电解池 金属的电化学腐蚀与防护
考点一 电解的原理
1．电解：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)电子和离子的移动方向
4．阴阳两极上放电顺序
阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程叫放电。离子的放电顺序取决于离子本身的性质即离子得失电子的能力，另外也与离子的浓度及电极材料有关。
(1)阴极：阴极上放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料无关。氧化性强的先放电，放电顺序：
(2)阳极：若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应。 若是惰性电极作阳极，则仅是溶液中的阴离子放电，常见离子的放电顺序是
特别提醒 一般情况下，离子按上述顺序放电，但如果离子浓度相差十分悬殊，离子浓度
＋＋＋
大的也可以先放电。如理论上H的放电能力大于Fe2、Zn2，但在电解浓度大的硫酸亚铁
＋＋＋＋
或硫酸锌溶液中，由于溶液中c(Fe2)或c(Zn2)≥c(H)，则先在阴极上放电的是Fe2或Zn2＋＋＋＋
，因此阴极上的主要产物为Fe或Zn；但在水溶液中，Al3、Mg2、Na等是不会在阴极上放电的。
【总结】1．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)。
(1)电解水型 电解质(水溶液) 含氧酸(如H2SO4) 强碱(如NaOH) 电极方程式 阳极：4OH－4e=O2↑＋2H2O －－电解 物质 H2O 总化学 方程式 2H2O=====O2↑＋2H2↑ 电解电解质 浓度 增大 溶液 溶液 pH 复原 减小 加H2O 增大 加H2O 活泼金属的含氧酸阴极：4H＋4e盐(如KNO3、Na2SO4) =2H2↑ ＋－不变 加H2O (2)电解电解质型 电解质 (水溶液) 无氧酸(如HCl)，除HF外 不活泼金属的无氧酸盐(如CuCl2)，除氟化物外 电极 方程式 阳极：2Cl－2e===Cl2↑ ＋－阴极：2H＋2e===H2↑ －－电解 物质 酸 总化学 方程式 2HCl=====H2↑＋Cl2↑ 电解电解电解质 溶液 溶液 pH 浓度 复原 通入HCl 增大 气体 减小 加CuCl2固体 阳极：2Cl－2e===Cl2↑＋－阴极：Cu2＋2e===Cu －－盐 CuCl2=====Cu＋Cl2↑ (3)放H2生碱型 电解质 (水溶液) 活泼金属的无氧酸盐(如NaCl) 电极 方程式 阳极：2Cl－2e===Cl2↑ ＋－阴极：2H＋2e===H2↑ －－电解总化学方程式 物质 －水 2Cl＋电解和 2H2O===== Cl2↑盐 ＋H2↑＋2OH－ 电解质溶液 溶液pH 浓度 复原 生成新增大 通入HCl电解质 气体
(4)放O2生酸型 电解质 (水溶液) 不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4) 电极方程式 阳极：4OH－4e===2H2O＋O2↑ ＋－阴极：2Cu2＋4e===2Cu －－电解 物质 水 和 盐 总化学方程式 2Cu2＋2H2O ＋=====2Cu＋O2↑＋＋4H 电解电解质 浓度 生成新电解质 溶液 溶液 pH 复原 减小 加CuO或CuCO3 题组一 电解规律的应用
1．以石墨为电极分别电解水和饱和食盐水，关于两个电解池反应的说法正确的是( ) A．阳极反应式相同 B．电解结束后所得液体的pH相同
C．阴极反应式相同 D．通过相同电量时生成的气体总体积相等(同温同压)
2．用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶液，在电解的过程中，溶液的pH依次为升高、不变、降低的是( )
A．AgNO3 CuCl2 Cu(NO3)2 B．KCl Na2SO4 CuSO4 C．CaCl2 KOH NaNO3 D．HCl HNO3 K2SO4
题组二 电极方程式及电极产物的判断
3．(2016·北京理综，12)用石墨电极完成下列电解实验。 实验一 装置 实验二 a、d处试纸变蓝；b处变红，局部褪色；两个石墨电极附近有气泡产生；n处有气c处无明显变化 泡产生…… 下列对实验现象的解释或推测不合理的是( ) －－－－
A．a、d处：2H2O＋2e=H2↑＋2OH B．b处：2Cl－2e=Cl2↑
－＋
C．c处发生了反应：Fe－2e=Fe2 D．根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜
4．按要求书写电极反应式和总反应方程式： (1)用惰性电极电解MgCl2溶液
阳极反应式： ； 现象 阴极反应式： ； 总反应离子方程式： 。 (2)用Al作电极电解NaOH溶液 阳 ；
极
反
应
式
：
阴极反应式： ； 总反应离子方程式： 。 (3)用Al作阳极，电解H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜
阳极反应式： ； 阴极反应式： ； 总反应离子方程式： 。 5．(1)利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。LiOH可由电解法制备，钴氧化物可通过处理钴渣获得。
利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为 (填化学式)溶液，阳极电极反应式为 ，
＋
电解过程中Li向 (填“A”或“B”)电极迁移。
－－
(2)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。由有机阳离子、Al2Cl7和AlCl4组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。 钢制品应接电源的 极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为 。 若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为 。
题组三 有关电化学的计算
6．将两个铂电极插入500 mL CuSO4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064 g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢离子浓度约为( )
－－－－－－－－
A．4×103 mol·L1 B．2×103 mol·L1 C．1×103 mol·L1 D．1×107 mol·L1
－－
7．500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO3)＝0.6 mol·L1，用石墨作电极电解此溶
液，当通电一段时间后，两极均收集到2.24 L气体(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是( )
＋－
A．原混合溶液中c(K)为0.2 mol·L1 B．上述电解过程中共转移0.2 mol电子
＋－
C．电解得到的Cu的物质的量为0.05 mol D．电解后溶液中c(H)为0.2 mol·L1 8．(2017·牡丹江一中月考)用惰性电极电解一定浓度的CuSO4溶液时，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3后恰好恢复到电解前的浓度和 pH(不考虑二氧化碳的溶解)。则电解过程中转移电子的物质的量为( )
A．0.4 mol B．0.5 mol C．0.6 mol D．0.8 mol 错误!
电化学综合计算的三种常用方法
(1)根据总反应式计算
先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。 (2)根据电子守恒计算
①用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。
②用于混合溶液中电解的分阶段计算。 (3)根据关系式计算
根据得失电子守恒定律建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。
－
如以通过4 mol e为桥梁可构建如下关系式：
(式中M为金属，n为其离子的化合价数值) 该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。
－－
提示 在电化学计算中，还常利用Q＝I·t和Q＝n(e)×NA×1.60×1019 C来计算电路中通过的电量。
考点二 电解原理在工业生产中的应用
1．氯碱工业 (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：2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ (3)氯碱工业生产流程图
电解
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：
