《2016高考化学一轮复习课件：92《电解池金属的电化学腐蚀与防护》.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2016高考化学一轮复习课件：92《电解池金属的电化学腐蚀与防护》.ppt（115页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第二节电解池金属的电化学腐蚀与防护考考纲纲考情考情三年三年2525考高考指数：考高考指数：1.1.了解了解电电解池的工作原理，能写出解池的工作原理，能写出电电极反极反应应和和电电池反池反应应方方程式。程式。2.2.理解金属理解金属发发生生电电化学腐化学腐蚀蚀的原因、金属腐的原因、金属腐蚀蚀的危害，防的危害，防止金属腐止金属腐蚀蚀的措施。的措施。【知知识识梳理梳理】一、一、电电解原理解原理1.1.电电解、解、电电解池：解池：还原还原氧化氧化电电化学化学2.2.电电解池的工作原理解池的工作原理(电电解解CuClCuCl2 2溶液溶液)：总总反反应应方程式：方程式：_。电解电解=CuCu2+2+2e
2、+2e-=Cu=Cu 还原反应还原反应氧化反应氧化反应阴极阴极阳极阳极2Cl2Cl-2e-2e-=ClCl2 2CuClCuCl2 2 Cu+Cl Cu+Cl2 23.3.电电解原理的解原理的应应用：用：(1)(1)电电解解饱饱和食和食盐盐水水(氯氯碱工碱工业业)。总总反反应应方程式：方程式：_。电解电解=2H2H+2e+2e-=H=H2 2还原还原氧化氧化2Cl2Cl-2e-2e-=ClCl2 2 2NaCl+2H2NaCl+2H2 2O 2NaOH+HO 2NaOH+H2 2+Cl+Cl2 2(2)(2)电镀电镀与与电电解精解精炼炼。装置。装置。电电解精解精炼铜炼铜的的电电极反极反应应。阳
3、极：阳极：Zn-2eZn-2e-=Zn=Zn2+2+、Fe-2eFe-2e-=FeFe2+2+、_阴极：阴极：_Cu-2eCu-2e-=Cu=Cu2+2+CuCu2+2+2e+2e-=Cu=Cu(3)(3)电电冶金。冶金。冶冶炼钠炼钠、钙钙、镁镁、铝铝等活等活泼泼金属，必金属，必须须用用电电解法。如解法。如电电解熔融解熔融氯氯化化钠钠得到得到钠时钠时：2Cl2Cl-2e-2e-=ClCl2 2 2Na2Na+2e+2e-=2Na=2Na2NaCl(2NaCl(熔融熔融)2Na+Cl)2Na+Cl2 2 电解电解=【微点微点拨拨】(1)(1)电电解池中，在外解池中，在外电电路中是路中是电电子子导
4、电导电，溶液中是阴阳离子，溶液中是阴阳离子导电导电。(2)(2)电电解解质质溶液溶液导电时导电时一定一定发发生氧化生氧化还还原反原反应应。(3)(3)电镀电镀池中溶液池中溶液浓浓度不度不变变，电电解精解精炼时炼时溶液中的离子溶液中的离子浓浓度要减小。度要减小。二、金属的腐蚀与防护二、金属的腐蚀与防护1.1.化学腐化学腐蚀蚀和和电电化学腐化学腐蚀蚀的比的比较较：类类型型化学腐化学腐蚀蚀电电化学腐化学腐蚀蚀条件条件金属与接触到的物金属与接触到的物质质直接反直接反应应不不纯纯金属接触到金属接触到电电解解质质溶溶液液发发生生_反反应应本本质质M-neM-ne-=M=Mn+n+现现象象金属被腐金属被腐蚀
5、蚀_被腐被腐蚀蚀区区别别_电电流流产产生生_电电流流产产生生注：通常两种腐注：通常两种腐蚀蚀同同时时存在，但存在，但电电化学腐化学腐蚀蚀比化学腐比化学腐蚀蚀普遍得普遍得多，危害也更多，危害也更严严重重原原电电池池较较活活泼泼金属金属无无有有2.2.电化学腐蚀的分类电化学腐蚀的分类(钢铁腐蚀钢铁腐蚀)：类类型型析析氢氢腐腐蚀蚀吸氧腐吸氧腐蚀蚀水膜性水膜性质质_负负极反极反应应_正极反正极反应应_总总反反应应Fe+2HFe+2H+=Fe=Fe2+2+H+H2 22Fe+O2Fe+O2 2+2H+2H2 2O=2Fe(OH)O=2Fe(OH)2 2酸性酸性弱酸性或中性或碱性弱酸性或中性或碱性Fe-2
6、eFe-2e-=Fe=Fe2+2+2H2H+2e+2e-=H=H2 22H2H2 2O+OO+O2 2+4e+4e-=4OH=4OH-类类型型析析氢氢腐腐蚀蚀吸氧腐吸氧腐蚀蚀其他反其他反应应吸氧腐吸氧腐蚀还蚀还伴随以下反伴随以下反应应：4Fe(OH)4Fe(OH)2 2+O+O2 2+2H+2H2 2O=4Fe(OH)O=4Fe(OH)3 32Fe(OH)2Fe(OH)3 3=Fe=Fe2 2O O3 3xHxH2 2O+(3-x)HO+(3-x)H2 2O O注：吸氧腐注：吸氧腐蚀蚀比析比析氢氢腐腐蚀蚀更普遍更普遍3.3.金属的防金属的防护护：(1)(1)牺牺牲阳极的阴极保牲阳极的阴极保护护
