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2019版高考化学一轮复习 第六章 化学反应与能量 第3节 电解池金属的电化学腐蚀与防护优质课件

向阳极移动的原理,可知 d 端为阳极,即 b 为正极,a 为
负极,c 为阴极,NaCl 溶液中 H+放电,产生 OH-,
c 点附近会变红色,A 正确;电解硫酸铜溶液时,Pt 为阳极,溶液中的 OH-放电:4OH--4e-===O2↑+ 2H2O,Cu 为阴极,溶液中的 Cu2+得电子,生成铜,总 反应式为 2CuSO4+2H2O=电==解==2Cu+O2↑+2H2SO4,Pt 电极附近生成 H+,则 SO24-向 Pt 电极移动,B、D 不正 确;随着电解的进行,Z 中溶液变为硫酸溶液,
(2)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___。
(3)电极名称及电极反应式以用惰性电极电解 CuCl2 溶液为例:


还原
氧化
总反应方程式:_C__u_2_+_+__2_C_l_-_=电_=_=解_=_=_C_u_+__C__l2_↑__
_2_N__a_C_l_+__2_H__2O__=_电=_=_解=_=__2_N_a_O__H_+__H__2_↑__+__C_l_2_↑。
(3)应用:氯碱工业制烧碱、氯气和氢气。氯碱工业 生产流程图如下:
2.电镀和电解精炼铜
选项
电镀(Fe 上镀Cu)
电解精炼铜
阳极
电极 材料
电极 反应

