第3讲电解池金属的电化学腐蚀与防护

第3讲 电解池 金属的电化学腐蚀与防护

[考纲解读] 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________作用下，电解质在两个电极上分别发生______和__________的过程。 2．能量转化形式________转化为________。 3．电解池(1)构成条件

①有与________相连的两个电极。②__________(或__________)。 ③形成____________。 (2)电极名称及电极反应(如图)

(3)电子和离子移动方向

①电子：从电源________流向电解池的________；从电解池的________流向电源的________。

②离子：阳离子移向电解池的________；阴离子移向电解池的________。 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。

(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。

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) 电解质(水溶液) 含氧酸(如电极方程式 被电解的物质 电极产物 阳极 阳极：____ 阴极：____________

溶液pH变化的原因、结果 电解质溶液复原 阴极 水减少，酸溶液的浓度____，pH____ 1

加____

H2SO4) 强碱(如NaOH) 活泼金属的含氧酸盐(如KNO3、Na2SO4) 无氧酸(如HCl)，除HF外 不活泼金属的无氧酸盐(如CuCl2)，除氟化物外 活泼金属的无氧酸盐(如NaCl) 不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4)

1．分别写出用惰性电极电解上述5中各物质的化学方程式或离子方程式：

(1)______________________________； (2)_______________________________________ _； (3)______________________________ _；(4)________________________________； (5)_______________________________________________________________________。 2．电解过程中放H2生碱型和放O2生酸型的实质是什么？ 3．用惰性电极电解，若要使电解后的溶液复原，应怎样操作？

2

阳极：____________ 阴极：____________ 水减少，碱溶液的浓度____，pH____ 水减少，盐溶液的浓度____，加____ 阳极：____________阴极：____________ pH__________(若为水解的盐) 加____ H放电，c(H)减小，阳极：____________阴极：____________ (如Cl2) pH____ ＋＋阳极：____________阴极：____________ (如Cl2) (如Cu) pH基本不变 加______ H放电，c(H)减小，阳极：____ ___ 阴极：___________ (如Cl2) c(OH)增大，pH____ －＋＋阳极：____________阴极：____________ (如Cu) OH放电，c(OH)减小，c(H)增大，pH____ ＋－－加____或

4．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：_________________________。 5．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_________________________________________________________。

(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。 考点二 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＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 离子反应方程式：2Cl＋2H2O=====2OH＋H2↑＋Cl2↑ (3)应用：氯碱工业制________、________和________。 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Cu2的盐溶液。

＋－

电解

电解

－

(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。 (1)冶炼钠2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl2↑电极反应：

阳极：______________________，阴极：________________________。 (2)冶炼铝2Al2O3(熔融)=====4Al＋3O2↑电极反应：

3

电解电解

阳极：_________________ 阴极：___________________________。

6．(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？ 7．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。 8．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－===Cu2＋ D．电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥 考点三 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________________________________。 2．金属腐蚀的类型

(1)化学腐蚀与电化学腐蚀 条件 现象 本质 联系 (2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀 以钢铁的腐蚀为例进行分析： 条件 电 极 反 负极 正极 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 化学腐蚀 金属跟__________接触 ____电流产生 金属被____ 电化学腐蚀 不纯金属或合金跟________接触 ______电流产生 较活泼金属被____ 两者往往同时发生，______腐蚀更普遍 4

应 总反应式 联系 ________更普遍 铁锈的形成：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(铁锈) 3．金属的防护 (1)电化学防护

①牺牲阳极的阴极保护法—______原理

a．________：比被保护金属活泼的金属；b．________：被保护的金属设备。 ②外加电流的阴极保护法—________原理

a．________：被保护的金属设备；b．________：惰性金属。 (2)改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。

(3)加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。

9．下列对几种常见的金属防腐方法的描述错误的是

选项 A B C D 结构 在金属表面覆盖保护层 外加电源的阴极保护法 牺牲阳极的阴极保护法 方法 改变金属内部的组成蚀能力 保护层破损后，就完全失去了对金属的保护作用 接外加直流电源构成电解池，被保护的金属作阴极 构成原电池，被保护的金属作正极 ( )

