高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)講練測(cè)第19講電解池金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)（講）（原卷版+答案解析）

第19講電解池金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)

目錄

第一部分：網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建(總覽全局)

第二部分：知識(shí)點(diǎn)精準(zhǔn)記憶

第三部分：典型例題剖析

高頻考點(diǎn)1考查電解規(guī)律及電極產(chǎn)物的判斷

高頻考點(diǎn)2考查電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)與正誤判斷

高頻考點(diǎn)3考查電解原理的應(yīng)用

高頻考點(diǎn)4考查金屬腐蝕與防護(hù)

高頻考點(diǎn)5考查電子守恒在電化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用

正文

第一部分：網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建(總覽全局)

概念

化學(xué)腐蝕

裝置特點(diǎn)

金屬腐蝕

析氫腐蝕

電解池形成條件

吸氧腐蝕____~

>反應(yīng)原理

噴油漆

電解水型

涂油脂、

金屬腐蝕

■加保護(hù)層電解電解溶質(zhì)型

電鍍、噴鍍，與防護(hù)電解規(guī)律

析氫生畸型

表面鈍化/

放氧生酸型

犧牲陽(yáng)極的陰

金屬防護(hù)電解飽和食鹽水

極保護(hù)法

,電化學(xué)保護(hù)法電鍍

外加電源的應(yīng)用

陰極保護(hù)法電解精煉銅

改變金屬結(jié)構(gòu)電冶煉金屬

第二部分：知識(shí)點(diǎn)精準(zhǔn)記憶

知識(shí)點(diǎn)一電解的原理

1.電解和電解池

(1)電解：在電流作用下，電解質(zhì)在兩個(gè)電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過(guò)程。

(2)電解池：電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。

(3)電解池的構(gòu)成

①有與電源相連的兩個(gè)電極。

②電解質(zhì)溶液(或熔融電解質(zhì))。

③形成閉合回路。

2.電解池的工作原理

（1）電極名稱及電極反應(yīng)式（電解CuCb溶液為例）

總反應(yīng)式：CuCL三三Cu+CLT

⑵電解過(guò)程的三個(gè)流向

+

氧化反應(yīng)

子

①電子流向：電源負(fù)極-電解池陰極；電解池的陽(yáng)極一電源的正極;

②離子流向：陽(yáng)離子T電解池的陰極，陰離子一電解池的陽(yáng)極。

③電流方向：電源正極T電解池陽(yáng)極-電解質(zhì)溶液一陰極T負(fù)極。

3.電極產(chǎn)物判斷

（1）陽(yáng)極產(chǎn)物的判斷

①活性電極（除Au、Pt以外的金屬材料作電極），電極材料失電子，生成金屬陽(yáng)離子。

②惰性電極（Pt、Au、石墨），要依據(jù)陰離子的放電順序加以判斷。

陰離子的放電順序：

活潑電極>52一>「>：6廣>?！?gt;01{—>含氧酸根離子。

S2-、「、B「、C「放電，產(chǎn)物分別是S、L、Br2、Cl2；若OH一放電，則得到HzO和。2。

（2）陰極產(chǎn)物的判斷

直接根據(jù)陽(yáng)離子放電順序進(jìn)行判斷。

陽(yáng)離子放電順序：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Fe2+>Zn2+>H+（水）>AF+>Mg2+。

①若金屬陽(yáng)離子（Fe3+除外）放電，則得到相應(yīng)金屬單質(zhì)；若H+放電，貝IJ得到H2。

②放電順序本質(zhì)遵循氧化還原反應(yīng)的優(yōu)先規(guī)律，即得（失）電子能力強(qiáng)的離子先放電。

4.電極反應(yīng)式、電解方程式的書(shū)寫(xiě)

（1）首先判斷陰、陽(yáng)極，分析陽(yáng)極材料是惰性電極還是活潑電極。

（2）再分析電解質(zhì)水溶液的組成，找全離子并分陰離子、陽(yáng)離子兩組（不要忘記水溶液中的H+和OH）。

(3)然后排出陰、陽(yáng)兩極的放電順序：

陰極：陽(yáng)離子放電順序：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Fe2+>Zn2+>H+(水)>AF+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。

陽(yáng)極：活潑電極>52->1->8d>口->011->含氧酸根離子。

(4)分析電極反應(yīng)，判斷電極產(chǎn)物，寫(xiě)出電極反應(yīng)式，要注意遵循原子守恒和電荷守恒。

(5)最后寫(xiě)出電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式或離子方程式，并注明“電解”條件。

