高考化学（全国）：电解池及电化学防腐

学霸推荐电化学第2课时电解池及电化学防腐优秀同龄人的陪伴

让你的青春少走弯路PA

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1构建电解池知识网络帮你快速了解本节课主题，清楚注意事项，对学习收获了然于心DREAMOFTHEFUTURE电解池结构原电池电解池反应原理内电路阴阳离子走向简记方法：阳找阴，阴找阳电极方程式书写Tips：①阳极首看材料，判断是电极自身放电还是阴离子放电；②阳极是惰性电极时，若是熔融电解质，则电解质自身放电，若是电解质溶液，则判断电解质是否含有K

、Ca

、Na

、Mg

、Al

、含氧酸根，有则由H

和+2++2+3++OH

—放电，无则由构成电解质的阴阳离子放电。例题1、电解池装置中两电极材料均是惰性电极，电解下列电解质，写出阴阳极电极方程式：①熔融NaCl⑤硫酸溶液②NaCl溶液⑥盐酸溶液③CuSO4溶液

④NaOH溶液⑦CuCl2溶液2、电解一段时间后，请问1中②③④⑤⑥的pH值变化情况？3、电解一段时间后，请问1中②③④⑤⑥⑦要加入什么物质才可以恢复电解前的状态？1、电解池装置中两电极材料均是惰性电极，电解下列电解质，写出阴阳极电极方程式：①熔融NaCl②NaCl溶液⑥盐酸溶液③CuSO4溶液⑦CuCl2溶液④NaOH溶液例题⑤硫酸溶液答案与解析：均是惰性电极，则阴阳极均是构成电解质的阴阳离子放电，根据阴阳相吸原则，则阳极找阴离子，阴极找阳离子放电。①是熔融电解质，无水，因此由电解质自身放电，即Na

、Cl

放电，可得+—

2Cl

2e

Cl

，

阴极：

2Na

2e

2Na阳极：2②③④⑤⑥⑦均为溶液，因此需考虑水电离出来的H

和OH

影响，因此先看构成电解质的阴+—阳离子里是否含有K

、Ca

、Na

、Mg

、Al

、含氧酸根，有则水电离出来的H

和OH

放+2++2+3++—电，无则构成电解质的阴阳离子放电。则②中H

和Cl

，③中Cu

和OH

，④中H

和OH

，+—2+—+—⑤中H

和OH

，⑥中H

和Cl

，⑦中Cu

和Cl

放电，故可得+—+—2+—

2Cl

2e

Cl

②阳极：③阳极：④阳极：⑤阳极：阴极：

2OH

2H

O

2eH2222H2O

4e

O2

4H

阴极：

2Cu2

4e

2Cu

4e

O2

阴极：阴极：阴极：

4OH

4OH2H2O4H

O

4e2H22

4H

4H

4e

2H

2H

O

4e

O222⑥阳极：

2Cl

2e

Cl

2e

H

22H22

⑦阳极：

2Cl

2e

Cl

2

2e

Cu阴极：

Cu2、电解一段时间后，请问1中②③④⑤⑥的pH值变化情况？3、电解一段时间后，请问1中②③④⑤⑥⑦要加入什么物质才可以恢复电解前的状态？例题①熔融NaCl⑤硫酸溶液②NaCl溶液⑥盐酸溶液③CuSO

溶液④NaOH溶液4⑦CuCl

溶液2答案与解析：

②阳极：2Cl

2e

Cl③阳极：

2OH

阴极：

2H

O

2eH2222Cu2

4e

2Cu2H

O

4e

O

4H

阴极：阴极：阴极：224H2O

4e

2H2

4OH

④阳极：4OH

4e

O

2H

O

22⑤阳极：2H2O

4e

O

4H

4H

4e

2H

22

2Cl

2e

Cl

⑥阳极：⑦阳极：阴极：

2H

2e

H

222

2Cl

2e

Cl

Cu2

2e

Cu阴极：我们根据第一题写出来的电极方程式判断即可，pH变化要根据电解质的酸碱性以及电极方程式分析，加入物质恢复原状只要看电极方程式产物中脱离溶液体系的物质（不溶性气体和固体），脱离什么就加回脱离物质的化合物。②中呈中性，产物为H