对相应方法的描述 此法实际上是将金属制成合金，增强抗腐10.炒菜后未洗的铁锅，很快就会产生红褐色的锈斑。关于该生锈过程的说法正确的是( )

A．铁与NaCl反应生成FeCl3 B．发生电化学腐蚀时直接生成了Fe(OH)3 C．发生电化学腐蚀时吸收了O2 D．发生电化学腐蚀时生成了氢气 11．下面各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是

A．④>②>①>③ C．④>②>③>①

B．②>①>③>④ D．③>②>④>①

( )

判断金属腐蚀快慢的规律

电解池原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。

5

应对电化学定量计算的三种方法

1．根据电子守恒法计算

用于串联电路、阴阳两极产物、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

凡是总反应式中反映出的物质的量关系都可以列比例式计算。 3．根据关系计算

由得失电子守恒定律关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式，如 物质： H2～O2～Cl2～Cu～Ag～H～OH～e n(mol) 2 1 2 2 4 4 4 4

【例1】 在如图中，甲烧杯中盛有100 mL 0.50 mol·L1 AgNO3溶液，乙烧杯中盛有100 mL

－

＋

－

－

0.25 mol·L1 CuCl2溶液，A、B、C、D均为质量相同的石墨电极，如果电解一段时间后，

－

发现A极比C极重1.9 g，则

(1)电源E为________极，F为________极。

(2)A极的电极反应式为_______________________________，析出物质______ mol。 (3)B极的电极反应式为____________________________，析出气体________ mL(标准状况)。 (4)C极的电极反应式为______________________________，析出的物质________ mol。 (5)D极的电极反应式为__________________________，析出气体________ mL(标准状况)。 (6)甲烧杯中滴入石蕊试液，________极附近变红，如果继续电离，在甲烧杯中最终得到______溶液。

解题指导 涉及电化学的计算题，可依据电子得失守恒原理，通过“转移电子数相等”之桥，寻找关系式进行计算。

友情提示：通过4 mol e为桥可构建如下关系式： 4e～2Cl2(Br2、I2)～O2～4H

阳极产物

4－

4OH～2H2～2Cu～4Ag～M

n

－

＋

－

6

阴极产物

说明：M为金属，n为其化合价。

当然，也可根据电池总反应式列比例式求解。

【例2】 两个惰性电极插入500 mL AgNO3溶液中，通电电解。当电解液的pH从6.0变为3.0时，(设电解过程中阴极没有H2放出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略不计)电极上析出银的质量最大为 A．27 mg

( )

B．54 mg

C．106 mg

D．216 mg

【例3】 (1)用惰性电极电解400 mL一定浓度的硫酸铜溶液(不考虑电解过程中溶液体积的变化)，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol CuO后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，电解过程中转移的电子为________ mol。

(2)如果向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，电解过程中转移的电子为________ mol。

(3)如果向所得的溶液中加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH(不考虑CO2的溶解)，电解过程中转移的电子为________ mol。

电解原理的应用

电解池的工作原理及应用是电化学的重要内容，有关电解时电解质溶液的变化、电极产物的判断、溶液pH的变化等内容都是每年高考命题的热点内容，涉及电解原理与工业生产密切联系的氯碱工业、电解精炼、电解法处理污水等内容成为高考考查的重点。 【例4】 某课外活动小组用如图装置进行实验，试回答下列问题。 (1)若开始时开关K与a连接，则B极的电极反应式为____________。 (2)若开始时开关K与b连接，则B极的电极反应式为___________， 总反应的离子方程式为____________________________________。 有关上述实验，下列说法正确的是(填序号)__________。

①溶液中Na向A极移动 ②从A极处逸出的气体能使湿润的淀粉-KI

试纸变蓝 ③反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度 ④若标准状况 下B极产生2.24 L气体，则溶液中转移0.2 mol电子

(3)该小组同学认为，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。

＋

①该电解槽的阳极反应式为________________________________________________。 此时通过阴离子交换膜的离子数 (填“大于”、“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。