【特別提醒】①陰極不管是什么材料，電極本身都不反應(yīng)，一定是溶液(或熔融電解質(zhì))中的陽(yáng)離子放電，注

意離子導(dǎo)體(電解質(zhì))是水溶液還是非水狀態(tài)。②陽(yáng)極材料不同，電極產(chǎn)物、電極反應(yīng)式可能不同，最常用、

+2++

最重要的放電順序?yàn)殛?yáng)極：COOH；陰極：Ag>Cu>Ho③電解水溶液時(shí)，K+?AF+不可能在陰極放

電，即不可能用電解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金屬。④書(shū)寫(xiě)電解池中的電極反應(yīng)式時(shí)，要

以實(shí)際放電的離子表示，但書(shū)寫(xiě)總電解反應(yīng)方程式時(shí)，弱電解質(zhì)要寫(xiě)成分子式。⑤電解質(zhì)溶液中未參與放

電的離子是否與放電后生成的離子發(fā)生反應(yīng)(離子共存)。⑥要確保兩極電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相同，且注明條件“電

解

5.陰、陽(yáng)極的判斷方法

(1)根據(jù)外接電源:正極接陽(yáng)極，負(fù)極接陰極。

(2)根據(jù)電流方向:從陰極流出，從陽(yáng)極流入。

(3)根據(jù)電子流向:從陽(yáng)極流出，從陰極流入。

(4)根據(jù)離子移向:陰離子移向陽(yáng)極，陽(yáng)離子移向陰極。

(5)根據(jù)電極產(chǎn)物:陽(yáng)極——電極溶解、逸出。2(或陽(yáng)極區(qū)酸性增強(qiáng))或Cb；陰極——析出金屬、逸出氏(或陰極

區(qū)堿性增強(qiáng))。

(6)根據(jù)反應(yīng)類型:陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)。

6.用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律

(1)電解溶劑水型

電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液

電解質(zhì)類型電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式溶液pH

濃度復(fù)原

-

含氧酸，如H2s04陰極：4H2O+4e=2H2T+減小

可溶性強(qiáng)堿，如4OH-

增大

NaOH陽(yáng)極：2H2。一4—=O2f+4H增大加水

+

活潑金屬含氧酸

不變

鹽，如KNO3總反應(yīng)式：2H2?？涨?H2?+

02T

（2）電解溶質(zhì)型

電解質(zhì)電解質(zhì)

電解質(zhì)電極反應(yīng)式溶液

溶液溶液

類型及總反應(yīng)式PH

濃度復(fù)原

陰極:2H++2e-=H?

2通入

無(wú)氧酸，如

陽(yáng)極：

2Cr-2e"=Cl2T增大HC1

HC1

總反應(yīng)式：2HC1里鯉H2T+CI2T氣體

減小

2+

不活潑金屬陰極：Cu+2e-=Cu加入

陽(yáng)極：2Cr-2e"=Cl2T

無(wú)氧酸鹽，CuCl2

如CuC12總反應(yīng)式：CuCL里鰻Cu+Cl2T固體

（3）電解溶質(zhì)和溶劑水型，生成H2和堿（析氫生堿型）：

電解質(zhì)電解質(zhì)溶液溶液

電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式

（水溶液）濃度PH復(fù)原

陽(yáng)極：2c「一2屋=C12T

活潑金屬的無(wú)通入

陰極：2H2O+2e--H2f+2OH-生成新

氧酸鹽增大HC1

總反應(yīng)式：2c廠+2H2。"呈Cbf+H2T電解質(zhì)

（如NaCl）氣體

+20IT

（4）電解溶質(zhì)和溶劑水型，生成02和酸（放氧生酸型）

電解質(zhì)電極反應(yīng)式電解質(zhì)溶液溶液

（水溶液）及總反應(yīng)式濃度PH復(fù)原

陽(yáng)極：2H2。一4鼠=C）2T+4H+

不活潑金屬的

陰極：

2Cu2++4e—^=2Cu生成新力口CuO

含氧酸鹽［如減小

總反應(yīng)式：2Cu2++2H2。里鯉2Cu電解質(zhì)

或CuCO3

CuSO/J

+

+O2T+4H

知識(shí)點(diǎn)二電解原理的應(yīng)用

1.氯堿工業(yè)

陽(yáng)極反應(yīng)式：2c「一=C12f(氧化反應(yīng))

