第三节电解池 金属的电化学腐蚀与防护复习目标：1.了解电解池的工作原理，能写出电极反应式和电池反应方程式。
2.了解电镀池与精炼池的原理，能分析常见的电镀池和精炼池。
3.能够进行有关电解产物的判断和计算。
4.认识金属腐蚀的危害，理解金属发生电化学腐蚀的原因，能选用恰当的措施防止铁、铝等金属腐蚀。
主干知识梳理一、电解的原理 1．电解（1）定义：在________作用下，电解质在两个电极上分别发生______和__________的过程。
(2)特点：①电解过程是非自发的。
②电解质导电一定发生________________。
2．电解池：(1)定义：将______转化为__________的装置。
阳极(3)构成条件①有与_______相连的两个电极。
② __________(或 _________)。
③形成________。
例1.下列四种装置中，①盛200mL 0.005 mol·L－1硫酸铜溶液②盛200mL 0.01 mol·L－1硫酸③盛200 mL氯化锌溶液④盛200 mL氯化钾溶液上述四种装置中，为电解池的是______ (用编号回答)，装置①中两电极的电极反应式分别为__________________________________________例2.电解原理在化学工业中有广泛应用。
下图表示两个串联的电解池。
图中B装置中盛有1 L 2 mol·L－1Na2SO4溶液，A装置中盛有1 L 2 mol·L－1AgNO3溶液。
通电后，铂片上有气体生成。
(1)电源X极为________极。
(2)B池中阳极电极反应式为________________，阴极电极反应式______________________。
(3)A池中阳极电极反应式为__________________________，电解化学方程式为_________________________________例3．Ⅰ.以铝材为阳极，在H2S O4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为_________________________。
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。
写出阳极生成R的电极反应式：__________________________________。
例4．CuI是一种不溶于水的白色固体，可以由反应：2Cu＋4I ===2CuI↓＋I2得到。
现以石墨为阴极，以Cu为阳极电解KI溶液，通电前向电解液中加入少量酚酞和淀粉溶液。
回答下列问题：(1)阳极区的现象_________________________________。
(2)阳极电极反应式_______________________________。
考点一、电解原理与电解产物的判断1．电解原理与外界电源正极相连—阳极—氧化反应(失电子)—阴离子移向；与外界电源负极相连—阴极—还原反应(得电子)—阳离子移向；2．两极放电顺序(1)若阳极为活泼金属(金属活动性顺序表Pt 之前金属)，则金属失电子，电极被溶解；若是惰性电极(Pt、Au、石墨)，则溶液中阴离子失电子，阴离子放电顺序：S 2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子2＋－(2)在阴极，阳离子放电，顺序与金属活动性顺序表相反：Ag >Fe >Cu >H (酸)>Fe >Zn >H (水)>Al >Mg >Na >Ca >K 。
(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)最后合并两个电极反应式得出电解反应的总化学方程式或离子方程式。
3．电极反应式的书写(1)首先判断阴、阳极，分析电极材料，判断是电极材料放电还是溶液中的离子放电。
阳极 为金属活性电极时，电极材料放电。
(2)再分析溶液中的离子种类，根据离子放电顺序，分析电极反应，并判断电极产物，写出 电极反应式。
(3)电解水溶液时，应注意放电顺序中 H+、OH 之后的离子一般不参与放电反应。
5．用分析电解过程的思维程序分析电解下列物质的过程，并总结电解规律(用惰性电极电 解)＋ 3＋ 2＋ ＋ 2＋ 2＋ ＋ 3＋ 2＋ ＋ 2＋ ＋ －活泼金属的无氧酸盐(如NaCl)阳极：____ ___阴极：___________(如Cl2)H 放电，c(H )减小，c(OH－)增大，pH____不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO )阳极：____________阴极：____________(如Cu)OH 放电，c(OH )减小，c(H )增大，pH____加____或例6. (2011·大纲全国高考)用石墨作电极电解CuSO4溶液。
通电一段时间后，欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的()A．CuSO4B．H2O C．CuO D．CuSO4·5H2O例7．(2011 年广东惠州模拟)下图中a、b 为直流电源电极，c、 d 为惰性电极，电解液为淀粉碘化钾溶液，电解时d极先呈现蓝色，下列说法不正确的是（）A．a 为直流电源的负极B．d极电极反应为：2I-－2e－===I2C．电解质溶液电解过程中pH 值减小D．要恢复原溶液需要通入一定量的HI例8.(2012·湛江一中质检)在如图所示的装置中，若通入直流电5 min时，铜电极质量增加2.16 g，试回答：(1)电源电极X名称为________。
(2)pH变化：A________，B________，C________。