7

②制得的氢氧化钾溶液从出口(填“A”、“B”、“C”或“D”) 导出。

③通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因___________________________。 ④若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极的电极反应式为______________________________________________________________________。 【例5】 碘被称为“智力元素”，科学合理地补充碘可防止碘缺乏病。碘酸钾(KIO3)是国家规定的食盐加碘剂，它的晶体为白色，可溶于水。碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢或碘化物作用均生成单质碘。以碘为原料，通过电解制备碘酸钾的实验装置如右图所示。请回答下列问题： (1)碘是 (填颜色)固体物质，实验室常用 的方法来分离提纯含有少量杂质的固体碘。

(2)电解前，先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液，溶解时发生反应：

3I2+6KOH===5KI+KIO3+3H2O，将该溶液加入阳极区。另将氢氧化钾溶液加入阴极区，电解槽用水冷却。电解时，阳极上发生反应的电极反应式为____________________； 每生成1 mol KIO3，电路中通过的电子的物质的量为 。

(3)电解过程中，为确定电解是否完成，需检验电解液中是否有I-。请设计一个检验电解液中是否有I-的实验方案，并按要求填写下表。

要求：所需药品只能从下列试剂中选择，实验仪器及相关用品自选。 试剂：淀粉溶液、淀粉-KI试纸、过氧化氢溶液、稀硫酸。 实验方法 实验现象及结论 (4)电解完毕，从电解液中得到碘酸钾晶体的实验过程如下：

步骤②的操作名称是______________，步骤⑤的操作名称是____________。步骤④洗涤晶体的目的是_____________________________________________________________。

高考题组一 电解原理及其应用 (一)电解精炼铜、废液中铜的提取

1．(2011·上海，16)用电解法提取氯化铜废液中的铜，方案正确的是 C．用氢氧化钠溶液吸收阴极产物D．用带火星的木条检验阳极产物 (二)电镀

2．(山东，15)以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是 ( )

8

( )

A．用铜片连接电源的正极，另一电极用铂片B．用碳棒连接电源的正极，另一电极用铜片

A．未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程 B．因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系 C．电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率 D．镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用 (三)氯碱工业、电解制氢

3．(2011·北京理综，26)氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如下图所示。

(1)溶液A的溶质是 。

(2)电解饱和食盐水的离子方程式是___________________________________________。 (3)电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2～3。用化学平衡移动原理解释盐酸的作用：________________________________________________________________________。 4．氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点，其中电解法是一种重要方法，其原理是电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液，制氢的装置示意图如下(电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极)。电解时，阳极的电极反应式为______________________________________________________________________。

(四)电解法制备O3的原理

5． O3可由臭氧发生器(原理如下图)电解稀硫酸制得。

①图中阴极为 (填“A”或“B”)，其电极反应式为

________________________________________________________________________。 ②若C处通入O2，则A极的电极反应式为_____________________________________。 ③若C处不通入O2，D、E处分别收集到x L和y L气体(标准状况)，则E处收集的气体中O3所占的体积分数为 。(忽略O3的分解)

9

高考题组二 电解规律及有关计算

6．(2011·大纲全国卷，10)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．CuSO4 C．CuO

( )

B．H2O D．CuSO4·5H2O

7．(2009·全国理综Ⅰ，28)下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100 g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100 g 10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。

(1)接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4质量分数为10.47%，乙中c电极质量增加。据此回答问题：

①电源的N端为________极；

②电极b上发生的电极反应为_________________________________________________； ③列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积。 ④电极c的质量变化是__________g；

⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因：

甲溶液___________________________________________________________________； 乙溶液___________________________________________________________________； 丙溶液____________________________________________________________________； (2)如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？

高考题组三 金属的电化学腐蚀与防护

8．(2011·浙江理综，10)将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如右图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。下列说法正确的是

( )

A．液滴中的Cl由a区向b区迁移

B．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为O2＋2H2O＋4e===4OH

C．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2由a区向b区迁移，与b区的

＋

－

－

－

OH形成Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈

D．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为Cu－2e===Cu2

－

＋

－

9．(2010·北京理综，6)下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是 ( )