陰極反應(yīng)式：2H++2屋=田丁(還原反應(yīng))

總反應(yīng)方程式：

由解

2NaCl+2H2O=^^2NaOH+H2?+Cl2T

2.電鍍與電解精煉

電鍍電解精煉銅

示意圖銅片、

CuSO4

溶液

陽(yáng)極Cu_2e=Cu2+Zn—2e^^=Zn2+,Cu-2e^^=Cu2+

電極反應(yīng)

陰極Cu2++2e=CuCu2++2e^^=Cu

電解質(zhì)溶液的濃度變化CuSO4溶液的濃度不變CuSCU溶液的濃度變小

注意：電解精煉銅時(shí)，陽(yáng)極質(zhì)量減小，陰極質(zhì)量增加，溶液中的Cu2+濃度減小。粗銅中不活潑的雜質(zhì)(金

屬活動(dòng)性順序中位于銅之后的銀、金等)，在陽(yáng)極難以失去電子，當(dāng)陽(yáng)極上的銅失去電子變成離子之后，它

們以金屬單質(zhì)的形式沉積于電解槽的底部，成為陽(yáng)極泥。

3.電冶金

電解冶

冶煉鈉冶煉鎂冶煉鋁

煉

電極反陽(yáng)極：2--

陽(yáng)極：2Cr-2e-=Cl2T陽(yáng)極:2c1—2屋=C12T6O-12e^=3O2t

應(yīng)陰極：2Na++2e-=2Na陰極：Mg2++2e-=Mg陰極：4Al3++12e-=4Al

總反應(yīng)申解申解申解

2NaCl（熔融）-^2Na+Cl2TMgCL熔融—^Mg+CbT2AbChC熔融）-^4Al+302?

【特別提醒】⑴氯堿工業(yè)所用的飽和食鹽水需要精制，除去NaCl中混有的Ca2+、Mg2+>SOfo

(2)電鍍銅時(shí)，電解質(zhì)溶液中c(Cu2+)不變；電解精煉銅時(shí)，電解質(zhì)溶液中c(Cu2+)減小。

(3)電解熔融MgCb冶煉鎂，而不能電解MgO冶煉鎂，是因?yàn)镸gO的熔點(diǎn)很高；電解熔融AI2O3冶煉鋁,

而不能電解AlCb冶煉鋁，是因?yàn)锳lCb是共價(jià)化合物，其熔融態(tài)不導(dǎo)電。

知識(shí)點(diǎn)三金屬的腐蝕與防護(hù)

1.金屬腐蝕的本質(zhì)

金屬原子失去電子變?yōu)榻饘訇?yáng)離子，金屬發(fā)生氧化反應(yīng)。

2.金屬腐蝕的類型

(1)化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕

類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕

條件金屬跟非金屬單質(zhì)直接接觸不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸

現(xiàn)象無(wú)電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生

本質(zhì)金屬被氧化較活潑金屬被氧化

聯(lián)系兩者往往同時(shí)發(fā)生，電化學(xué)腐蝕更普遍

(2)析氫腐蝕與吸氧腐蝕(以鋼鐵的腐蝕為例)：

類型析氫腐蝕吸氧腐蝕

條件水膜酸性較強(qiáng)(pH/4.3)水膜酸性很弱或呈中性

負(fù)極Fe-2e-=Fe2+

電極反應(yīng)

正極2H++2―=H2T+2H2。+4屋=4OH-

總反應(yīng)式Fe+2H+=Fe2++Ht

22Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2

聯(lián)系吸氧腐蝕更普遍

【特別提醒】①電解原理引起的腐蝕,原電池原理引起的腐蝕〉化學(xué)腐蝕,有防腐措施的腐蝕。

②鋼鐵暴露在潮濕空氣中主要發(fā)生的是吸氧腐蝕，鐵銹的形成過(guò)程中主要發(fā)生的反應(yīng)為4Fe(OH)2+O2+

2H2O=4Fe(OH)3,2Fe(OH)3=Fe2O3^H2O(鐵銹)+(3-%)H20。

3.金屬的防護(hù)

(1)電化學(xué)防護(hù)

①犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法一原電池原理

a.負(fù)極：比被保護(hù)金屬活潑的金屬；

b.正極：被保護(hù)的金屬設(shè)備。

②外加電流的陰極保護(hù)法——電解原理

a.陰極：被保護(hù)的金屬設(shè)備；

b.陽(yáng)極：惰性金屬或石墨。

(2)改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如制成合金、不銹鋼等。

(3)加防護(hù)層，如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法。

【特別提醒】(1)鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，負(fù)極鐵去電子生成Fe2+,而不是生成Fe3+。