7、法利用法利用_。(2)(2)外加外加电电流的阴极保流的阴极保护护法利用法利用_。(3)(3)改改变变金属内部金属内部结结构构如制成不如制成不锈钢锈钢。(4)(4)加保加保护层护层如如电镀电镀、喷喷漆、覆膜等。漆、覆膜等。原原电电池原理池原理电电解池原理解池原理【微点微点拨拨】(1)(1)吸氧腐吸氧腐蚀蚀是金属腐是金属腐蚀蚀的主要形式，而且析的主要形式，而且析氢氢腐腐蚀蚀最最终终也会被吸氧腐也会被吸氧腐蚀蚀所代替，因所代替，因为为析析氢氢反反应过应过程中溶液酸性逐程中溶液酸性逐渐渐减弱。减弱。(2)(2)在金属活在金属活动动性性顺顺序中位于序中位于氢氢前面和前面和氢氢之后的金属都能之后的金属都能
8、发发生吸氧腐生吸氧腐蚀蚀，但只有在金属活但只有在金属活动动性性顺顺序表中位于序表中位于氢氢前面的金属才可能前面的金属才可能发发生析生析氢氢腐腐蚀蚀。【小小题题快快练练】1.1.【思考辨析思考辨析】(1)(2014(1)(2014天津高考天津高考)已知：已知：化合物化合物MgOMgOAlAl2 2O O3 3MgClMgCl2 2AlClAlCl3 3类类型型离子化合物离子化合物离子化合物离子化合物离子化合物离子化合物共价化合物共价化合物熔点熔点/2 8002 8002 0502 050714714191191故工故工业业制制镁时镁时，电电解解MgClMgCl2 2而不而不电电解解MgOMgO；
9、制；制铝时电铝时电解解AlAl2 2O O3 3而不而不电电解解AlClAlCl3 3。()()【分析分析】MgOMgO的熔点比的熔点比MgClMgCl2 2的熔点高，的熔点高，MgOMgO熔融时耗费更多能源，增熔融时耗费更多能源，增加成本；加成本；AlClAlCl3 3是共价化合物，熔融态时不电离，难导电，故冶炼铝是共价化合物，熔融态时不电离，难导电，故冶炼铝不能用电解不能用电解AlClAlCl3 3的方法。的方法。(2)(2014(2)(2014江江苏苏高考高考)若在海若在海轮轮外壳上附着一些外壳上附着一些铜块铜块，则则可以减可以减缓缓海海轮轮外壳的腐外壳的腐蚀蚀。()()【分析分析】Fe
10、Fe与与CuCu在海水中形成原电池，在海水中形成原电池，CuCu作正极，加快铁的腐蚀。作正极，加快铁的腐蚀。(3)(2012(3)(2012上海高考上海高考)实现实现Zn+2HZn+2H+=Zn=Zn2+2+H+H2 2反反应应的装置只能是原的装置只能是原电电池。池。()()【分析分析】可以是电解池，可以是电解池，ZnZn作阳极，酸液作电解液。作阳极，酸液作电解液。(4)(4)电电解解CuSOCuSO4 4溶液，若用石墨作溶液，若用石墨作电电极，当有极，当有32 g Cu32 g Cu生成生成时时阳极上阳极上产产生生O O2 2的体的体积为积为5.6 L5.6 L。()()【分析分析】只有在标
11、准状况下才成立。只有在标准状况下才成立。2.2.【教材研教材研习习】(1)(RJ(1)(RJ选选修修4 4P83)P83)下列关于下列关于铜电铜电极的叙述正确的是极的叙述正确的是()A.A.铜锌铜锌原原电电池中池中铜铜是是负负极极B.B.用用电电解法精解法精炼炼粗粗铜时铜时粗粗铜铜作阴极作阴极C.C.在在镀镀件上件上电镀铜时电镀铜时用金属用金属铜铜作阳极作阳极D.D.电电解稀硫酸制解稀硫酸制H H2 2、O O2 2时铜时铜作阳极作阳极【解析解析】选选C C。A A项，锌比铜活泼，故铜作正极，错误；项，锌比铜活泼，故铜作正极，错误；B B项，电解冶项，电解冶炼铜时，粗铜作阳极，故炼铜时，粗铜作
12、阳极，故B B错误；电镀时，待镀金属作阴极，镀层金错误；电镀时，待镀金属作阴极，镀层金属为阳极，故属为阳极，故C C正确；电解正确；电解H H2 2SOSO4 4制制H H2 2、O O2 2时，阳极必为惰性电极，时，阳极必为惰性电极，D D错错误。误。(2)(RJ(2)(RJ选选修修4 4P83)P83)下列有关下列有关电电解槽的叙述中不正确的是解槽的叙述中不正确的是()A.A.电电解池的阳极上解池的阳极上发发生氧化反生氧化反应应，阴极上，阴极上发发生生还还原反原反应应B.B.直流直流电电源跟源跟电电解池解池连连接后，接后，电电子从子从电电源源负负极流向极流向电电解池阳极解池阳极C.C.电镀
