第三单元 电解池 金属的腐蚀与防护(加试)
[考试标准]
知识条目 必考要求 加试要求 1.电解池的概念 b 2.电解CuCl2溶液的原理及电极反应式 b 3.电解池的构成条件 b 4.原电池、电解池的判断 c 5.电解池的构造与工作原理 b 6.电解池的电极反应式与电解反应方程式 b 7.金属冶炼、氯碱工业、电镀在生产生活中的应用 b 8.金属腐蚀的危害 a 9.金属发生电化学腐蚀的基本原理 c 10.金属的防护 b
考点一 电解池的工作原理及应用
(一)电解池的构成及工作原理 1．概念
把电能转化为化学能的装置。 2．构成条件
(1)有与电源相连的两个电极。 (2)电解质溶液(或熔融电解质)。 (3)形成闭合回路。
3．电极名称及电极反应式(如图)
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4．电子和离子的移动方向
特别提醒 电解时，在外电路中有电子通过，而在溶液中是依靠离子定向移动形成电流，即电子本身不会通过电解质溶液。 (二)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>Fe>Cu>H(酸)>Fe>Zn>H(水)>Al>Mg>Na>Ca>K。 阳极：活泼电极>S>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最常用、最重要的放电顺序：阳极：Cl>OH；阴极：Ag>Cu>H。③电解水溶液时，K～Al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．最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。 (三)电解原理的应用 1．电解饱和食盐水 (1)电极反应
阳极反应式：2Cl－2e===Cl2↑(氧化反应) 阴极反应式：2H＋2e===H2↑(还原反应) (2)总反应方程式
通电
2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
通电－－
离子反应方程式：2Cl＋2H2O=====2OH＋H2↑＋Cl2↑ (3)应用
氯碱工业制烧碱、氯气和氢气。 2．电镀
下图为金属表面镀银的工作示意图，据此回答下列问题：
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2＋
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2＋
2＋
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3＋
2＋
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2＋
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(1)镀件作阴极，镀层金属银作阳极。
(2)电解质溶液是AgNO3溶液等含镀层金属阳离子的盐溶液。 (3)电极反应：
阳极：Ag－e===Ag；阴极：Ag＋e===Ag。 (4)特点：阳极溶解，阴极沉积，电镀液的浓度不变。 3．电解精炼铜
(1)电极材料：阳极为粗铜；阴极为纯铜。 (2)电解质溶液：含Cu的盐溶液。 (3)电极反应：
阳极：Zn－2e===Zn、Fe－2e===Fe、Ni－2e===Ni、Cu－2e===Cu； 阴极：Cu＋2e===Cu。 4．电冶金
利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、K、Ca、Mg、Al等。 (1)冶炼钠
通电
2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl2↑ 电极反应：
阳极：2Cl－2e===Cl2↑； 阴极：2Na＋2e===2Na。 (2)冶炼铝
通电
2Al2O3(熔融)=====4Al＋3O2↑ 电极反应：
阳极：6O－12e===3O2↑； 阴极：4Al＋12e===4Al。
3＋
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2－
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2＋
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2＋
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2＋
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2＋
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2＋
2＋
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1．[2017·浙江11月选考，30(二)]科学家发现，以H2O和N2为原料，熔融NaOH—KOH为电解质，纳米Fe2O3作催化剂，在250 ℃和常压下可实现电化学合成氨。阴极区发生的变化可视为按两步进行。
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