(2)金屬腐蝕時(shí)，電化學(xué)腐蝕與化學(xué)腐蝕往往同時(shí)存在，但前者更普遍，危害也更嚴(yán)重。

(3)銅暴露在潮濕的空氣中發(fā)生的是化學(xué)腐蝕，而不是電化學(xué)腐蝕，生成銅綠的化學(xué)成分是CU2(OH)2c03。

(4)兩種保護(hù)方法的比較：外加電流的陰極保護(hù)法比犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法保護(hù)效果好。

(5)金屬越活潑，就越容易失去電子而被腐蝕，金屬活動(dòng)順序表中位于氫前面和氫后面的金屬都能發(fā)生吸氧

腐蝕，但只有在金屬活動(dòng)順序表中氫前面的金屬才可能發(fā)生析氫腐蝕。

知識(shí)點(diǎn)四電化學(xué)有關(guān)計(jì)算

1.計(jì)算依據(jù)一三個(gè)相等

(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(yáng)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(gè)電極反應(yīng)得、失電子數(shù)相等。

上述三種情況下，在寫(xiě)電極反應(yīng)式時(shí)，得、失電子數(shù)要相等，在計(jì)算電解產(chǎn)物的量時(shí)，應(yīng)按得、失電子數(shù)

相等計(jì)算。

2.計(jì)算方法——三種常用方法

(1)根據(jù)總反應(yīng)式計(jì)算

先寫(xiě)出電極反應(yīng)式，再寫(xiě)出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比例式計(jì)算。

(2)根據(jù)電子守恒計(jì)算

①用于串聯(lián)電路中陰陽(yáng)兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計(jì)算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)

相等。

②用于混合溶液中分階段電解的計(jì)算。

(3)根據(jù)關(guān)系式計(jì)算

根據(jù)得失電子守恒定律建立起已知量與未知量之間的橋梁，構(gòu)建計(jì)算所需的關(guān)系式。

如以通過(guò)4moi曰為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式：

4

4e-2Cl2(Br2>12)-02?2H2?2Cu?4Ag?2M

'----------------------,_____________，________________M,

陽(yáng)極產(chǎn)物'陰極’產(chǎn)物

(式中M為金屬,n為其離子的化合價(jià)數(shù)值)

該關(guān)系式具有總攬電化學(xué)計(jì)算的作用和價(jià)值,熟記電極反應(yīng)，靈活運(yùn)用關(guān)系式便能快速解答常見(jiàn)的電化學(xué)計(jì)

算問(wèn)題。

提示：在電化學(xué)計(jì)算中，還常利用。="和。=〃(e-)xNAXl.60xl(r"c來(lái)計(jì)算電路中通過(guò)的電量。

第三部分：典型例題剖析

高頻考點(diǎn)1考查電解規(guī)律及電極產(chǎn)物的判斷

例1.(2023?安徽馬鞍山一模)NCb是一種黃色黏稠狀液體，可用于制備新型消毒劑C1O2,其制備裝置如圖所

示。下列說(shuō)法正確的是()

」卜

氯化鏤

氣體M一二||—和氯化

氫的混

合溶液

稀鹽酸隹三與M

質(zhì)子交換膜

A.Pt極發(fā)生氧化反應(yīng)，可用淀粉一KI試紙檢驗(yàn)M

-+

B.石墨極的反應(yīng)式為NHt+6e+3CF=NC13+4H

C.電解過(guò)程中，質(zhì)子交換膜右側(cè)溶液pH會(huì)增大

D.每生成1molNCb，會(huì)生成67.2L氣體M

【變式訓(xùn)練】（2023?全國(guó)乙卷，12）沿海電廠采用海水為冷卻水，但在排水管中生物的附著和滋生會(huì)阻礙冷卻

水排放并降低冷卻效率。為解決這一問(wèn)題，通常在管道口設(shè)置一對(duì)惰性電極（如圖所示），通入一定的電流。

下列敘述錯(cuò)誤的是（）

A.陽(yáng)極發(fā)生將海水中的C「氧化生成Cl2的反應(yīng)

B.管道中可以生成氧化滅殺附著生物的NaClO

C.陰極生成的H2應(yīng)及時(shí)通風(fēng)稀釋安全地排入大氣

D.陽(yáng)極表面形成的Mg（OH）2等積垢需要定期清理

高頻考點(diǎn)2考查電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)與正誤判斷

1.（2023?四川內(nèi)江?模擬預(yù)測(cè)）某電化學(xué)裝置如圖所示，該裝置能將CO2轉(zhuǎn)化為燃料C2H5OH,從而實(shí)踐“碳

中和下列說(shuō)法正確的是

.

c

.

