高三化学第一轮复习：电解池-金属的电腐蚀与防护(人教版)

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可充电电池放电时作原电池，充电时作电解池，两池的电极反应式正好相反，即电解池的阴极反应式对应于原电池的负极反应的逆反应式，电解池的阳极反应式对应于原电池正极反应的逆反应式，但电解池反应与原电池反应并不是相应的可逆反应。特别提醒加水不变增大水活泼金属的含氧酸盐(如Na2SO4)加水减小增大水含氧酸(如H2SO4)加水增大增大水强碱(如NaOH)阴极：4H＋＋4e－===2H2↑阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑电解水型电解质溶液复原pH电解质浓度电解对象电解质溶液电极反应特点类型加氯化铜－减小电解质不活泼金属的无氧酸盐(如CuCl2)通入氯化氢气体增大减小电解质无氧酸(如HCl)电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电电解电解质型电解质溶液复原pH电解质浓度电解对象电解质溶液电极反应特点类型通入氯化氢气体增大生成新电解质电解质和水活泼金属的无氧酸盐(如NaCl)阴极：H2O放H2生成碱阳极：电解质阴离子放电放H2生碱型电解质溶液复原pH电解质浓度电解对象电解质溶液电极反应特点类型加氧化铜减小生成新电解质电解质和水不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4)阴极：电解质阳离子放电阳极：H2O放O2生成酸放O2生酸型电解质溶液复原pH电解质浓度电解对象电解质溶液电极反应特点类型17

特别提醒

电解后要恢复原电解质溶液的浓度，需加适量的某物质，该物质可以是阴极与阳极产物的化合物，例如用惰性电极电解CuSO4，要恢复原溶液的浓度，可向电解后的溶液中加入CuO，也可以加入CuCO3，但不能加入Cu（OH）2，因为Cu（OH）2与生成的H2SO4反应后使水量增加。类型化学物质pH变化放O2生酸型CuSO4、AgNO3、Cu(NO3)2降低放H2生碱型KCl、CaCl2升高电解电解质型CuCl2升高HCl升高电解H2O型NaNO3、Na2SO4、K2SO4不变KOH升高HNO3降低a极板b极板x电极z溶液A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨负极NaOHC银铁正极AgNO3D铜石墨负极CuCl223迁移应用2

某研究性学习小组进行电化学实验，研究装置如图所示。有关说法不正确的是 （）A.镁为负极B.原电池中碳极的电极反应式为Fe3++e-Fe2+C.电解池中阳极处先变红D.电解池中阴极的电极反应式为2H++2e-H2↑24

解析

整套电路中无外接电源，因此有一装置是原电池装置，右池两个电极都是惰性电极，不符合原电池的构成条件，可知左池为原电池装置，右池为电解池装置。左池中活泼金属镁作为负极，由于电解液中Fe3+的氧化性强于H+，因此正极上Fe3+先发生还原反应生成Fe2+（在酸性条件下不能生成Fe），选项A和B均正确；电解池中阳极I-先放电生成I2，因此阳极处先观察到溶液呈蓝色，阴极上H+放电，破坏了水的电离平衡，使溶液显碱性，阴极处溶液先变红。

答案

C电镀(Fe上镀Cu)电解精炼铜阳极电极材料________________(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质)电极反应Cu－2e－===Cu2＋Cu－2e－===Cu2＋Zn－2e－===Zn2＋Fe－2e－===Fe2＋Ni－2e－===Ni2＋镀层金属铜粗铜电镀(Fe上镀Cu)电解精炼铜阴极电极材料_________________电极反应Cu2＋＋2e－===Cu电解质溶液________________电解精炼铜时，粗铜中的Ag、Au等不反应，沉积在电解池底部形成________待镀金属Fe纯铜含Cu2＋的盐溶液阳极泥28

粗铜中往往含有锌、铁、镍、银、金 等多种金属杂质，当含杂质的铜在阳极不断溶解 时，金属活动性位于铜之前的金属杂质，如Zn、

Fe、Ni等也会同时失去电子，但是它们的阳离子比 铜离子难以还原，所以它们并不能在阴极析出，而 只能以离子的形式留在电解液里；金属活动性位于 铜之后的银、金等杂质，因为失去电子的能力比铜 弱，难以在阳极失去电子变成阳离子而溶解，所以 当阳极的铜等失去电子变成阳离子溶解之后，它们 以金属单质的形式沉积在电解槽底，形成阳极泥。指点迷津总方程式阳极、阴极反应式冶炼钠_____________________________________冶炼镁____________________________________冶炼铝_______________________________________2Cl－－2e－===Cl2↑2Na＋＋2e－===2Na2Cl－－2e－===Cl2↑Mg2＋＋2e－===Mg6O2－－12e－===3O2↑4Al3＋＋12e－===4Al43要点三原电池、电解池、电镀池的比较原电池电解池电镀池定义将化学能转变成电能的装置将电能转变成化学能的装置应用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属的装置装置举例44形成条件①活动性不同的两电极（连接）②电解质溶液（电极插入其中，并与电极发生自发反应）③形成闭合电路①两电极接直流电源②两电极插入电解质溶液③形成闭合电路①镀层金属接电源正极，待镀金属接电源负极②电镀液必须含有镀层金属的离子（电镀过程浓度不变）45电极名称负极：氧化反应，金属失电子正极：还原反应，溶液中的阳离子得电子或者氧气得电子(吸氧腐蚀)阳极：氧化反应，溶液中的子，或电极金应，溶液中的阳离子得电子阳极：金属电极失电子阴极：电镀液中镀层金属阳离子得电子（在电镀控制的条件下，水电离产生的H+或OH-一般不放电）电子流向负极正极电源负极阴极电源正极阳极同电解池阴离子失电属失电子阴极：还原反46