10

A．钢管与电源正极连接，钢管可被保护 B．铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀 C．钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀 D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe－3e===Fe3

－

＋

10．(2011·广东理综，32)由熔盐电解法获得的粗铝含一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采

用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝。工艺流程如下：

坩埚中精炼粗铝 700 ℃，通入Cl2

(注：NaCl熔点为801 ℃；AlCl3在181 ℃升华)

(1)精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，相关的化学方程式为①_____________________________________ 和②______________________________________________________________________。 (2)将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除Cl2外还含有__________；固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在__________。

(3)在用废碱液处理气体A的过程中，所发生反应的离子方程式为__________________。 (4)镀铝电解池中，金属铝为________极。熔融盐电镀液中铝元素和氯元素主要以AlCl4

－

－

和Al2Cl7形式存在，铝电极的主要电极反应式为_______________________________。 (5)钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是_____________。 11．(2009·海南，15)Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电

解液是LiAlCl4—SOCl2。电池的总反应可表示为4Li＋2SOCl2 ===4LiCl ＋S ＋SO2↑。 请回答下列问题：

(1)电池的负极材料为__________，发生的电极反应为

________________________________________________________________________。 (2)电池正极发生的电极反应为_____________________________________________。 (3)SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是____________________，反应的化学方程式为 ________________________________________________________________________。 (4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是_________________________。

简述原因要点要准确 考生答卷案例——找错纠错 11

失分原因分析 【案例1】所答是氧化铝膜能存在的原因，不是钢材被腐蚀的原因。 【案例2】没有针对“无水、无氧的条件”阐述。 解决方案与规范指导：考场现场：审题要准确，把握出题意图，选择合适的答题原理和方向。如：【案例1】应围绕钢铁被腐蚀的因素展开阐述。【案例2】应围绕锂与水、氧气的反应展开阐述。 课时规范训练3

教材习题回扣

1．(选修4P83－1)下列关于电解槽的叙述中不正确的是

( )

A．与电源正极相连的是电解槽的阴极B．与电源负极相连的是电解槽的阴极 C．在电解槽的阳极发生氧化反应D．电子从电源的负极沿导线流入电解槽的阴极 2．(选修4P83－2)下列关于铜电极的叙述中不正确的是

( )

A．锌铜原电池中铜是正极 B．在镀件上镀铜时可用金属铜作阳极 C．用电解法精炼粗铜时粗铜作阳极D．用电解法精炼粗铜时纯铜作阳极 3．(选修4P88－6)以下现象与电化学腐蚀无关的是

( )

A．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿B．生铁比纯铁容易生锈 C．铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈D．银质物品久置表面变暗

4．(选修4P88－4改编)下列装置中(杯中均盛有海水)能使铁受到保护不被腐蚀的是 ( )

5．(选修4P83－6)用铂作电极电解某金属的氯化物(XCl2)溶液，当收集到1.12 L氯气时(标准状况)，阴极增重3.2 g，则该金属的相对原子质量为________，电路中转移的电子数为__________。

能力提升训练

1．关于电解饱和NaCl水溶液，下列叙述正确的是

A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠 B．若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色

12

( )

C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色

D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性

2．化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是( )

A．用惰性电极电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为2Cl－2e===Cl2↑ B．氢氧燃料电池的负极反应式：O2＋2H2O＋4e===4OH

C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，阳极反应式为Cu－2e===Cu2

－

＋

－

－

－

－

D．钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：Fe－2e===Fe2

－

＋

3．某研究性学习小组的课题为“Mg-C原电池电解淀粉-KI溶液的研究”，其研究装置如图所示。下列有关说法不正确的是

( )

＋－＋

A．镁为负极，发生还原反应B．原电池中碳极反应式为Fe3＋e===Fe2 C．电解池中阳极处变蓝D．电解池中阴极处变红

4．如图电解池中装有硫酸铜溶液，选用不同材料的电极进行电解。下列说法正确的是( )