C

.

C

.

C

A.該電化學(xué)裝置實(shí)現(xiàn)“碳中和”的同時(shí)將光能轉(zhuǎn)化為電能

B.該電化學(xué)裝置工作時(shí)，溶液中的H+由a極區(qū)移向b極區(qū)

C.a電極的反應(yīng)式為2co2+12H++12e=C2H5OH+3H2O

D.每生成3.36LCh,有4.4gCC>2被還原

【變式訓(xùn)練】（2023?廣東?模擬預(yù)測(cè)）如圖電化學(xué)裝置可制備偏鴇酸鏤（NH4）6（H2W12O40）,雙極膜中間層中的

水解離為H+和OH、并在直流電場(chǎng)作用下分別向兩極遷移。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

00

石墨陰膜a膜石墨

H2O

1

NH4HCO3溶液H+（NH4）2WC）4溶液

+

1OH-1

1K117K

堿室產(chǎn)品室

A.陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為4NH3-H2O-4e-=4NH：+O2t+2H2O

B.雙極膜中間層中的OH-向左側(cè)遷移進(jìn)入堿室，a膜為陽(yáng)離子交換膜

+6

C.產(chǎn)品室發(fā)生反應(yīng)：12WOt+18H=[H2W12O40]-+8H2O

D.當(dāng)電路中通過(guò)4moi電子時(shí)，陰極室溶液的質(zhì)量理論上增加72g

高頻考點(diǎn)3考查電解原理的應(yīng)用

例3.（2023?四川達(dá)州一診）二氧化氯是一種新型消毒劑，以氯酸鈉為原料采用電解法制備二氧化氯裝置如

圖所示。下列說(shuō)法不正確的是（）

-1

5mol-LH2SO(

A.電極B的材料是石墨

B.陰極區(qū)部分C1O2循環(huán)反應(yīng)

+

C.產(chǎn)生C1O2的反應(yīng)式為CIO?+CIO2+2H=2C1O2T+H2O

D.電解后陽(yáng)極區(qū)溶液pH增大

【變式訓(xùn)練】（2023?重慶?模擬）用鐵和石墨作電極電解酸性廢水，可將廢水中的PO1以FePOM不溶于水）的

形式除去，其裝置如圖所示。

鼻酸性廢水■三二

下列說(shuō)法中正確的是（）

A.若X、Y電極材料連接反了，則仍可將廢水中的POl除去

B.X極為石墨，該電極上發(fā)生氧化反應(yīng)

C.電解過(guò)程中Y極周圍溶液的pH減小

2++

D.電解時(shí)廢水中會(huì)發(fā)生反應(yīng)：4Fe+O2+4H+4POf=4FePO4；+2H2O

高頻考點(diǎn)4考查金屬腐蝕與防護(hù)

例4.（2023?湖北?荊州中學(xué)三模）在硫酸鹽還原細(xì)菌的作用下，深埋地下的鐵管道與土壤中的硫酸根離子會(huì)發(fā)

生電化學(xué)腐蝕，其原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是

SO：

<—M

A.鐵管道發(fā)生的是吸氧腐蝕

B.鐵管道附近土壤的pH會(huì)減小

C.鐵管道上鍍鋅可以延緩管道的腐蝕

D.輸送高溫水蒸氣的鐵管道也會(huì)發(fā)生該類型腐蝕

【變式訓(xùn)練】（2023?上海寶山?一模）鋼鐵的電化學(xué)腐蝕主要是吸氧腐蝕（如圖）和析氫腐蝕。關(guān)于這兩種電化

腐蝕的說(shuō)法正確的是

電解質(zhì)溶液

鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖

A.兩種電化腐蝕的電解質(zhì)溶液酸堿性有差異

B.電化腐蝕比化學(xué)腐蝕危害更大的原因是發(fā)生了氧化還原反應(yīng)

C.兩種電化腐蝕中都是鐵作為負(fù)極、發(fā)生還原反應(yīng)

