“還原”）反應(yīng)。（2）寫出乙池的電極反應(yīng)式：陽極反應(yīng)式為

；陰極反應(yīng)式為

。（3）A電極質(zhì)量減少0.64g時，此時乙池中電解液的pH為

（忽略反應(yīng)過程中溶液體積的變化）,C電極上產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為

L。55（4）在實(shí)驗(yàn)中，欲從甲池反應(yīng)后的廢液中回收銅，并重新制得純凈的FeCl3溶液，簡述操作步驟及有關(guān)反應(yīng)原理（用離子方程式表示）

。解析（1）由于B電極質(zhì)量不變，則A極材料為Cu，B極為正極。（2）乙池電解飽和NaCl溶液，且C為陽極，D為陰極。（3）A極質(zhì)量減少0.64g，電子轉(zhuǎn)移0.02mol，則乙池產(chǎn)生0.02molOH-，生產(chǎn)0.01molH2。（4）可利用Fe置換出Cu,再用Cl2將Fe2+氧化即可。56答案

（1）負(fù)銅氧化（2）2Cl--2e-Cl2↑2H++2e-H2↑（3）130.224（4）在廢液中加入足量的鐵屑，過濾后在濾渣中加入足量的鹽酸，過濾回收銅，將兩次濾液合并通入足量Cl2，即得到FeCl3溶液。Fe+Cu2+Fe2++Cu,2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件金屬跟________________接觸不純金屬或合金跟___________接觸現(xiàn)象__電流產(chǎn)生________電流產(chǎn)生本質(zhì)金屬被_____較活潑金屬被_____聯(lián)系兩者往往同時發(fā)生，_______腐蝕更普遍非金屬單質(zhì)直接