选项 A B C D 电极材料 阴极 石墨 铜 铁 铂 阳极 石墨 铜 铁 铁 通电后的变化 阴极质量增加，溶液的pH增大 阳极质量减小，阴极质量增加 两极的质量不发生变化 阴极质量减小，溶液的pH不变

5．如图所示是探究铁发生腐蚀的装置图。发现开始时U形管左端 红墨水水柱下降，一段时间后U形管左端红墨水水柱又上升。 下列说法不正确的是

( )

A．开始时发生的是析氢腐蚀 B．一段时间后发生的是吸氧腐蚀

C．两种腐蚀负极的电极反应式均为Fe－2e===Fe2

－

＋

D．析氢腐蚀的总反应式为2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2

6．如图所示，将铁棒和石墨棒插入1 L 1 mol·L-1食盐水中。下列说法正 确的是

－

－

( )

A．若电键K与N连接，铁被保护不会腐蚀

B．若电键K与N连接，正极反应式是4OH－4e===2H2O＋O2↑ C．若电键K与M连接，将石墨棒换成铜棒，可实现铁棒上镀铜

D．若电键K与M连接，当两极共产生28 L(标准状况)气体时，生成了1 mol NaOH 7．磷酸铁锂电池是一种新型锂电池(如图所示)，是未来锂离子电池的发 展方向。该电池的总反应式为Li+FePO4??LiFePO4。该电池所用的磷

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酸亚铁锂可按如下方法生产：将一定浓度的磷酸二氢铵、氯化锂混合 溶液作为电解液，以铁棒为阳极，石墨为阴极，电解析出磷酸亚铁锂

沉淀。沉淀经过滤、洗涤、干燥，在800 ℃左右、惰性气体氛围中灼烧即得晶态磷酸亚 铁锂。下列有关说法错误的是

===LiFePO4＋2H

B．该锂电池放电时正极反应式为FePO4＋Li＋e===LiFePO4 C．该锂电池充电时，阴极反应式为Li＋e===Li

D．图中出现了“Fe”的符号，说明磷酸铁锂电池的负极反应物为Fe

8. 某同学按下图所示的装置进行实验，A、B为两种常见金属，它们的硫酸盐可溶于水。当K闭合时，在交换膜处SO24从右向左移动。下列分析正确的是

－

＋

－＋

－

＋

－

( )

＋

－

A．在电解制备磷酸亚铁锂的过程中，阳极的电极反应式为Fe＋H2PO4＋Li－2e

( )

A．溶液中A2+浓度减小 B．B电极的反应：B-2e-===B2+ C．Y电极上有H2产生，发生还原反应

D．反应初期，X电极周围出现白色胶状沉淀，不久沉淀溶解

9．如图所示甲、乙两个装置，所盛溶液体积和浓度均相同且足量，当两装置电路中通过的电子都是1 mol时，下列说法不正确的是

( )

A．溶液的质量变化：甲减小乙增大 B．溶液pH变化：甲减小乙增大

C．相同条件下产生气体的体积：V甲＝V乙

D．电极反应式：甲中阴极：Cu2＋2e===Cu，乙中负极：Mg－2e===Mg2

＋

－

－

＋

10．如图所示水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：

(1)若试管内液面上升，则原溶液呈 性，发生 腐蚀，电极反应：负极：______________________________________； 正极：____________________________________________________。 (2)若试管内液面下降，则原溶液呈 性，发生 腐蚀。电极反应：

负极：_____________________________________________________________________； 正极：_____________________________________________________________________。

14

11．按下图所示装置进行实验，并回答下列问题：

(1)判断装置的名称：A池为 ，B池为 。

(2)锌极为 极，电极反应式为____________________________________________； 铜极为 极，电极反应式为_______________________________________________； 石墨棒C1为 极，电极反应式为____________________________________________； 石墨棒C2附近发生的实验现象为____________________________________________。 (3)当C2极析出224 mL气体(标准状况)时，锌的质量 (填“增加”或“减少”) g，CuSO4溶液的质量 (填“增加”或“减少”) g。 12．下列四种装置中，①盛200 mL 0.005 mol·L