13、时电镀时，电镀电镀池里的阳极材料池里的阳极材料发发生氧化作用生氧化作用D.D.电电解解饱饱和食和食盐盐水水时时，阴极得到，阴极得到氢氢氧化氧化钠钠溶液和溶液和氢氢气气【解析解析】选选B B。电解池中电子从负极流向电解池的阴极，。电解池中电子从负极流向电解池的阴极，B B错。错。(3)(RJ(3)(RJ选选修修4 4P83)1 L 1 molP83)1 L 1 molL L-1-1的的AgNOAgNO3 3溶液在以溶液在以银为银为阳极，阳极，铁铁为为阴极的阴极的电电解槽中解槽中电电解，当阴极增重解，当阴极增重2.16 g2.16 g时时，下列判断不正确的，下列判断不正确的是是()A.A.溶液溶液
14、浓浓度仍度仍为为1 mol1 molL L-1-1B.B.阳极上阳极上产产生生112 mL O112 mL O2 2(标标准状况准状况)C.C.转转移的移的电电子数是子数是1.204101.204102222D.D.反反应应中有中有0.02 mol0.02 mol金属被氧化金属被氧化【解析解析】选选B B。电镀过程中，溶液的浓度不变，。电镀过程中，溶液的浓度不变，A A正确；阳极反应为正确；阳极反应为Ag-eAg-e-=Ag=Ag+，阴极反应为，阴极反应为AgAg+e+e-=Ag=Ag，阳极上无氧气生成，故，阳极上无氧气生成，故B B错；错；2.16 g Ag2.16 g Ag的物质的量为的物
15、质的量为0.02 mol0.02 mol，故阳极有，故阳极有0.02 mol0.02 mol银被氧化，转银被氧化，转移的电子数是移的电子数是1.204101.204102222，C C、D D均正确。均正确。(4)(RJ(4)(RJ选选修修4 4P88)P88)如如图图所示，装置中都盛有所示，装置中都盛有0.1 mol0.1 molL L-1-1的的NaClNaCl溶液，溶液，放置一定放置一定时间时间后，装置中的四后，装置中的四块块相同的相同的锌锌片腐片腐蚀蚀速率由快到慢的正确速率由快到慢的正确顺顺序是序是()A.A.B.B.C.C.D.D.【解析解析】选选D D。由作电解池阳极引起的腐蚀。由
16、作电解池阳极引起的腐蚀 作原电池负极引起的腐蚀作原电池负极引起的腐蚀 化学腐蚀化学腐蚀 有防护措施的腐蚀可知选有防护措施的腐蚀可知选D D。【速记卡片速记卡片】1.1.两个两个电电极的判断：极的判断：(1)(1)阳极：与阳极：与电电源正极相源正极相连连、发发生氧化反生氧化反应应、阴离子移向的一极。、阴离子移向的一极。(2)(2)阴极：与阴极：与电电源源负负极相极相连连、发发生生还还原反原反应应、阳离子移向的一极。、阳离子移向的一极。2.2.阴阳两极的放阴阳两极的放电顺电顺序：序：(1)(1)阳极阳极(2)(2)阴极：阴极：AgAg+FeFe3+3+CuCu2+2+HH+(酸酸)Fe)Fe2+2
17、+ZnZn2+2+AlAl3+3+MgMg2+2+NaNa+活性电极：电极材料放电活性电极：电极材料放电惰性电极：惰性电极：S S2-2-I I-BrBr-ClCl-OHOH-含氧酸根离子含氧酸根离子3.3.两种两种电电化学腐化学腐蚀类蚀类型的正极反型的正极反应应式：式：(1)(1)析析氢氢腐腐蚀蚀：2H2H+2e+2e-=H=H2 2。(2)(2)吸氧腐吸氧腐蚀蚀：O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e-=4OH=4OH-。考点一考点一 电电解原理及解原理及电电极反极反应应式的式的书书写写【自主自主训练训练】(2013(2013浙江高考浙江高考)电电解装置如解装置如图图所示，所示，电
18、电解槽内装有解槽内装有KIKI及淀粉溶液，中及淀粉溶液，中间间用阴用阴离子交离子交换换膜隔开。在一定的膜隔开。在一定的电压电压下通下通电电，发现发现左左侧侧溶液溶液变蓝变蓝色，一段色，一段时间时间后，后，蓝蓝色逐色逐渐变渐变浅。浅。已知：已知：3I3I2 2+6OH+6OH-=+5I=+5I-+3H+3H2 2O O。下列下列说说法不正确的是法不正确的是()A.A.右右侧发侧发生的生的电电极反极反应应式：式：2H2H2 2O+2eO+2e-=H=H2 2+2OH+2OH-B.B.电电解解结结束束时时，右，右侧侧溶液中含有溶液中含有 C.C.电电解槽内解槽内发发生反生反应应的的总总化学方程式：化
