第3讲电解池金属的电化学腐蚀与防护[考纲要求] 1.了解电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。

2.理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。

考点一电解的原理1．电解定义在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。

2．能量转化形式电能转化为化学能。

3．电解池(1)构成条件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。

(2)电极名称及电极反应式(如图)(3)电子和离子移动方向①电子：从电源负极流向电解池的阴极；从电解池的阳极流向电源的正极。

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。

4．分析电解过程的思维程序(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(不要忘记水溶液中的H＋和OH－)。

(3)然后排出阴、阳两极的放电顺序阴极：阳离子放电顺序：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋。

阳极：活泼电极>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子。

注意①阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。

②最常用、最重要的放电顺序是：阳极，Cl－>OH－；阴极：Ag＋>Cu2＋>H＋。

③电解水溶液时，K＋～Al3＋不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。

(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。

深度思考12.电解过程中放H2生碱型和放O2生酸型的实质是什么？答案 放H2生碱型的实质是水电离出的H ＋放电，破坏了水的电离平衡，使OH －浓度增大，放O2生酸型的实质是水电离出的OH －放电，破坏了水的电离平衡，使H ＋浓度增大。

3．(1)上表中要使电解后的NaCl 溶液复原，滴加盐酸可以吗？(2)上表中要使电解后的CuSO4溶液复原，加入Cu(OH)2固体可以吗？答案 电解质溶液的复原应遵循“从溶液中析出什么补什么”的原则，即从溶液中析出哪种元素的原子，则应按比例补入哪些原子。

(1)电解NaCl 溶液时析出的是等物质的量的Cl2和H2，所以应通入氯化氢气体，加入盐酸会引入过多的水。

(2)同理，使CuSO4溶液复原应加入CuO ，而加入Cu(OH)2也会使溶液的浓度降低。

4．在框图推断中若出现“A ＋H2O=====电解B ＋C ＋D”的模式，则A 一般可能为什么物质？ 答案 CuSO4、NaCl(KCl)或AgNO3，要视其他条件而定。

题组一 电解原理和电解规律的考查1．用惰性电极电解下列溶液，电解一段时间后，阴极质量增加，电解液的pH 下降的是( )A ．CuSO4B ．NaOHC ．BaCl2D ．H2SO4 答案 A解析 符合该题条件的电解质应为不活泼金属的含氧酸盐。

2．用铂电极电解一定浓度的下列物质的水溶液，在电解后的电解液中加适量水，能使溶液浓度恢复到电解前浓度的是 ( ) A ．NaCl B ．Na2CO3 C ．CuSO4 D ．K2S 答案 B解析 加适量水能使溶液恢复到电解前的浓度，则实际是电解水，故只有B 项符合 条件。

3．右图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。

通电后在石墨电极a 和b 附近分别滴加几滴石蕊溶液。

下列实验现象描述正确的是 ( )A ．逸出气体的体积，a 电极的小于b 电极的B ．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气体C ．a 电极附近呈红色，b 电极附近呈蓝色D ．a 电极附近呈蓝色，b 电极附近呈红色 答案 D 解析 SO2－4、OH －移向b 极，在b 极OH －放电，产生O2，b 极附近c(H ＋)>c(OH －)，石蕊试液变红。

Na ＋、H ＋移向a 极，在a 极H ＋放电产生H2，a 极附近c(OH －)>c(H ＋)，石蕊试液变蓝。

所以产生的气体体积a 电极的大于b 电极的；两种气体均为无色无味的气体。

A 、B 均错。

题组二 电极反应式、电解总方程式的书写 4．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：阳极反应式_____________________________________________________； 阴极反应式_____________________________________________________； 总反应离子方程式________________________________________________。

(2)用惰性电极电解MgCl2溶液阳极反应式______________________________________________________； 阴极反应式______________________________________________________； 总反应离子方程式________________________________________________。

(3)用铁作电极电解NaCl 溶液阳极反应式______________________________________________________； 阴极反应式______________________________________________________； 总化学方程式____________________________________________________。

(4)用铜作电极电解盐酸溶液阳极反应式_____________________________________________________； 阴极反应式_____________________________________________________； 总反应离子方程式________________________________________________。

答案 (1)4OH －－4e －===O2↑＋2H2O 4Ag ＋＋4e －===4Ag4Ag ＋＋2H2O=====电解4Ag ＋O2↑＋4H ＋ (2)2Cl －－2e －===Cl2↑ 2H ＋＋2e －===H2↑Mg2＋＋2Cl －＋2H2O=====电解Mg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑(3)Fe －2e －===Fe2＋ 2H ＋＋2e －===H2↑Fe ＋2H2O=====电解Fe(OH)2↓＋H2↑ (4)Cu －2e －===Cu2＋ 2H ＋＋2e －===H2↑ Cu ＋2H ＋=====电解Cu2＋＋H2↑5．Ⅰ.以铝材为阳极，在H2SO4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：__________________。

答案 Ⅰ.2Al －6e －＋3H2O===Al2O3＋6H ＋ Ⅱ.Al ＋3HCO －3－3e －===Al(OH)3＋3CO2↑解析 Ⅰ.依据信息阳极形成的氧化膜一定为Al2O3，Al 失电子生成Al2O3，Al2O3中的氧是由水提供的，溶液显酸性，所以有H ＋生成；Ⅱ.Al 作阳极，失电子，生成Al3＋，Al3＋水解显酸性，溶液中的HCO －3水解显碱性，两者水解互相促进，生成Al(OH)3和CO2。

6．CuI 是一种不溶于水的白色固体，可以由反应：2Cu2＋＋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__________________________________________________。

答案 (1)铜电极逐渐溶解，有白色沉淀产生，溶液变为蓝色 (2)2Cu ＋4I －－4e －===2CuI↓＋I21.电解方程式的书写步骤以写出用石墨作电极电解CuSO4溶液的电极反应式及总的电解方程式为例。

第一步：明确溶液中存在哪些离子。

阳离子：Cu2＋、H ＋；阴离子：OH －、SO2－4。

第二步：判断阴阳两极附近离子种类及离子放电顺序。

阴极：Cu2＋>H ＋；阳极： OH －>SO2－4。

第三步：写电极反应式和总的电解方程式。

阴极：2Cu2＋＋4e －===2Cu ；阳极：2H2O －4e －===O2↑＋4H ＋。

根据得失电子数相等，两极反应式相加得总方程式：2CuSO4＋2H2O=====电解2Cu ＋O2↑＋2H2SO4。

2．规避电解池中方程式书写的3个易失分点(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。

题组三 与酸、碱、盐的电解有关的实验设计7．[2010·大纲全国卷Ⅱ，29(1)(2)(3)(4)(5)]如图是一个用铂丝作电极，电解稀的MgSO4溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色。

(指示剂的pH 变色范围：6.8～8.0，酸色—红色，碱色—黄色) 回答下列问题：(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是________(填编号)； ①A 管溶液由红变黄；② B 管溶液由红变黄；③ A 管溶液不变色；④B 管溶液不变色(2)写出A 管中发生反应的反应式：_____________________________________； (3)写出B 管中发生反应的反应式：_____________________________________； (4)检验a 管中气体的方法是___________________________________________ _____________________________________________________________________； (5)检验b 管中气体的方法是___________________________________________ ____________________________________________________________________。