2020湖北高考化学一轮复习 金属的电化学腐蚀与防护

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　　电解的原理

　　1.电解定义

　　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。

　　2.能量转化形式

　　电能转化为化学能。

　　3.电解池

　　(1)构成条件

　　①有与电源相连的两个电极。

　　②电解质溶液(或熔融盐)。

　　③形成闭合回路。

　　(2)电极名称及电极反应式(如图)

　　(3)电子和离子移动方向

　　①电子：从电源负极流向电解池的阴极;从电解池的阳极流向电源的正极。

　　②离子：阳离子移向电解池的阴极;阴离子移向电解池的阳极。

　　4.分析电解过程的思维程序

　　(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、阳两组(不要忘记水溶液中的H+和OH-)。

　　(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。

　　注意

　　①阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。②较常用、较重要的放电顺序是：阳极，Cl->OH-;阴极：Ag+>

　　Cu2+>H+。

　　③电解水溶液时，K+～Al3+不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。

　　(4)分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。

　　(5)较后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。深度思考

　　1.用分析电解过程的思维程序分析电解下列物质的过程，并总结电解规律(用惰性电极电解)

　　电解质(水溶液)电极方程式被电解的物质总化学方程式或离子方程式电解质浓度溶液pH电解质溶液复原

　　含氧酸(如H2SO4)

　　阳极：4OH--4e-===O2↑+2H2O

　　阴极：4H++4e-===2H2↑

　　水2H2O=====电解O2↑+2H2↑增大减小加H2O

　　强碱(如NaOH)

　　阳极：4OH--4e-===O2↑+2H2O

　　阴极：4H++4e-===2H2↑

　　水2H2O=====电解O2↑+2H2↑增大增大加H2O

　　活泼金属的含氧酸盐(如KNO3、Na2SO4)

　　阳极：4OH--4e-===O2↑+2H2O

　　阴极：4H++4e-===2H2↑

　　水2H2O=====电解O2↑+2H2↑增大不变加H2O

　　无氧酸(如HCl) ，除HF外

　　阳极：2Cl--2e-===Cl2↑

　　阴极：2H++2e-===H2↑

　　酸2HCl=====电解Cl2↑+H2↑减小增大通入HCl气体

　　不活泼金属的无氧酸盐(如CuCl2)，除氟化物外

　　阳极：2Cl--2e-===Cl2↑

　　阴极：Cu2++2e-===Cu

　　盐CuCl2=====电解Cu+Cl2↑减小加CuCl2

　　活泼金属的无氧酸盐(如NaCl)

　　阳极：2Cl--2e-===Cl2↑

　　阴极：2H++2e-===H2↑

　　水和盐2Cl-+2H2O

　　=====电解Cl2↑+H2↑+2OH-生成新电解质增大通入HCl气体

　　不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4)

　　阳极：4OH--4e-===O2↑+2H2O

　　阴极：2Cu2++4e-===2Cu

　　水和盐2Cu2++2H2O=====电解2Cu+O2↑+4H+生成新电解质减小加CuO或CuCO3

　　2.电解过程中放H2生碱型和放O2生酸型的实质是什么?

　　答案

　　放H2生碱型的实质是水电离出的H+放电，破坏了水的电离平衡，使OH-浓度增大，放O2生酸型的实质是水电离出的OH-放电，破坏了水的电离平衡，使H+浓度增大。

　　3.(1)上表中要使电解后的NaCl溶液复原，滴加盐酸可以吗?

　　(2)上表中要使电解后的CuSO4溶液复原，加入Cu(OH)2固体可以吗?

　　答案　电解质溶液的复原应遵循“从溶液中析出什么补什么”的原则，即从溶液中析出哪种元素的原子，则应按比例补入哪些原子。

　　(1)电解NaCl溶液时析出的是等物质的量的Cl2和H2，所以应通入氯化氢气体，加入盐酸会引入过多的水。

　　(2)同理，使CuSO4溶液复原应加入CuO，而加入Cu(OH)2也会使溶液的浓度降低。

　　4.在框图推断中若出现“A+H2O=====电解B+C+D”的模式，则A一般可能为什么物质?

　　答案　CuSO4、NaCl(KCl)或AgNO3，要视其他条件而定。

　　1.电解方程式的书写步骤

　　以写出用石墨作电极电解CuSO4溶液的电极反应式及总的电解方程式为例。

　　先进步：明确溶液中存在哪些离子。

　　阳离子：Cu2+、H+;

　　阴离子：OH-、SO2-4。

　　第二步：判断阴阳两极附近离子种类及离子放电顺序。

　　阴极：Cu2+>H+;

　　阳极：OH->SO2-4。

　　第三步：写电极反应式和总的电解方程式。

　　阴极：2Cu2++4e-===2Cu;

　　阳极：2H2O-4e-===O2↑+4H+。

　　根据得失电子数相等，两极反应式相加得总方程式：2CuSO4+2H2O=====电解2Cu+O2↑+2H2SO4。

　　2.规避电解池中方程式书写的3个易失分点

　　(1)书写电解池中电极反应式时，要以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成分子式。

　　(2)要确保两极电子转移数目相同，且注明条件“电解”。

　　(3)电解水溶液时，应注意放电顺序中H+、OH-之后的离子一般不参与放电。

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