19、学方程式：KI+3HKI+3H2 2O KIOO KIO3 3+3H+3H2 2D.D.如果用阳离子交如果用阳离子交换换膜代替阴离子交膜代替阴离子交换换膜，膜，电电解槽内解槽内发发生的生的总总化学反化学反应应不不变变通电通电=【解析解析】选选D D。电解时左侧溶液变蓝，说明反应中。电解时左侧溶液变蓝，说明反应中I I-II2 2，则电极反，则电极反应为应为2I2I-2e-2e-=I=I2 2，该极为阳极。右侧电极为阴极，发生还原反，该极为阳极。右侧电极为阴极，发生还原反应，则应水放电生成应，则应水放电生成H H2 2，电极反应为，电极反应为2H2H2 2O+2eO+2e-=H=H2 2+2OH
20、+2OH-，A A说法说法正确。电解过程中阴离子正确。电解过程中阴离子OHOH-可通过阴离子交换膜向阳极移动，因此可通过阴离子交换膜向阳极移动，因此OHOH-可从右侧进入左侧，导致单质可从右侧进入左侧，导致单质I I2 2与与OHOH-反应：反应：3I3I2 2+6OH+6OH-=+5I+5I-+3H+3H2 2O O，因此左侧溶液中产生，因此左侧溶液中产生 ，也可透过阴离子交换膜进也可透过阴离子交换膜进入右侧，入右侧，B B说法正确。把两电极反应和说法正确。把两电极反应和I I2 2与与OHOH-的反应合并，可得总反的反应合并，可得总反应方程式：应方程式：KI+3HKI+3H2 2O KIO
21、O KIO3 3+3H+3H2 2，C C说法正确。如果用阳离子交说法正确。如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，则右侧产生的换膜代替阴离子交换膜，则右侧产生的OHOH-不能进入左侧，则不会发不能进入左侧，则不会发生单质生单质I I2 2与与OHOH-的反应，因此电解槽内的化学反应不同，的反应，因此电解槽内的化学反应不同，D D说法错误。说法错误。通电通电=【归纳总结归纳总结】有关有关电电解解习题习题的解的解题题步步骤骤(1)(1)明确明确电电极反极反应规应规律。律。阴极：得阴极：得电电子，子，还还原反原反应应。(一般一般)电电极本身不参加反极本身不参加反应应；一定是；一定是电电解解质质溶液中阳
22、离子溶液中阳离子“争争”得得电电子。子。阳极：失阳极：失电电子，氧化反子，氧化反应应。若若为为金属金属(非惰性，非惰性，AuAu、PtPt除外除外)电电极，极，电电极失极失电电子；若子；若为为惰性惰性电电极，极，电电解解质质溶液中阴离子溶液中阴离子“争争”失失电电子。子。(2)(2)准确判断离子放电顺序。准确判断离子放电顺序。阳离子放电顺序：阳离子放电顺序：上述上述顺顺序表明在金属活序表明在金属活动动性性顺顺序中，越活序中，越活泼泼的金属，其阳离子越的金属，其阳离子越难结难结合合电电子，但子，但FeFe3+3+氧化性氧化性较较强强，排在，排在CuCu2+2+之前。之前。阴离子放阴离子放电顺电顺
23、序：序：若是活若是活泼泼金属作阳极，因金属失金属作阳极，因金属失电电子能力子能力强强，阳极反，阳极反应则应则是是电电极材料极材料本身失本身失电电子被氧化，而不是阴离子放子被氧化，而不是阴离子放电电。(3)(3)联联系分析系分析电电解解问题问题的基本思路模式。的基本思路模式。通通电电前：前：电电解解质质溶液中含有哪些阴、阳离子溶液中含有哪些阴、阳离子(包括水包括水电电离出的离出的H H+和和OHOH-)。通通电时电时，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，结结合放合放电顺电顺序分析序分析谁谁优优先放先放电电。写写电电极反极反应应式，并式，并结结合合题题目要求分析目要求分
24、析电电解解结结果，如两极果，如两极现现象、水的象、水的电电离平衡移离平衡移动动、离子、离子浓浓度的度的变变化、化、pHpH的的变变化等。化等。(4)(4)体会体会电电极反极反应应式的式的书书写步写步骤骤。以石墨作以石墨作电电极极电电解解CuSOCuSO4 4溶液的溶液的电电极反极反应应式及式及总总的的电电解方程式的解方程式的书书写写为为例。例。第一步：明确溶液中存在哪些离子。阳离子：第一步：明确溶液中存在哪些离子。阳离子：CuCu2+2+、H H+；阴离子：；阴离子：OHOH-、。第二步：判断两极附近离子种第二步：判断两极附近离子种类类及离子放及离子放电顺电顺序。阴极：序。阴极：CuCu2+2
25、+HH+；阳极：阳极：OHOH-。第三步：写第三步：写电电极反极反应应式和式和总总的的电电解方程式。解方程式。阴极：阴极：2Cu2Cu2+2+4e+4e-=2Cu=2Cu；阳极：阳极：4OH4OH-4e-4e-=O=O2 2+2H+2H2 2O O。根据得失根据得失电电子数相等，两极反子数相等，两极反应应式相加得式相加得总总方程式：方程式：2CuSO2CuSO4 4+2H+2H2 2O O 2Cu+O 2Cu+O2 2+2H+2H2 2SOSO4 4。电解电解=【针对训练针对训练】(2014(2014上海高考上海高考)如右如右图图所示，将所示，将铁铁棒和石墨棒插棒和石墨棒插入盛有入盛有饱饱和和