－1

硫酸铜溶液 ②盛200 mL 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

(1)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是_____________________________________________________________ (注明电极名称)；

(2)用离子方程式回答：通电时装置④中的总反应式是___________________________， 溶液中可能发生的副反应是_________________________________________________； (3)工作一段时间后，测得导线上均通过0.002 mol电子，则上述四种装置中溶液pH最小的是 (用编号回答，溶液体积变化忽略不计)；

(4)若将装置④中的外加电源拆去，用导线将两个电极连接，则Fe极上发生的反应是________________________________________________________________________， C极上发生的反应是______________________________________________________。

答案

基础再现·深度思考

考点一1．电流 氧化反应 还原反应2．电能 化学能3．(1)①电源 ②电解质溶液 熔融盐③闭合回路(2)

(3)①负极 阴极 阳极 正极 ②阴极 阳极

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考点二

1．(1)2Cl－2e===Cl2↑ 氧化 2H＋2e===H2↑ 还原(3)烧碱 氯气 氢气 2．(1)阴 阳 (2)AgNO3溶液等含镀层金属阳离子的盐溶液(3)Ag－e===Ag Ag＋e===Ag(4)阳 阴 不变

3．(1)粗铜 纯铜 (3)Cu－2e===Cu2 Cu2＋2e===Cu

－

＋

＋

－

－

＋

＋

－

－

－

＋

－

4．(1)2Cl－2e===Cl2↑ 2Na＋2e===2Na(2)6O2－12e===3O2↑ 4Al3＋12e===4Al

－

－

＋

－

－

－

＋

－

考点三

1．失去电子 金属阳离子 氧化反应2．(1)(从左至右，从上至下)非金属单质直接 电解质溶液 无 有微弱 氧化 氧化电化学(2)(从左至右，从上至下)水膜酸性较强(pH≤4.3) 水膜酸性很弱或呈中性 Fe－2e===Fe2 2H＋2e===H2↑ O2＋2H2O＋4e===4OH

－

＋

＋

－

－

－

Fe＋2H===Fe2＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2吸氧腐蚀

＋

＋

3．(1)①原电池 a．负极 b．正极 ②电解 a．阴极 b．阳极 深度思考

1．(1)2H2O=====2H2↑＋O2↑(2)2HCl=====H2↑＋Cl2↑(3)CuCl2=====Cu＋Cl2↑ (4)2Cl＋2H2O=====Cl2↑＋H2↑＋2OH(5)2Cu2＋2H2O=====2Cu＋O2↑＋4H

－

－

＋

＋

电解电解电解

电解电解

2．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．用惰性电极电解时，若要使电解后的溶液恢复到原状态，应遵循“缺什么加什么，缺多少加多少”的原则，一般加入阴极产物与阳极产物形成的化合物。 4．Ⅰ.2Al－6e＋3H2O===Al2O3＋6H Ⅱ.Al＋3HCO3－3e===Al(OH)3＋3CO2↑

5．(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↓＋I2

6．(1)湿润的淀粉-KI试纸变蓝 (2)防止H2和Cl2混合爆炸，防止Cl2与溶液中的NaOH反应。

7．(1)4OH－4e===2H2O＋O2↑ (2)H放电，促进水的电离，OH浓度增大 (3)B 8．D 9.B 10.C 11.A 规律方法·解题指导

【例1】 (1)负 正(2)4Ag＋4e===4Ag 0.025(3)4OH－4e===2H2O＋O2↑ 140 (4)Cu2＋2e===Cu 0.012 5(5)2Cl－2e===Cl2↑ 280(6)B HNO3【例2】 B

＋

－

－

－

＋

－

－

－

－

－

＋

－

－

－－

－

－

＋－

＋

＋－

【例3】 (1)0.2 (2)0.4 (3)0.6【例4】 (1)Fe－2e===Fe2(2)2H＋2e===H2↑

－

＋

＋

－

2Cl＋2H2O=====2OH＋H2↑＋Cl2↑ ②(3)①4OH－4e===2H2O＋O2↑ 小于 ②D ③H在阴极附近放电，引起水的电离平衡向右移动，使c(OH)>c(H) ④O2＋2H2O＋4e===4OH