、Cl

和OH

，生氢变碱型，因此pH值升高，加入HCl气体—22③中呈中性（忽略水解），产物为Cu、O

和H

，生氧变酸型，因此pH值降低，加入CuO+2④中呈碱性，产物为H

和O

，电解水型，因此pH值升高，加入水22⑤中呈酸性，产物为H

和O

，电解水型，因此pH值降低，加入水22⑥中呈酸性，产物为H

和Cl

，电解自身型，因此pH值升高，加入HCl气体22⑦中呈中性（忽略水解），产物为Cu和Cl

，电解自身型，因此加入CuCl

固体22技巧总结1、阴阳离子移动阴阳离子移动方向：阳离子→阴极，阴离子→阳极（简记：阴阳不相离）2、根据两极质量变化判断电极材料及电解质阳极质量减少：阳极为活泼性电极阴极质量增加：电解质中的阳离子为金属活动顺序表Al之后的金属离子两级质量不变：阳极为惰性电极且电解水，电解质由K

、Ca

、Na

、Mg

、Al

、H

等阳离子，含氧酸根、+2++2+3++OH―等阴离子中的阴阳离子构成3、溶液pH变化及电解一段时间后加入物质恢复原状pH变化：结合电解质酸碱性和电极方程式判断加入物质恢复原状：根据反应产物判断，加入脱离溶液体系的物质，即加入不溶解的气体或固体的化合物例如：惰性电极电解CuSO4溶液阳极：

2H2O

4e

O2

4H

阴极：2

2Cu

4e

2Cu

CuSO4呈中性（忽略水解），电解后生成酸，故pH降低生成O2和Cu脱离溶液体系，故恢复原状，需加入CuO或CuCO3电解池实际应用电镀池（Fe上镀Cu）Cu

2e

Cu阳极（镀层金属）：

阴极（待镀金属/镀件）：

2

Cu

2e

Cu2

两极质量变化的绝对值相等，电解质溶液中c(Cu2+)不变精炼池（精炼Cu）Cu

2e

Cu2

阳极（粗铜）：阴极（精铜）：Cu

2e

Cu2

1、阳极底部有阳极泥，主要是贵重金属2、两极质量变化的绝对值一般不相等，电解质溶液中c(Cu2+)会发生变化电解池实际应用电解池知识网络：PA

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2构建金属腐蚀与电化学防腐知识网络帮你快速了解本节课主题，清楚注意事项，对学习收获了然于心DREAMOFTHEFUTURE金属腐蚀与电化学防腐析氢腐蚀：负极：Fe

2e

Fe2

Tips：正极：2H

2e

H2①无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，负极方程式都一样；②电化学防腐方法要一字不落的记下来，区分好原理。吸氧腐蚀：2Fe

4e

2Fe2

负极：O

4e正极：

2H

O

4OH

22课堂练习11、如图所示，X为铁、Y是石墨电极，a是饱和食盐水，实验开始前，在U形管的两边同时各滴入几滴酚酞试液，下列叙述错误的是（ꢀꢀ）A．合上K

、断开K

，该装置可以将化学能转变为电能12B．合上K

、断开K

，X是阴极，Y电极附近溶液慢慢变为红色12C．合上K

、断开K

，湿润的KI淀粉试纸靠近Y电极管口，试纸变蓝21D．合上K

、断开K

，电解一段时间，X电极附近溶液呈红色21答案解析11、如图所示，X为铁、Y是石墨电极，a是饱和食盐水，实验开始前，在U形管的两边同时各滴入几滴酚酞试液，下列叙述错误的是（ꢀꢀ）A．合上K