26、NaClNaCl溶液的溶液的U U形管中。下列分析正确的形管中。下列分析正确的是是()A.KA.K1 1闭闭合，合，铁铁棒上棒上发发生的反生的反应为应为2H2H+2e+2e-H H2 2B.KB.K1 1闭闭合，石墨棒周合，石墨棒周围围溶液溶液pHpH逐逐渐渐升高升高C.KC.K2 2闭闭合，合，铁铁棒不会被腐棒不会被腐蚀蚀，属于，属于牺牺牲阳极的阴极保牲阳极的阴极保护护法法D.KD.K2 2闭闭合，合，电电路中通路中通过过0.0020.002NA A个个电电子子时时，两极共，两极共产产生生0.001 mol0.001 mol气体气体【解析解析】选选B B。K K1 1闭合形成原电池，铁作负极
27、，失电子被腐蚀，石墨闭合形成原电池，铁作负极，失电子被腐蚀，石墨电极是正极，氧气得电子变为电极是正极，氧气得电子变为OHOH-，pHpH逐渐升高，逐渐升高，A A错误、错误、B B正确；正确；K K2 2闭闭合，铁棒作阴极被保护，不会被腐蚀，属于外加电流的阴极保护法，合，铁棒作阴极被保护，不会被腐蚀，属于外加电流的阴极保护法，C C错误；错误；K K2 2闭合形成电解池，两极分别产生氯气和氢气，电路中通过闭合形成电解池，两极分别产生氯气和氢气，电路中通过0.0020.002NA A个电子时，每极上产生个电子时，每极上产生0.001 mol0.001 mol气体，共气体，共0.002 mol0.
28、002 mol气体，气体，D D错误。错误。【加固加固训练训练】1.(20131.(2013大大纲纲版全国卷版全国卷)电电解法解法处处理酸性含理酸性含铬废铬废水水(主主要含有要含有 )时时，以，以铁铁板作阴、阳极，板作阴、阳极，处处理理过过程中存在反程中存在反应应+6Fe+6Fe2+2+14H+14H+=2Cr=2Cr3+3+6Fe+6Fe3+3+7H+7H2 2O O，最后，最后CrCr3+3+以以Cr(OH)Cr(OH)3 3形式除去，下形式除去，下列列说说法不正确的是法不正确的是()A.A.阳极反阳极反应为应为Fe-2eFe-2e-=Fe=Fe2+2+B.B.电电解解过过程中溶液程中溶液
29、pHpH不会不会变变化化C.C.过过程中有程中有Fe(OH)Fe(OH)3 3沉淀生成沉淀生成D.D.电电路中每路中每转转移移12 mol12 mol电电子，最多有子，最多有1 mol 1 mol 被被还还原原【解析解析】选选B B。铁板作阳极，电极反应为。铁板作阳极，电极反应为Fe-2eFe-2e-=Fe=Fe2+2+，A A项正确；项正确；由题给方程式可知，电解过程中消耗由题给方程式可知，电解过程中消耗H H+，pHpH增大，增大，B B项错误；电解过项错误；电解过程中溶液碱性增强，能够生成程中溶液碱性增强，能够生成Fe(OH)Fe(OH)3 3，C C项正确；电路中转移项正确；电路中转移
30、12 mol12 mol电子，生成电子，生成6 mol Fe6 mol Fe2+2+，由方程式可知，能还原，由方程式可知，能还原1 mol 1 mol ，D D项项正确。正确。2.(20152.(2015衡水模衡水模拟拟)如如图为图为将将COCO2 2电电催化催化还还原原为为碳碳氢氢化合物的工作示意化合物的工作示意图图，用一种，用一种钾盐钾盐的水溶液作的水溶液作电电解解质质。下列。下列说说法中不正确的是法中不正确的是()A.A.工作工作时时，铜铜片作阴极片作阴极B.B.工作工作时时，K K+向向铜铜片片电电极移极移动动C.C.工作工作时时，铂铂片上的片上的电电极反极反应应式式为为2H2H2 2
31、O-4eO-4e-=O=O2 2+4H+4H+D.D.若若C Cx xH Hy y为为C C2 2H H4 4，则则生成生成1 mol C1 mol C2 2H H4 4的同的同时时可生成可生成2 mol O2 mol O2 2【解析解析】选选D D。工作时，铜片作阴极，铂片作阳极，。工作时，铜片作阴极，铂片作阳极，K K+向阴极移动，向阴极移动，阳极发生的反应是水失电子生成阳极发生的反应是水失电子生成O O2 2，故，故A A、B B、C C正确；由得失电子守正确；由得失电子守恒可知，生成恒可知，生成1 mol C1 mol C2 2H H4 4时，转移时，转移12 mol12 mol电子，