(填“增大”、“减小”或“不变”)(3)通电5 min时，B中共收集224mL气体(标准状况)，溶液体积为200mL。
则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为____________(设电解前后溶液体积无变化)。
(4)若A中KCl溶液的体积也是200 mL，电解后，溶液的pH为________(设电解前后溶液体积无变化)。
反思归纳：电解计算的类型和方法(1)计算类型电解池中有关量的计算或判断主要包括以下几方面：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。
(2)解题方法＋＋－－＋①根据电子守恒法计算：用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电 路中转移的电子数相等。
②根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式计算。
(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。
(2)要确保两极电子转移数目相同，且注明条件“电解”。
(3)电解水溶液时，应注意放电顺序中 H 、OH 之后的离子一般不参与放电。
二、电解原理的应用 1．电解饱和食盐水 (1)电极反应阳极反应式：__________________(________反应) 阴极反应式：__________________(________反应)(2)总反应方程式：2NaCl ＋2H 2O 2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑离子反应方程式：2Cl ＋2H 2O 2OH ＋H 2 ↑＋Cl2↑ (3)应用：氯碱工业制________、________和________。
深度思考：(1)如何检验电解饱和食盐水时的阳极产物？(2)氯碱工业在生产过程中必须把阳极室和阴极室用离子交换膜隔开，原因是什么？ 2．电镀右图为金属表面镀银的工作示意图，据此回答下列问题： (1)镀件作____极，镀层金属银作____极。
(2)电解质溶液是___________________________________。
(3)电极反应：阳极：____________________________________________________； 阴极：____________________________________________________。
(4)特点：____极溶解，____极沉积，电镀液的浓度________。
3．电解精炼铜(1)电极材料：阳极为________；阴极为________。
(2)电解质溶液：含 Cu 的盐溶液。
(3)电极反应：阳极：____________________________________________________________________； 阴极：____________________________________________________________________。
4．电冶金利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属 Na 、Ca 、Mg 、Al 等。
＋ － 电解 = = = = =电解 = = = = = － － 2＋(1)冶炼钠 2NaCl(熔融) 2Na ＋Cl 2↑电极反应：阳极：____________________________________________________________________， 阴极：____________________________________________________________________。
(2)冶炼铝2Al 2O 3(熔融) 4Al ＋3O 2↑电极反应：阳极：____________________________________________________________________， 阴极：____________________________________________________________________。
例 9．工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。
电解 槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过)，其工作原理如图所示：(1)该电解槽的阳极反应式是_________________________________________________。
(2)通电开始后，阴极附近溶液 pH 会增大，请简述原因 ___________________________。
(3)除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口 (填“A ”或“B ”)导出。
例 10．利用电解法可将含有 Fe 、Zn 、Ag 、Pt 等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是 ( ) A ．电解时以精铜作阳极B ．电解时阴极发生氧化反应C ．粗铜连接电源负极，其电极反应是 Cu －2e ===CuD ．电解后，电解槽底部会形成含少量 Ag 、Pt 等金属的阳极泥 三、金属的腐蚀和防护 1．金属腐蚀的本质金属原子__________变为__________，金属发生_________________________。