D.吸氧腐蝕正極的反應(yīng)為：4OH--4e-^O2+2H2O

高頻考點(diǎn)5考查電子守恒在電化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用

例5.（2023?江西宜春?模擬預(yù)測(cè)）在銅基配合物的催化作用下，利用電化學(xué)原理可將CO2還原為碳基燃料（包

括co、烷煌和竣酸等），其裝置原理如圖所示。下列敘述正確的是

A.該裝置工作時(shí)，H+穿過(guò)質(zhì)子交換膜從右向左移動(dòng)

B.圖中石墨烯為陰極，電極反應(yīng)式為CCh+2H++2e=HCOOH

C.每轉(zhuǎn)移2moi電子，陰極室電解質(zhì)溶液質(zhì)量增加44g

D.該裝置工作過(guò)程中，圖中Pt電極附近溶液的pH不變

【變式訓(xùn)練】（2023?河南?模擬預(yù)測(cè)）我國(guó)科學(xué)家開(kāi)發(fā)了一款高壓無(wú)陽(yáng)極配置可充電鈉電池，其充電過(guò)程的原

理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是

o?

高

輕

壓

質(zhì)

鈉

鋁

化

集

電

電

極

器

3A沸石分子篩膜

A.放電時(shí)，電子由b極經(jīng)3A沸石分子篩膜流向a極

B.放電時(shí)，a極的電極反應(yīng)式為Na++e=Na

C.充電時(shí)，b極為陽(yáng)極，發(fā)生還原反應(yīng)

D.充電時(shí)，電路中每遷移2moi電子，理論上a極凈增重46g

第19講電解池金屬的電化學(xué)腐蝕與防

護(hù)

目錄

第一部分：網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建（總覽全局）

第二部分：知識(shí)點(diǎn)精準(zhǔn)記憶

第三部分：典型例題剖析

高頻考點(diǎn)1考查電解規(guī)律及電極產(chǎn)物的判斷

高頻考點(diǎn)2考查電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)與正誤判斷

高頻考點(diǎn)3考查電解原理的應(yīng)用

高頻考點(diǎn)4考查金屬腐蝕與防護(hù)

高頻考點(diǎn)5考查電子守恒在電化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用

正文

第一部分：網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建（總覽全局）

化學(xué)腐蝕

裝置特點(diǎn)

析氫腐蝕一、金屬腐蝕

、電化學(xué)腐蝕電解池形成條件

吸氧腐蝕），

電解反應(yīng)原理

噴油漆

及金電解水型

涂油脂、

金屬腐蝕屬腐

■加保護(hù)層電解電解溶質(zhì)型

蝕與電解規(guī)律

電鍍、噴鍍與防護(hù)

J析氫生畸型

表面鈍化/防護(hù)

放氧生酸型

犧牲陽(yáng)極的陰

金屬防護(hù)電解飽和食鹽水

極保護(hù)法

外加電源的、電化學(xué)保護(hù)法電鍍

應(yīng)用

陰極保護(hù)法電解精煉銅

改變金屬結(jié)構(gòu)電冶煉金屬

第二部分：知識(shí)點(diǎn)精準(zhǔn)記憶

知識(shí)點(diǎn)一電解的原理

1.電解和電解池

（1）電解：在電流作用下，電解質(zhì)在兩個(gè)電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過(guò)程。

⑵電解池：電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。

（3）電解池的構(gòu)成

①有與電源相連的兩個(gè)電極。

②電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)）O

③形成閉合回路。

2.電解池的工作原理

（1）電極名稱及電極反應(yīng)式（電解CuCb溶液為例）

總反應(yīng)式：CuCb里堡Cu+CbT

⑵電解過(guò)程的三個(gè)流向

①電子流向：電源負(fù)極-電解池陰極；電解池的陽(yáng)極一電源的正極；

②離子流向：陽(yáng)離子一電解池的陰極，陰離子一電解池的陽(yáng)極。

③電流方向：電源正極T電解池陽(yáng)極T電解質(zhì)溶液一陰極—負(fù)極。

3.電極產(chǎn)物判斷

（1）陽(yáng)極產(chǎn)物的判斷

①活性電極（除Au、Pt以外的金屬材料作電極），電極材料失電子，生成金屬陽(yáng)離子。

②惰性電極（Pt、Au、石墨），要依據(jù)陰離子的放電順序加以判斷。

陰離子的放電順序：

活潑電極>52—>B「>C「>OJT>含氧酸根離子。

S'F、Br，C「放電，產(chǎn)物分別是S、L、Bn、Cl2；若OFF放電,則得到H2O和

（2）陰極產(chǎn)物的判斷

直接根據(jù)陽(yáng)離子放電順序進(jìn)行判斷。

陽(yáng)離子放電順序：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Fe2+>Zn2+>H+（水）>AF+>Mg2+。