32、故同时可生成电子，故同时可生成3 mol 3 mol O O2 2。考点二考点二 串串联电联电路及路及计计算算1.1.多池串多池串联联装置中装置中电电池池类类型的判断：型的判断：(1)(1)直接判断：非常直直接判断：非常直观观明明显显的装置，如燃料的装置，如燃料电电池、池、铅铅蓄蓄电电池等在池等在电电路路中，中，则则其他装置其他装置为电为电解池。如解池。如图图：A A为为原原电电池，池，B B为电为电解池。解池。(2)(2)根据根据电电池中的池中的电电极材料和极材料和电电解解质质溶液判断：原溶液判断：原电电池一般是两种不同池一般是两种不同的金属的金属电电极或一个金属极或一个金属电电极一个碳棒做
33、极一个碳棒做电电极；而极；而电电解池解池则则一般都是两一般都是两个惰性个惰性电电极，如两个极，如两个铂电铂电极或两个碳棒。原极或两个碳棒。原电电池中的池中的电电极材料和极材料和电电解解质质溶液之溶液之间间能能发发生自生自发发的氧化的氧化还还原反原反应应，电电解池的解池的电电极材料一般不能极材料一般不能和和电电解解质质溶液自溶液自发发反反应应。如。如图图：B B为为原原电电池，池，A A为电为电解池。解池。(3)(3)根据根据电电极反极反应现应现象判断：在某些装置中根据象判断：在某些装置中根据电电极反极反应应或反或反应现应现象可象可判断判断电电极，并由此判断极，并由此判断电电池池类类型，如型，如
34、图图：若若C C极溶解，极溶解，D D极上析出极上析出CuCu，B B极附近溶液极附近溶液变红变红，A A极上放出黄极上放出黄绿绿色气体，色气体，则则可知乙是原可知乙是原电电池，池，D D是正极，是正极，C C是是负负极；甲是极；甲是电电解池，解池，A A是阳极，是阳极，B B是是阴极。阴极。B B、D D极极发发生生还还原反原反应应，A A、C C极极发发生氧化反生氧化反应应。2.2.综综合装置中的有关合装置中的有关计计算：算：原原电电池和池和电电解池解池综综合装置的有关合装置的有关计计算的根本依据就是算的根本依据就是电电子子转转移的守恒，移的守恒，分析分析时时要注意两点：要注意两点：(1)
35、(1)串串联电联电路中各支路路中各支路电电流相等；流相等；(2)(2)并并联电联电路中路中总电总电流等于各支路流等于各支路电电流之和。流之和。在此基在此基础础上分析上分析处处理其他各种数据。如理其他各种数据。如图图所示：所示：图图中装置甲是原中装置甲是原电电池，乙是池，乙是电电解池，若解池，若电电路中有路中有0.2 mol0.2 mol电电子子转转移，移，则则ZnZn极溶解极溶解6.5 g6.5 g，CuCu极上析出极上析出H H2 22.24 L(2.24 L(标标准状况准状况)，PtPt极上析出极上析出ClCl2 20.1 mol0.1 mol，C C极上析出极上析出Cu 6.4 gCu
36、6.4 g。甲池中。甲池中H H+被被还还原，生成原，生成ZnSOZnSO4 4，溶，溶液液pHpH变变大；乙池中是大；乙池中是电电解解CuClCuCl2 2，由于，由于CuCu2+2+浓浓度的减小使溶液度的减小使溶液pHpH微弱增微弱增大，大，电电解后再加入适量解后再加入适量CuClCuCl2 2固体可使溶液复原。固体可使溶液复原。【典典题题】(2015(2015重重庆庆模模拟拟)下下图图是一个化学是一个化学过过程的示意程的示意图图。(1)(1)图图中甲池是中甲池是_装置装置(填填“电电解池解池”或或“原原电电池池”)，其中其中OHOH-移向移向_极极(填填“CHCH3 3OH”OH”或或“
37、O O2 2”)”)。(2)(2)写出写出通入通入CHCH3 3OHOH的电极的电极反应式的电极的电极反应式：_。(3)(3)向乙池两向乙池两电电极附近滴加适量紫色石蕊极附近滴加适量紫色石蕊试试液，附近液，附近变红的电极为变红的电极为_极极(填填“A”A”或或“B”)B”)，并写出此，并写出此电电极的反极的反应应式：式：_。(4)(4)乙池中乙池中总总反反应应的离子方程式的离子方程式为为_。(5)(5)当乙池中当乙池中B(Ag)B(Ag)极的极的质质量增加量增加5.40 g5.40 g时时，乙池的乙池的pHpH是是_(_(若此若此时时乙池中溶液的体乙池中溶液的体积为积为500 mL)500 m