特别提醒

（1）同一原电池的正、负极的电极反应得、失电子数相等。（2）同一电解池的阴极、阳极电极反应中得、失电子数相等。（3）串联电路中的各个电极反应得、失电子数相等。上述三种情况下，在写电极反应式时，得、失电子数要相等；在计算电解产物的量时，应按得、失电子数相等计算。47【典例导析3】关于如图所示各装置的叙述中，正确的是 （ ）48A.装置①是原电池，总反应是：Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+B.装置①中，铁作负极，电极反应式为：Fe3++e-Fe2+C.装置②通电一段时间后石墨Ⅱ电极附近溶液红褐色加深D.若用装置③精炼铜，则d极为粗铜，c极为纯铜，电解质溶液为CuSO4溶液解析

A项Fe比Cu活泼，总反应为Fe+2Fe3+3Fe2+；B项Fe为负极，发生的电极反应为Fe-2e-Fe2+；C项电泳时,Fe（OH）3胶粒带正电移向石墨Ⅱ电极；D项根据电流方向，c极为粗铜，d极为纯铜。答案

C49

规律方法可充电电池可以认为是原电池与电解池的统一体，当电池放电时即为原电池，负极失电子，发生氧化反应，正极得电子，发生还原反应；电池充电时即为电解池，阴极与直流电源的负极相连，发生还原反应;阳极与直流电源的正极相连,发生氧化反应。50迁移应用7

如图所示，a、b是多孔石墨电极，某同 学按图示装置进行如下实验：断开K2，闭合K1一段时 间，观察到两支玻璃管内都有气泡将电极包围，此时 断开K1，闭合K2，观察到电流计A的指针有偏转。下列说法不正确的是 （ ）51A.断开K2，闭合K1一段时间，溶液的pH变大B.断开K1，闭合K2时，b极上的电极反应式为：2H++2e- H2↑C.断开K2，闭合K1时，a极上的电极反应式为：4OH--4e- O2↑+2H2OD.断开K1，闭合K2时，OH-向b极移动52解析

该题为原电池及电解池的综合考查题。当断开K2，闭合K1时为电解池，此时根据电源判断a极为阳极，b极为阴极，相当于电解了水，A项正确；a极的电极反应式为4OH--4e-O2↑+2H2O,C项正确;当断开K1，闭合K2时，该装置为原电池，a极为正极，电极反应式为：O2+4e-+2H2O 4OH-,b极为负极，电极反应式为：2H2+4OH--4e-2H2O，故D项正确；B项错误。答案

B53迁移应用8

如图所示，甲池中电池反应式为

2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+，已知B电极质量不变，C、D为石墨电极，乙池中为200mL饱和NaCl溶液。54回答下列问题：（1）A极为

极（填“正”或“负”），电极材料为

，发生

（填“氧化”或“还原”）反应。（2）写出乙池的电极反应式：阳极反应式为

；阴极反应式为

。（3）A电极质量减少0.64g时，此时乙池中电解液的pH为

（忽略反应过程中溶液体积的变化）,C电极上产生的气体在标准状况下的体积为

L。55（4）在实验中，欲从甲池反应后的废液中回收铜，并重新制得纯净的FeCl3溶液，简述操作步骤及有关反应原理（用离子方程式表示）

。解析（1）由于B电极质量不变，则A极材料为Cu，B极为正极。（2）乙池电解饱和NaCl溶液，且C为阳极，D为阴极。（3）A极质量减少0.64g，电子转移0.02mol，则乙池产生0.02molOH-，生产0.01molH2。（4）可利用Fe置换出Cu,再用Cl2将Fe2+氧化即可。56答案

（1）负铜氧化（2）2Cl--2e-Cl2↑2H++2e-H2↑（3）130.224（4）在废液中加入足量的铁屑，过滤后在滤渣中加入足量的盐酸，过滤回收铜，将两次滤液合并通入足量Cl2，即得到FeCl3溶液。Fe+Cu2+Fe2++Cu,2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-类型化学腐蚀电化学腐蚀条件金属跟________________接触不纯金属或合金跟___________接触现象__电流产生________电流产生本质金属被_____较活泼金属被_____联系两者往往同时发生，_______腐蚀更普遍非金属单质直接