①若金屬陽(yáng)離子（Fe3+除外）放電，則得到相應(yīng)金屬單質(zhì)；若H+放電，則得到H2。

②放電順序本質(zhì)遵循氧化還原反應(yīng)的優(yōu)先規(guī)律，即得（失）電子能力強(qiáng)的離子先放電。

4.電極反應(yīng)式、電解方程式的書(shū)寫(xiě)

（1）首先判斷陰、陽(yáng)極，分析陽(yáng)極材料是惰性電極還是活潑電極。

(2)再分析電解質(zhì)水溶液的組成，找全離子并分陰離子、陽(yáng)離子兩組(不要忘記水溶液中的H

+和0H-)?

(3)然后排出陰、陽(yáng)兩極的放電順序：

陰極：陽(yáng)離子放電順序：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Fe2+>Zn2+>H+(水)>AF+>Mg2+>

Na+>Ca2+>K+o

陽(yáng)極：活潑電極>52->I->Br->C「>OH->含氧酸根離子。

⑷分析電極反應(yīng)，判斷電極產(chǎn)物，寫(xiě)出電極反應(yīng)式，要注意遵循原子守恒和電荷守恒。

(5)最后寫(xiě)出電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式或離子方程式，并注明“電解”條件。

【特別提醒】①陰極不管是什么材料，電極本身都不反應(yīng)，一定是溶液(或熔融電解質(zhì))中的

陽(yáng)離子放電，注意離子導(dǎo)體(電解質(zhì))是水溶液還是非水狀態(tài)。②陽(yáng)極材料不同，電極產(chǎn)物、

電極反應(yīng)式可能不同，最常用、最重要的放電順序?yàn)殛?yáng)極：C1>OH；陰極：Ag+>Cu2+>H

+。③電解水溶液時(shí)，K+?A"+不可能在陰極放電，即不可能用電解水溶液的方法得到K、

Ca、Na、Mg、Al等金屬。④書(shū)寫(xiě)電解池中的電極反應(yīng)式時(shí)，要以實(shí)際放電的離子表示，但

書(shū)寫(xiě)總電解反應(yīng)方程式時(shí)，弱電解質(zhì)要寫(xiě)成分子式。⑤電解質(zhì)溶液中未參與放電的離子是否

與放電后生成的離子發(fā)生反應(yīng)(離子共存)。⑥要確保兩極電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相同，且注明條件“電

解”。

5.陰、陽(yáng)極的判斷方法

(1)根據(jù)外接電源:正極接陽(yáng)極，負(fù)極接陰極。

(2)根據(jù)電流方向:從陰極流出，從陽(yáng)極流入。

⑶根據(jù)電子流向:從陽(yáng)極流出,從陰極流入。

(4)根據(jù)離子移向:陰離子移向陽(yáng)極，陽(yáng)離子移向陰極。

(5)根據(jù)電極產(chǎn)物:陽(yáng)極一電極溶解、逸出02(或陽(yáng)極區(qū)酸性增強(qiáng))或CL；陰極一析出金屬、

逸出H2(或陰極區(qū)堿性增強(qiáng))。

(6)根據(jù)反應(yīng)類型:陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)。

6.用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律

(1)電解溶劑水型

電解質(zhì)溶電解質(zhì)溶液

電解質(zhì)類型電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式溶液pH

液濃度復(fù)原

-

含氧酸，如H2s04陰極：4H2O+4e=2H2T+減小

可溶性強(qiáng)堿，如4OH-

增大

-

NaOH陽(yáng)極：2H2O-4e=O2t+4H增大加水

+

活潑金屬含氧酸

不變

鹽，如KNO3總反應(yīng)式：2H2?？挣?H2?十

02T

（2）電解溶質(zhì)型

電解質(zhì)電解質(zhì)

電解質(zhì)電極反應(yīng)式溶液

溶液溶液

類型及總反應(yīng)式PH

濃度復(fù)原

陰極：

2H++2L=H2f通入

無(wú)氧酸，如

陽(yáng)極:

