第三节 电解池金属的腐蚀与防护(考点考法剖析)-【高考引领教学】2023届高考化学一轮针对性复习方案(全国通用)(原卷版)
第三节 电解池 金属的腐蚀与防护
【必备知识要求】
1.理解电解池的构成、工作原理及应用,能书写电极反应和总反应方程式。
2.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。
【关键能力及高考要求】
关键能力要求:实验和探究能力、理解辨析能力、微观想象能力、分析推理能力。
高考要求:电解原理及其应用的内容是历年高考的常考知识点之一,通常以实际生产中的
新型电解池为素材,以选择题的形式考查电解池的工作原理,如电极反应式判断、电解质
溶液中的现象及相关计算;以选择题的形式考查金属腐蚀的危害及一些防腐措施;以填空
题的形式结合生产和生活考查新情境下电解原理的实际应用,如电解除污、结合离子交换
膜进行电解等电极反应式和电池反应式的书写,解释一些化工原理。在近几年高考中,涉
及离子交换膜的应用及电解液介质对电极反应影响的试题比较多,且出题频率高、试题新
颖,离子交换膜的功能在于选择性地通过或阻止某些离子来达到隔离某些物质的作用。
【学科核心素养解析】
1.变化观念与平衡思想:认识化学变化的本质是有新物质生成,并伴有能量的转化;能多
角度、动态地分析电解池中发生的反应,并运用电解原理解决实际问题。
2.证据推理与模型认知:利用电解池装置,分析电解原理,建立解答电解池问题的思维模
型,并利用模型揭示其本质及规律。
3.科学态度与社会责任:肯定电解原理对社会发展的重大贫献,具有可持续发展意识和绿
色化学观念,能对与电解有关的社会热点问题做出正确的价值判断。
必备知识点
1电解原理
一.电解和电解池
1.电解: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,电解
就是电解质溶液导电。
2.电解池:电能转化为化学能的装置。
3.电解池的构成
(1)整个电解体系有四个电极:
电源的电极:正极:电势高的电极,电流流出;负极:电势低的电极,电流流入。
电解池的电极:阳极:与正极相连的电极,电势高,失去电子,化合价升高,发生氧化反
应。
阴极:与负极相连的电极,电势低,得到电子,化合价降低,发生还原反应。
(2)电解质溶液(或熔融电解质),电流可以通过,电子不能通过。
(3) 形成闭合回路。
二.电解池的工作原理
1.电极名称及电极反应式(电解 CuCl2溶液为例)
总反应式:CuCl2=====Cu+Cl2↑
2.电解过程的三个流向
①电子流向:电源负极→电解池阴极;电解池的阳极→电源的正极;
②离子流向:阳离子→电解池的阴极,阴离子→电解池的阳极。
③电流方向:电源正极→电解池阳极→电解质溶液→阴极→负极。
三.电极反应式、电解方程式的书写
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,找全离子并分阴离子、阳离子两组,不要忘记水溶液中的
H+和OH-,要区分是水中的 H+或OH-放电,还是酸或碱中H+或OH-放电。
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.判断电极产物,看放电的产物与电解质溶液中的其它离子是否能共存,若不能共存,则
要将电解质溶液中的其它离子与看放电的产物再次反应的产物一并写出。
5.分析电极反应,要注意遵循原子守恒和电荷守恒。
6.最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式,并注明“电解”条件。
四.阴、阳极的判断方法
(1)根据外接电源:正极接阳极,负极接阴极。
(2)根据电流方向:从阴极流出,从阳极流入。
(3)根据电子流向:从阳极流出,从阴极流入。
(4)根据离子移向:阴离子移向阳极,阳离子移向阴极。
(5)根据电极产物:阳极——电极溶解、逸出O2(或阳极区酸性增强)或 Cl2;阴极——析出金
属、逸出H2(或阴极区碱性增强)。
(6)根据反应类型:阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应。
五.用惰性电极电解电解质溶液的规律
(1)电解溶剂水型
电解质类型
电极反应式及总反应式:
2H2O=====2H2↑+O2↑
电解质溶
液浓
度
溶液
p
H
电解质溶
液复
原
含氧酸,如 H2SO4
阴极:4H++4e-===2H2↑
阳极:2H2O-4e-===O2↑+4H+
增大
减小
加水
可溶性强碱,如
NaOH
阴极:4H2O+4e-===2H2↑+4OH-
阳极:4OH--4e-===O2↑+2H2O
增大
活泼金属含氧酸
盐,如 KNO3
阴极:4H2O+4e-===2H2↑+4OH-
阳极:2H2O-4e-===O2↑+4H+
不变
(2)电解溶质型
电解质
类型
电极反应式
及总反应式
电解质
溶液
浓度
溶液
pH
电解质
溶液
复原
无氧酸,如
HCl
阴极:2H++2e-===H2↑
阳极:2Cl--2e-===Cl2↑
总反应式:2HCl=====H2↑+Cl2↑
减小
增大
通入
HCl
气体
不活泼金属
无氧酸
盐,如
CuCl2
阴极:Cu2++2e-===Cu
阳极:2Cl--2e-===Cl2↑
总反应式:CuCl2=====Cu+Cl2↑
加入
CuCl2
固体
(3)电解溶质和溶剂水型,生成 H2和碱(析氢生碱型):
电解质
(水溶液)
电极反应式及总反应式
电解质
浓度
溶液
pH
溶液
复原
活泼金属的无
氧酸盐
(如 NaCl)
阳极:2Cl--2e-===Cl2↑
阴极:2H2O+2e-===H2↑+2OH-
总反应式:2Cl-+2H2O=====Cl2↑+
H2↑+2OH-
生成新
电解质
增大
通入
HCl
气体
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