、断开K

，该装置可以将化学能转变为电能12B．合上K

、断开K

，X是阴极，Y电极附近溶液慢慢变为红色12C．合上K

、断开K

，湿润的KI淀粉试纸靠近Y电极管口，试纸变蓝21D．合上K

、断开K

，电解一段时间，X电极附近溶液呈红色21【解答】A、合上K

、断开K

，该装置是原电池，是把化学能转变为电能的装置，故A正确；12B、合上K

、断开K

，该装置是原电池，较活泼的金属铁X作负极，石墨Y作正极，故B错误；12C、合上K

、断开K

，该装置有外接电源，所以是电解池，连接电源正极的Y石墨电极是阳极，21阳极上氯离子放电生成氯气，氯气和碘化钾发生置换反应生成碘单质，碘遇淀粉变蓝色，所以一段时间后，湿润的KI淀粉试纸靠近Y电极管口，试纸变蓝，故C正确；D、合上K

、断开K

，该装置有外接电源，所以是电解池，电解池放电时，连接电源负极的电21极X是阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气，导致X电极附近氢氧根离子浓度增大，溶液碱性增强，所以一段时间后，X电极附近溶液呈红色，故D正确。故选：B课堂练习22、如图是利用甲醇燃料电池进行电化学研究的装置图，下列说法正确的是（ꢀꢀ）A．甲池是化学能转化为电能的装置，总反应式为：2CH

OH+3O

＝2CO

+4H

O3222B．乙池中的Ag不断溶解C．反应一段时间后要使乙池恢复原状，可加入一定量Cu（OH）2固体D．当甲池中280mL（标准状况下）O2参加反应时，乙池中理论上可析出1.6g固体答案解析22、如图是利用甲醇燃料电池进行电化学研究的装置图，下列说法正确的是（ꢀꢀ）A．甲池是化学能转化为电能的装置，总反应式为：2CH

OH+3O

＝2CO

+4H

O3222B．乙池中的Ag不断溶解C．反应一段时间后要使乙池恢复原状，可加入一定量Cu（OH）

固体2D．当甲池中280mL（标准状况下）O

参加反应时，乙池中理论上可析出1.6g固体2【解答】A、甲池为燃料电池，是将化学能转化成电能，甲池电解质为KOH，CO

与KOH反应生成K

CO

，因此223总反应式为2CH

OH+3O

+4KOH＝2K

CO

+6H

O，故A错误；32232B、甲池中通甲醇一极为负极，Ag与甲池的负极相连，即Ag电极为阴极，根据电解原理，Ag极反应式为Cu2++2e﹣＝Cu，Ag极质量增重，故B错误；C、乙池中电解后生成硫酸、铜和氧气，根据“析出什么，补什么”原则，需要加入CuO，故C错误；0.28LD、根据电子守恒建立关系式为O

～4e

～2Cu，则n（Cu）＝2n（O

）＝

2

0.025mol

，－2222.4L/

molm（Cu）＝0.025mol×64g/mol＝1.6g，故D正确。故选：D课堂练习33、利用光伏电池提供电能处理废水中的污染物（有机酸阴离子用R－表示），并回收有机酸HR，装置如图所示。下列说法错误的是（ꢀꢀ）A．在光伏电池中a极为正极B．石墨（2）极附近溶液的pH降低C．HR溶液：c2＜c1D．若两极共收集3mol气体，则理论上转移4mol电子答案解析33、利用光伏电池提供电能处理废水中的污染物（有机酸阴离子用R－表示），并回收有机酸HR，装置如图所示。下列说法错误的是（ꢀꢀ）A．在光伏电池中a极为正极B．石墨（2）极附近溶液的pH降低C．HR溶液：c2＜c1D．若两极共收集3mol气体，则理论上转移4mol电子【解答】分析：根据装置中电子流向判断石墨（1）为电解池阳极，溶液中氢氧根离子放电生成氧气，电极附近氢离子浓度增大，通过阳离子交换膜进入浓缩室，石墨（2）为电解池阴极，溶液中氢离子得到电子生成氢气，电极附近氢氧根离子浓度增大，R－离子通过阴离子交换膜进入浓缩室，回收有机酸HRA、由分析可知a为原电池正极，故A正确；B、石墨（2）极附近，氢离子放电生成氢气，附近氢氧根离子浓度增大，溶液的pH增大，故B错误；C、由分析可知HR溶液：c

＜c

，故C正确；21D、阳极4OH

－4e

＝2H

O+O

↑，阴极4H

+4e

＝2H