2Cr-2e-=Cl2T增大HC1

HC1

總反應(yīng)式：2HC1基暨H2T+CI2T氣體

減小

陰極：2+\

不活潑金屬Cu+2e=Cu加入

無(wú)氧酸鹽，陽(yáng)極：2CP—2e—=CbT

CuCl2

總反應(yīng)式：CuCb里且Cu+CbT固體

如CuCl2

（3）電解溶質(zhì)和溶劑水型，生成H2和堿（析氫生堿型）：

電解質(zhì)電解質(zhì)溶液溶液

電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式

（水溶液）濃度PH復(fù)原

陽(yáng)極：2Cr-2e-=Cbt

活潑金屬的無(wú)通入

陰極：2H2。+2屋=H2T+20T生成新

氧酸鹽增大HC1

總反應(yīng)式：2c「+2比0皇第Ckf+H2T電解質(zhì)

（如NaCl）氣體

+2OH

（4）電解溶質(zhì)和溶劑水型，生成。2和酸（放氧生酸型）

電解質(zhì)電極反應(yīng)式電解質(zhì)溶液溶液

（水溶液）及總反應(yīng)式濃度PH復(fù)原

陽(yáng)極：2H2。-45=O2T+4H+

不活潑金屬的陰極：屋

2(2/++4=2Cu生成新加CuO

含氧酸鹽[如減小

總反應(yīng)式：2Cu2++2H2。里鰻2Cu電解質(zhì)

或CuCO3

C11SO4]

+

+O2T+4H

知識(shí)點(diǎn)二電解原理的應(yīng)用

1.氯堿工業(yè)

陽(yáng)極反應(yīng)式：2cl—2屋=02丁(氧化反應(yīng))

陰極反應(yīng)式：2H++2屋=H2f(還原反應(yīng))

總反應(yīng)方程式：

2NaCl+2H2O=^^2NaOH+叼+Cbf

2.電鍍與電解精煉

電鍍電解精煉銅

待

示意圖銅片、鍍

鐵

CuSO4件

溶液

a2+2+2+

陽(yáng)極Cu_2e=CuZn—2e^^=Zn,Cu-2e^^=Cu

電極反應(yīng)

陰極Cu2++2e^^=CuCu2++2e=Cu

電解質(zhì)溶液的濃度變化C11SO4溶液的濃度不變CUSO4溶液的濃度變小

注意：電解精煉銅時(shí)，陽(yáng)極質(zhì)量減小，陰極質(zhì)量增加，溶液中的Cu2+濃度減小。粗銅中不

活潑的雜質(zhì)(金屬活動(dòng)性順序中位于銅之后的銀、金等)，在陽(yáng)極難以失去電子，當(dāng)陽(yáng)極上的

銅失去電子變成離子之后，它們以金屬單質(zhì)的形式沉積于電解槽的底部，成為陽(yáng)極泥。

3.電冶金

電解冶

冶煉鈉冶煉鎂冶煉鋁

煉

-

電極反陽(yáng)極：2Cr-2e=Cl2T陽(yáng)極：2cl—2e-=CbT陽(yáng)極：6。2-一12^=302?

應(yīng)陰極：2Na++2e-^=2Na陰極：Mg2++2e-^=Mg陰極：4Al3++12e-=4Al

總反應(yīng)2NaCl（熔融）里曼2Na+CbfMgCL熔融空叫Mg+Cbf2Al2。3（熔融）里鯉4Al+302$

【特別提醒】(1)氯堿工業(yè)所用的飽^用食鹽水需要精制，除去NaCl中混有的Ca2+、Mg2+>

soFo

(2)電鍍銅時(shí)，電解質(zhì)溶液中c(Cu2+)不變；電解精煉銅時(shí)，電解質(zhì)溶液中c(Cu2+)減小。

(3)電解熔融MgCb冶煉鎂，而不能電解MgO冶煉鎂，是因?yàn)镸gO的熔點(diǎn)很高；電解熔融

AI2O3冶煉鋁，而不能電解AlCb冶煉鋁，是因?yàn)锳lCb是共價(jià)化合物，其熔融態(tài)不導(dǎo)電。

知識(shí)點(diǎn)三金屬的腐蝕與防護(hù)

1.金屬腐蝕的本質(zhì)

金屬原子失去電子變?yōu)榻饘訇?yáng)離子，金屬發(fā)生氧化反應(yīng)。

2.金屬腐蝕的類型

(1)化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕

類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕

條件金屬跟非金屬單質(zhì)直接接觸不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸

現(xiàn)象無(wú)電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生

本質(zhì)金屬被氧化較活潑金屬被氧化