38、L)；此；此时时丙池某丙池某电电极析出极析出1.60 g1.60 g某金属，某金属，则则丙中的某丙中的某盐盐溶液可能是溶液可能是_(_(填序号填序号)。A.MgSOA.MgSO4 4B.CuSOB.CuSO4 4C.NaClC.NaClD.AgNOD.AgNO3 3【典题剖析典题剖析】抽丝剥茧溯本求源抽丝剥茧溯本求源关键信息关键信息信息分析与迁移信息分析与迁移信息信息甲池是甲醇燃料电池，丙池中都是惰性电极，乙池中甲池是甲醇燃料电池，丙池中都是惰性电极，乙池中有活泼电极有活泼电极信息信息在原电池中，阴离子移向负极，因为负极区域的阳离在原电池中，阴离子移向负极，因为负极区域的阳离子增多子增多信息信
39、息书写燃料电池的负极反应式，一般采用总式减去正极书写燃料电池的负极反应式，一般采用总式减去正极反应式的方法反应式的方法关键信息关键信息信息分析与迁移信息分析与迁移信息信息乙池的乙池的AgAg电极作阴极，故该池就是电解电极作阴极，故该池就是电解AgNOAgNO3 3溶液，溶液，而非电镀池而非电镀池信息信息根据各电极上通过电子的物质的量相等计算根据各电极上通过电子的物质的量相等计算【解析解析】(1)(2)(1)(2)分析图中装置，甲池是碱性条件下的甲醇燃料电池，分析图中装置，甲池是碱性条件下的甲醇燃料电池，用于发电，甲醇所在电极作负极，用于发电，甲醇所在电极作负极，O O2 2所在电极为正极，在碱
40、性条件下所在电极为正极，在碱性条件下甲醇的氧化产物为甲醇的氧化产物为 ，由此写出电极反应式：，由此写出电极反应式：CHCH3 3OH-6eOH-6e-+8OH+8OH-=+6H +6H2 2O O，原电池工作时溶液中的阴离子向负极移动。，原电池工作时溶液中的阴离子向负极移动。(3)(4)(3)(4)碳电碳电极极(A(A极极)与原电池装置中通入与原电池装置中通入O O2 2的电极相连，则作阳极，电极反应式的电极相连，则作阳极，电极反应式为为4OH4OH-4e-4e-=O=O2 2+2H+2H2 2O O，银电极，银电极(B(B极极)与原电池装置中通入甲醇的与原电池装置中通入甲醇的电极相连，则作阴
41、极，电极反应式为电极相连，则作阴极，电极反应式为AgAg+e+e-=Ag=Ag，电解过程的总反，电解过程的总反应式为应式为4Ag4Ag+2H+2H2 2O 4Ag+OO 4Ag+O2 2+4H+4H+，因此当向乙池两电极附近滴加，因此当向乙池两电极附近滴加适量紫色石蕊试液时，附近变红的电极为适量紫色石蕊试液时，附近变红的电极为A A电极。电极。(5)(5)当乙池中当乙池中B(Ag)B(Ag)电极的质量增加电极的质量增加5.40 g5.40 g时，即析出时，即析出AgAg的物质的量为的物质的量为0.05 mol0.05 mol，则生，则生成成H H+的物质的量为的物质的量为0.05 mol0.0
42、5 mol，由此可得溶液的，由此可得溶液的pHpH1 1。根据放电规。根据放电规律，本题首先排除选项律，本题首先排除选项A A和选项和选项C C。当乙池中。当乙池中B(Ag)B(Ag)电极的质量增加电极的质量增加5.40 g5.40 g时，此时转移的电子数为时，此时转移的电子数为0.05 mol0.05 mol，当丙池中电极上析出，当丙池中电极上析出1.60 g1.60 g金属铜时，正好转移金属铜时，正好转移0.05 mol0.05 mol电子，因此选项电子，因此选项B B正确。当丙正确。当丙 电解电解=装置中为装置中为AgNOAgNO3 3溶液，且溶液，且AgNOAgNO3 3溶液足量时，可
43、知析出金属的质量也应溶液足量时，可知析出金属的质量也应为为5.40 g5.40 g，若，若AgNOAgNO3 3溶液不足时，析出金属的质量必小于溶液不足时，析出金属的质量必小于5.40 g5.40 g，故，故选项选项D D也有可能。也有可能。答案：答案：(1)(1)原电池原电池CHCH3 3OHOH(2)CH(2)CH3 3OH-6eOH-6e-+8OH+8OH-=+6H=+6H2 2O O(3)A(3)A4OH4OH-4e-4e-=O=O2 2+2H+2H2 2O O(4)4Ag(4)4Ag+2H+2H2 2O 4Ag+OO 4Ag+O2 2+4H+4H+(5)1(5)1B B、D D 电解
44、电解=【方法方法规规律律】(1)(1)电电解解计计算的常用方法。算的常用方法。(2)(2)计计算算时时常用的常用的4e4e-关系。关系。【针对训练针对训练】(2015(2015青青岛岛模模拟拟)在如在如图图所示的装置中，若通直流所示的装置中，若通直流电电5 min5 min时时，铜电铜电极极质质量增加量增加2.16 g2.16 g。试试回答下列回答下列问题问题。(1)(1)电电源中源中X X电电极极为为直流直流电电源的源的_极。极。(2)pH(2)pH变变化：化：A A：_，B B：_，C C：_(_(填填“增大增大”“”“减小减小”或或“不不变变”)。(3)(3)通通电电5 min5 min