___
Cu-2e -=== Cu2+
答案:(1)√ (2)√ (3)√ (4)× (5)×
2.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____________。
[典题示例] 用惰性电极电解下列各组中的三种电
解质溶液,在电解的过程中,溶液的 pH 依次为升高、不 变、降低的是( )
A.AgNO3 CuCl2 Cu(NO3)2 B.KCl Na2SO4 CuSO4 C.CaCl2 KOH NaNO3 D.HCl HNO3 K2SO4
解析:由电解电解质溶液的四种类型可知:
D 项不符合,电解时,Cl-在阳极放电生成 Cl2,Cl2 为黄绿色有刺激气味的气体。
答案:A
考点 2 电解原理的应用
1.电解饱和食盐水 (1)电极反应。 阳极:2_C__l-_-__2_e_-_=_=__=_C_l_2↑__ (_氧__化_反应); 阴极:_2_H_+_+__2_e_-_=__=_=_H_2_↑___(_还__原__反应)。 (2)总反应方程式:
D 项,设转移电子数为 2↑~4e-,电解硫酸钠溶液生成 3 mol
电解 气体,依据电解方程式 2NaCl+2H2O=====2NaOH+Cl2 ↑+H2↑~2e-,电解饱和食盐水生成 4 mol 气体,错误。
答案:C
4.如下图所示,x、y 分别是直流电源的两极,通电 后发现 a 极极板质量增加,b 极极板处有无色无味的气体 放出,符合这一情况的是( )
(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____________________。
继续电解则为电解水,硫酸浓度增大,pH 减小,C 不正确。
答案:A
题组1 考查电极反应式的书写与判断
1.利用如图装置电解制备 LiOH,两电极区电解液 分别为 LiOH 和 LiCl 溶液。B 极区电解液为________溶 液(填化学式),阳极电极反应式为_____________。
解析:B 极区生产 H2,同时生成 LiOH,则 B 极区 电解液为 LiOH 溶液;电极 A 为阳极,阳极区电解液为 LiCl 溶液,根据放电顺序,阳极上 Cl-失去电子,则阳 极电极反应式为 2Cl--2e-===Cl2↑;根据电流方向,电 解过程中 Li+向 B 电极迁移。
[即时练习]
图中 X 为电源,Y 为浸透饱和食盐水和酚酞试液的 滤纸,滤纸中央滴有一滴 KMnO4 溶液,通电后 Y 中央的 紫红色斑向 d 端扩散。下列判断正确的是( )
A.滤纸上 c 点附近会变红色 B.Cu 电极质量减小,Pt 电极质量增大 C.Z 中溶液的 pH 先减小,后增大 D.溶液中的 SO24-向 Cu 电极定向移动 解析:紫红色斑即 MnO4-向 d 端扩散,根据阴离子
(4)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。
3.阴、阳两极上的放电顺序
阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程叫放电。 离子的放电顺序取决于离子本身的性质即离子得失电子 的能力,另外也与离子的浓度及电极材料有关。
解析:A 项,以石墨为电极电解两种溶液,阳极反应 式分别为 4OH--4e- ===2H2O+O2 ↑,2Cl-- 2e- ===Cl2↑,错误;B 项,电解硫酸钠溶液的 pH 不变,电 解饱和氯化钠溶液生成氢氧化钠,pH 变大,错误;C 项, 以石墨为电极电解两种溶液的阴极反应均为 2H++2e- ===H2↑,正确;
答案:LiOH 2Cl--2e-===Cl2↑
2.用如图所示装置除去含 CN-、Cl-废水中的 CN-时, 控制溶液 pH 为 9~10,阳极产生的 ClO-和 CN-氧化为 两种无污染的气体,下列说法不正确的是( )
A.用石墨作阳极,铁作阴极 B.阳极的电极反应式为 Cl-+2OH- -2e-===ClO-+H2O
Mg2++2e-===Mg
冶炼铝
2Al2O3(熔融)
电解 =====
6O2--12e-===3O2↑
4Al+3O2↑
4Al3++12e-===4Al
深化拓展 1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)电解饱和食盐水时,两个电极均不能用金属材料。 () (2)电镀铜和电解精炼铜时,电解质溶液中 c(Cu2+)均 保持不变。( ) (3)电解熔融的氯化钠可以制取烧碱、氯气、氢气。 ()
(1)阴极:阴极上放电的总是溶液中的阳离子,与电 极材料无关。阳离子放电顺序为:
Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Fe2+>Zn2+ (在溶液中 Al3+、Mg2+、Na+、Ca2+、K+等是不会在 阴极上放电的,但在熔融状态下的物质中会放电。)
(2)阳极:若是活性电极作阳极,则活性电极首先失 电子,发生氧化反应。若是惰性电极作阳极,则仅是溶 液中的阴离子放电,常见离子的放电顺序为 S2->I->Br- >Cl->OH->含氧酸根离子。
C.阴极的电极反应式为 2H2O+2e-===H2↑+2OH-
D.除去 CN-的反应为 2CN-+5ClO-+2H+===N2 ↑+2CO2↑+5Cl-+H2O
解析:若铁作阳极,则铁失电子生成 Fe2+,则 CN- 无法除去,故铁只能作阴极,A 项正确;阳极 Cl-放电生 成 ClO-,该溶液又呈碱性,B 项正确;阳离子在阳极得 电子发生还原反应,H+提供电子,C 项正确;
2.电镀铜时,Cu2+浓度如何改变?电解精炼铜时, CuSO4 溶液的浓度是否改变?
答案:电镀铜时,电解质溶液中的 Cu2+浓度不变;
电解精炼铜时,粗铜中的 Zn、Fe、Ni 等比 Cu 活泼的金 属在阳极失去电子,阴极上只有 Cu2+得电子,所以 CuSO4 溶液的浓度会降低。
(4)电解精炼时,阳极泥可以作为提炼贵重金属的原 料。( )
(5)在镀件上电镀铜,电镀过程中阳极减少的质量等 于阴极增加的质量。( )
(6)电解冶炼镁、铝通常电解 MgCl2 和 Al2O3,也可以 电解 MgO 和 AlCl3。( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)×
选项
a极 板
A锌
B 石墨
C银
D铜
b极 板 石墨 石墨 铁 石墨
x电 极 负极 负极 正极 负极
z溶液
CuSO4 NaOH AgNO3 CuCl2
解析:由题意知 a 极板质量增加,a 应为阴极,则 b 为阳极,x 为电源的负极,y 为电源正极。A 项符合,电 解时,a 极有 Cu 附着,b 极有 O2 放出;B 项不符合,电 解时 a 极无质量变化;C 项不符合,阳极为 Fe,为活性 电极,电解时 Fe 在阳极放电溶解,无气体生成;
类型
化学物质
pH变化
放O2生酸型
放H2生碱型 电解电解质

CuSO4、AgNO3、 Cu(NO3)2
KCl、CaCl2
CuCl2
HCl
降低
升高 —
升高
NaNO3、Na2SO4、
电解H2O型
K2SO4 KOH
不变 升高
HNO3
降低
答案:B
惰性电极电解电解质溶液的四种类型 (1)电解水型 (2)电解电解质型 (3)放 H2 生碱型 (4)放 O2 生酸型
因溶液在碱性条件下,除去 CN-的反应为 2CN-+ 5ClO-+H2O===N2↑+2CO2↑+5Cl-+2 OH-,D 项错 误。
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