【例5】 (1)紫黑色 升华 (2)2I－2e===I2(或I＋6OH－6e===IO3＋3H2O) 6 mol (3)

实验方法 实验现象及结论 －

－

－

－

－

－

－

－

＋

－

＋

－

电解

－－－

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取少量阳极区电解液于试管中，加稀硫酸酸化后加入几滴淀粉试液，观察是否变蓝。 真题重组·规范集训

如果不变蓝，说明无I(如果变蓝，说明有I) －－(4)冷却结晶 干燥 洗去吸附在碘酸钾晶体上的氢氧化钾等杂质 1．B 2．C 3．(1)NaOH(2)2Cl＋2H2O=====H2↑＋Cl2↑＋2OH (3)Cl2与水反应：Cl2＋H2

水中的溶解，有利于Cl2的逸出

4．CO(NH2)2＋8OH－6e===CO2－3＋N2↑＋6H2O5．①A 2H＋2e===H2↑ ②O2＋4H

＋

－

－

＋

－

－

电解

－

＋HClO，增大HCl的浓度使平衡逆向移动，减少Cl2在

10.00%－－

7．(1)①正 ②4OH－4e===2H2O ＋ O2↑③水减少的质量：100 g×(1－)＝4.5 g，

10.47%

4.5 g1－

生成O2的体积：mol1＝2.8 L ④16 ⑤碱性增大，因为相当于电解－1××22.4 L·218 g·mol水 酸性增大，因OH放电， H增多 酸碱性不变，相当于电解水

(2)能继续进行，因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液，反应也就变为水的电解反应。 8．B 9．B 10．(1)Fe2O3＋2Al=====2Fe＋Al2O33SiO2＋4Al=====3Si＋2Al2O3

(2)HCl、AlCl3 NaCl(3)Cl2＋2OH===Cl＋ClO＋H2O，H＋OH===H2O (4)阳 Al＋4Cl－3e===AlCl4，2Al＋7Cl－6e===Al2Cl7 (5)氧化铝膜能隔绝空气，阻碍钢铁被腐蚀

11．(1)Li(还原剂) Li－e=== Li(2)2SOCl2＋4e===4Cl＋S＋SO2↑

(3)出现白雾，有刺激性气体生成SOCl2＋H2O===SO2 ↑＋ 2HCl↑

(4)因为构成电池的两个主要成分Li能和氧气、水反应，且SOCl2也与水反应 课时规范训练 教材习题回扣

1．A 2.D 3.D 4.B5．64 6.02×1022个 能力提升训练

1．B 2.A 3.A 4.B 5.D 6.D 7.D8．D 9.C

10．(1)中性、碱性或弱酸 吸氧 2Fe－4e===2Fe2 O2＋4e＋2H2O===4OH

－

＋

－

－

－

＋

－

－

－

－

－

－

－

－

－

－

－

＋

－

－

＋

＋4e===2H2O ③(x－2y)/y6．C

－

高温高温

(2)较强酸 析氢 Fe－2e===Fe2 2H＋2e===H2↑

－

＋

＋

－

11．(1)原电池 电解池

(2)负 Zn－2e===Zn2 正 Cu2＋2e===Cu 阳 2Cl－2e===Cl2↑ 有无色气

－

＋

＋

－

－

－

体产生，附近溶液出现红色 (3)减少 0.65 增加 0.01

12．(1)①③④ 阴极：2Cu2＋4e===2Cu，阳极：4OH－4e===O2↑＋2H2O

＋

－

－

－

(2)2Cl＋2H2O=====H2↑＋Cl2↑＋2OH Cl2＋2OH===Cl＋ClO＋H2O (3)② (4)2Fe－4e===2Fe2 O2＋2H2O＋4e===4OH

－

＋

－

－

－

电解

－－－－

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