45、时时，B B中共收集中共收集224 mL(224 mL(标标准状况下准状况下)气体，溶液体气体，溶液体积为积为200 mL200 mL，则则通通电电前前CuSOCuSO4 4溶液的物溶液的物质质的量的量浓浓度度为为_(设电设电解前后溶液体解前后溶液体积积无无变变化化)。(4)(4)若若A A中中KClKCl足量且溶液的体足量且溶液的体积积也是也是200 mL200 mL，电电解后，溶液的解后，溶液的pHpH为为_(_(设电设电解前后溶液体解前后溶液体积积无无变变化化)。【解析解析】(1)(1)三个装置是串联的电解池。电解三个装置是串联的电解池。电解AgNOAgNO3 3溶液时，溶液时，AgAg
46、+在阴在阴极发生还原反应变为极发生还原反应变为AgAg，所以质量增加的铜电极是阴极，则银电极，所以质量增加的铜电极是阴极，则银电极是阳极，是阳极，Y Y是正极，是正极，X X是负极。是负极。(2)(2)电解电解KClKCl溶液生成溶液生成KOHKOH，溶液，溶液pHpH增大；电解增大；电解CuSOCuSO4 4溶液生成溶液生成H H2 2SOSO4 4，溶液溶液pHpH减小；电解减小；电解AgNOAgNO3 3溶液，银为阳极，不断溶解，溶液，银为阳极，不断溶解，AgAg+浓度基本不浓度基本不变，变，pHpH不变。不变。(3)(3)通电通电5 min5 min时，时，C C中析出中析出0.02
47、mol Ag0.02 mol Ag，电路中通过，电路中通过0.02 mol0.02 mol电电子。子。B B中共收集中共收集0.01 mol0.01 mol气体，若该气体全为氧气，则电路中需通过气体，若该气体全为氧气，则电路中需通过0.04 mol0.04 mol电子，电子转移不守恒。因此，电子，电子转移不守恒。因此，B B中电解分为两个阶段，先中电解分为两个阶段，先电解电解CuSOCuSO4 4溶液，生成溶液，生成O O2 2，后电解水，生成，后电解水，生成O O2 2和和H H2 2，B B中收集到的气体中收集到的气体是是O O2 2和和H H2 2的混合物。设电解的混合物。设电解CuSO
48、CuSO4 4溶液时生成溶液时生成O O2 2的物质的量为的物质的量为x x，电解，电解H H2 2O O时生成时生成O O2 2的物质的量为的物质的量为y y，则，则4x+4y4x+4y0.02 mol(0.02 mol(电子转移守恒电子转移守恒)，x+3yx+3y0.01 mol(0.01 mol(气体体积之和气体体积之和)，解得，解得x xy y0.002 5 mol0.002 5 mol，所以，所以n(CuSOn(CuSO4 4)2 20.002 5 mol0.002 5 mol0.005 mol0.005 mol，c(CuSOc(CuSO4 4)0.005 mol0.005 mol0
49、.2 L0.2 L0.025 mol0.025 molL L-1-1。(4)(4)通电通电5 min5 min时，时，A A中放出中放出0.01 mol H0.01 mol H2 2，溶液中生成，溶液中生成0.02 mol KOH0.02 mol KOH，c(OHc(OH-)0.02 mol0.02 mol0.2 L0.2 L0.1 mol0.1 molL L-1-1，pHpH1313。答案：答案：(1)(1)负负(2)(2)增大减小不变增大减小不变(3)0.025 mol(3)0.025 molL L-1-1(4)13(4)13【加固加固训练训练】1.500 mL KNO1.500 mL K
50、NO3 3和和Cu(NOCu(NO3 3)2 2的混合溶液中的混合溶液中c()c()0.6 mol0.6 molL L-1-1，用石墨作，用石墨作电电极极电电解此溶液，当通解此溶液，当通电电一段一段时间时间后，两后，两极均收集到极均收集到2.24 L2.24 L气体气体(标标准状况下准状况下)，假定，假定电电解后溶液体解后溶液体积积仍仍为为500 mL500 mL，下列，下列说说法正确的是法正确的是()A.A.原混合溶液中原混合溶液中c(Kc(K+)为为0.2 mol0.2 molL L-1-1B.B.上述上述电电解解过过程中共程中共转转移移0.2 mol0.2 mol电电子子C.C.电电解得