2019版高考化学高分培养计划一轮全国创新版高分讲义：第32讲+电解原理+金属的腐蚀和防护+Word版含答案.docx

第32讲　电解原理　金属的腐蚀和防护一、电解原理1．电解2．电解池(1)定义：电解池是把电能转变为化学能的装置。(2)电解池的构成条件①有外接直流电源。②有与电源相连的两个电极。③形成闭合回路。④电解质溶液或熔融电解质。(3)电解池工作原理(以电解CuCl2溶液为例)(4)电解原理示意图二、电解原理的应用1．氯碱工业(1)电极反应阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑(反应类型：氧化反应)，阴极：2H＋＋2e－===H2↑(反应类型：还原反应)。(2)总反应方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。总反应离子方程式：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑。2．电解精炼铜3．电镀铜4．电冶金利用电解熔融盐(或氧化物)的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。三、金属的腐蚀和防护1．金属腐蚀的本质金属原子失去电子变成金属阳离子，金属发生氧化反应。2．金属腐蚀的类型(1)化学腐蚀与电化学腐蚀(2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀以钢铁的腐蚀为例进行分析：铁锈的形成：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，2Fe(OH)3＋(x－3)H2O===Fe2O3·xH2O(铁锈)。3．金属的防护1．正误判断，正确的画“√”，错误的画“×”。(1)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现。(　　)(2)电解CuCl2溶液，阴极逸出的气体能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色。(　　)(3)电解盐酸、硫酸等溶液，H＋放电，溶液的pH逐渐增大。(　　)(4)电解时，电解液中阳离子移向阳极，发生还原反应。(　　)(5)用惰性电极电解饱和食盐水一段时间后，加入盐酸可使电解质溶液恢复到电解前的状态。(　　)(6)电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料。(　　)(7)在镀件上电镀铜时，镀件应连接电源的正极。(　　)答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×(7)×2.利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产中的应用。下列说法正确的是(　　)A．氯碱工业中，X电极上反应式是4OH－－4e－===2H2O＋O2↑B．电解精炼铜时，Z溶液中的Cu2＋浓度不变C．在铁片上镀铜时，Y是纯铜D．制取金属镁时，Z是熔融的氯化镁答案　D解析　氯碱工业中阳极是Cl－放电生成Cl2，A错误；电解精炼铜时阳极粗铜溶解，阴极Cu2＋放电析出Cu，但是粗铜中含有锌、铁、镍等杂质，使得溶液中Cu2＋浓度变小，B错误；铁片上镀铜时，阴极应该是铁片，阳极是纯铜，C错误；D正确。考点1　电解池的工作原理题型一　电解规律的考查典例1　(2016·全国卷Ⅰ)三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na＋和SO可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是(　　)A．通电后中间隔室的SO离子向阳极迁移，阳极区溶液pH增大B．该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品C．阴极反应为2H2O－4e－===O2＋4H＋，阴极区溶液pH降低D．当电路中通过1 mol电子的电量时，会有0.5 mol的O2生成解析　阳极区域水电离出的OH－放电，溶液中c(H＋)增大，pH减小，中间隔室的SO透过cd膜移到阳极区可得产品H2SO4；阴极区水电离出的H＋放电：2H＋＋2e－===H2↑，溶液中c(OH－)增大，溶液pH增大，中间隔室的Na＋透过ab膜移入阴极区，可得产品NaOH；由电子守恒，结合电极反应4OH－－4e－===2H2O＋O2↑可知，通过1 mol e－会有0.25 mol O2产生。答案　B名师精讲以惰性电极电解电解质溶液的规律1．以石墨为电极，电解KI溶液(其中含有少量酚酞和淀粉)。下列说法错误的是(　　)A．阴极附近溶液呈红色 B．阴极逸出气体C．阳极附近溶液呈蓝色 D．溶液的pH变小答案　D解析　以石墨为电极，电解KI溶液的方程式是2KI＋2H2OI2＋H2↑＋2KOH。在阴极由于产生氢气，溶液显碱性，遇酚酞溶液变为红色，A正确；阴极有H2生成，B正确；由于其中含有少量酚酞和淀粉，所以在阳极附近碘单质遇淀粉，溶液变为蓝色，C正确；因为产生了碱，溶液碱性增强，所以溶液的pH变大，D错误。2.如图是一个石墨作电极，电解稀的Na2SO4溶液的装置，通电后在石墨电极A和B附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列有关叙述正确的是(　　)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味气体C．A电极附近呈红色，B电极附近呈蓝色D．电解一段时间后，将全部电解液转移到同一烧杯中，充分搅拌后溶解呈中性答案　D解析　A、B电极反应式分别为4H2O＋4e－