高三化學第一輪復習：電解池-金屬的電腐蝕與防護(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，兩池的電極反應式正好相反，即電解池的陰極反應式對應于原電池的負極反應的逆反應式，電解池的陽極反應式對應于原電池正極反應的逆反應式，但電解池反應與原電池反應并不是相應的可逆反應。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)溶液復原pH電解質(zhì)濃度電解對象電解質(zhì)溶液電極反應特點類型加氯化銅－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)溶液復原pH電解質(zhì)濃度電解對象電解質(zhì)溶液電極反應特點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)溶液復原pH電解質(zhì)濃度電解對象電解質(zhì)溶液電極反應特點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)溶液復原pH電解質(zhì)濃度電解對象電解質(zhì)溶液電極反應特點類型17

特別提醒

電解后要恢復原電解質(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，因為Cu（OH）2與生成的H2SO4反應后使水量增加。類型化學物質(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鋅石墨負極CuSO4B石墨石墨負極NaOHC銀鐵正極AgNO3D銅石墨負極CuCl223遷移應用2

某研究性學習小組進行電化學實驗，研究裝置如圖所示。有關說法不正確的是 （）A.鎂為負極B.原電池中碳極的電極反應式為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極，由于電解液中Fe3+的氧化性強于H+，因此正極上Fe3+先發(fā)生還原反應生成Fe2+（在酸性條件下不能生成Fe），選項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，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)，因為失去電子的能力比銅 弱，難以在陽極失去電子變成陽離子而溶解，所以 當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。指點迷津總方程式陽極、陰極反應式冶煉鈉_____________________________________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能轉變成電能的裝置將電能轉變成化學能的裝置應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）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電極名稱負極：氧化反應，金屬失電子正極：還原反應，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，溶液中的子，或電極金應，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）電子流向負極正極電源負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、負極的電極反應得、失電子數(shù)相等。（2）同一電解池的陰極、陽極電極反應中得、失電子數(shù)相等。（3）串聯(lián)電路中的各個電極反應得、失電子數(shù)相等。上述三種情況下，在寫電極反應式時，得、失電子數(shù)要相等；在計算電解產(chǎn)物的量時，應按得、失電子數(shù)相等計算。47【典例導析3】關于如圖所示各裝置的敘述中，正確的是 （ ）48A.裝置①是原電池，總反應是：Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+B.裝置①中，鐵作負極，電極反應式為：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Fe比Cu活潑，總反應為Fe+2Fe3+3Fe2+；B項Fe為負極，發(fā)生的電極反應為Fe-2e-Fe2+；C項電泳時,Fe（OH）3膠粒帶正電移向石墨Ⅱ電極；D項根據(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為是原電池與電解池的統(tǒng)一體，當電池放電時即為原電池，負極失電子，發(fā)生氧化反應，正極得電子，發(fā)生還原反應；電池充電時即為電解池，陰極與直流電源的負極相連，發(fā)生還原反應;陽極與直流電源的正極相連,發(fā)生氧化反應。50遷移應用7

如圖所示，a、b是多孔石墨電極，某同 學按圖示裝置進行如下實驗：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A的指針有偏轉。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極上的電極反應式為：2H++2e- H2↑C.斷開K2，閉合K1時，a極上的電極反應式為：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，相當于電解了水，A項正確；a極的電極反應式為4OH--4e-O2↑+2H2O,C項正確;當斷開K1，閉合K2時，該裝置為原電池，a極為正極，電極反應式為：O2+4e-+2H2O 4OH-,b極為負極，電極反應式為：2H2+4OH--4e-2H2O，故D項正確；B項錯誤。答案

B53遷移應用8

如圖所示，甲池中電池反應式為

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”），電極材料為

，發(fā)生

（填“氧化”或“還原”）反應。（2）寫出乙池的電極反應式：陽極反應式為

；陰極反應式為

。（3）A電極質(zhì)量減少0.64g時，此時乙池中電解液的pH為

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

L。55（4）在實驗中，欲從甲池反應后的廢液中回收銅，并重新制得純凈的FeCl3溶液，簡述操作步驟及有關反應原理（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-類型化學腐蝕電化學腐蝕條件金屬跟________________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