［考綱展示］1.了解電解池的工作原理，能寫出電極反應式和電池反應方程式。2.理解金屬發生電化學腐蝕的原因，金屬腐蝕的危害，防止金屬腐蝕的措施。第三單元電能轉化為化學能——電解金屬的腐蝕與防護[主干知識]一、電解原理1．電解：使電流通過電解質溶液(或熔融的電解質)而在陰、陽兩極引起

的過程。2．電解池(電解槽)電解池是把

的裝置。氧化還原反應電能轉化為化學能3．電解池的組成和工作原理以電解CuCl2溶液為例：二、電解原理的應用有如圖的電解池裝置：氧化

a

(2)電解時，電子從電源

沿導線流入電解池的

，再從電解池的

流出，并沿導線流回電源的

。(3)若用該裝置給鐵釘鍍銅，則a極為

，b極為

，電解質溶液應為

溶液。(4)若用該裝置電解精煉粗銅，則

作a極，

作b極，電解質溶液應為

溶液。一段時間后溶液中c(Cu2＋)

，粗銅中的

等沉淀至陽極底部，形成陽極泥。電解是物理變化，還是化學變化？提示：電解過程發生氧化還原反應，故是化學變化。陽極負極陰極正極CuCuSO4純銅粗銅CuSO4減小Ag、Au、Pt鐵釘三、金屬的腐蝕與防護1．金屬腐蝕的本質金屬原子

電子變為金屬陽離子，金屬發生

反應。2．化學腐蝕與電化學腐蝕(1)

腐蝕有電流產生。(2)金屬的

腐蝕比較普遍，而且危害性大，腐蝕速率快。3．鋼鐵的析氫腐蝕與吸氧腐蝕如圖裝置中，U形管內為紅墨水，a、b試管內分別盛有食鹽水和氯化銨溶液，各加入生鐵塊，放置一段時間。失去氧化電化學電化學(1)紅墨水柱

高

低，兩試管的相同的電極反應是：

。(2)a中發生

腐蝕，正極反應為：

；(3)b中發生

腐蝕，正極反應為：

。(4)金屬的電化學腐蝕以

腐蝕為主。4．金屬腐蝕由快到慢的規律下列各燒杯中液體均為海水，鐵在其中被腐蝕由快到慢的順序為

。左右Fe－2e－===Fe2＋吸氧O2＋4e－＋2H2O===4OH－析氫2H＋＋2e－===H2↑吸氧④②①③⑤5．金屬的電化學防護(1)如圖，保護鐵，鐵作

極，鋅作

極，此種方法叫

保護法(2)外加直流電源，使被保護的金屬與電源的

極相連，此種方法叫

保護法。正負犧牲陽極的陰極負外加電源的陰極銅在酸雨較嚴重的地區發生的是析氫腐蝕還是吸氧腐蝕？為什么？提示：吸氧腐蝕。銅位于金屬活動順序表氫以后，不能以酸溶液中置換出H2。而是發生吸氧腐蝕生成Cu2(OH)2CO3。[自我診斷]1．電解質溶液的導電過程就是電解質溶液被電解的過程。(√)2．Cu＋H2SO4===CuSO4＋H2↑可以設計成電解池，但不能設計成原電池。(√)3.下圖電解池在工作中，其陽極發生的反應為：2Cl－－2e－===Cl2↑。(×)4．電解精煉粗銅時電解質溶液中離子的濃度不變。(×)5．用石墨做電極電解CuSO4溶液，通電一段時間后，欲使電解液恢復到原狀態，應向溶液中加入適量的CuO而不是Cu(OH)2。(√)6．鍍層損壞后鍍鋅鐵(白鐵皮)比馬口鐵(鍍錫鐵)更耐腐蝕。(√)1．下列各裝置中，在銅電極上無氣體產生的是(

)解析：A、C、D三項中，Cu均作電解池的陰極，電極反應均為：2H＋＋2e－===H2↑；B項，Cu作陽極，電極反應為：Cu－2e－===

Cu2＋。答案：B電極產物的判斷1．電解質溶液中離子的流向2．陽極產物(先看陽極材料、再看陰離子放電順序)3．陰極產物(看陽離子得電子能力，與電極材料無關)[特別提醒](1)Al3＋、Mg2＋、Na＋、Ca2＋、K＋只有在熔融狀態下放電。(2)電解質溶液的導電過程，就是該溶液的電解過程，是化學變化。(3)在水溶液中，含氧酸根和活潑金屬離子一般不放電，而是OH－和H＋放電。4．電極反應式的書寫(1)首先判斷陰、陽極，分析電極材料，判斷是電極材料放電還是溶液中的離子放電。陽極為金屬活性電極時，電極材料放電。(2)再分析溶液中的離子種類，根據離子放電順序，分析電極反應，并判斷電極產物，寫出電極反應式。5．電解離子方程式的書寫(1)必須在等號上標明通電。(2)只是電解質被電解，電解化學方程式中只寫電解質及電解產物。[特別提醒](1)書寫電解化學方程式時，首先看清是電解的是水溶液還是熔融電解質。(2)當電解過程中被電解的是水和電解質時，電極反應式中出現的是H＋或OH－放電，但在書寫總反應式時要將反應物中的H＋或OH－均換成水。[典例1]

(2013年高考浙江卷)電解裝置如圖所示，電解槽內裝有KI及淀粉溶液，中間用陰離子交換膜隔開。在一定的電壓下通電，發現左側溶液變藍色，一段時間后，藍色逐漸變淺。下列說法不正確的是(

)A．右側發生的電極反應式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－[答案]

D1．(2012年高考安徽卷)某興趣小組設計如下微型實驗裝置。實驗時，先斷開K2，閉合K1，兩極均有氣泡產生；一段時間后，斷開K1，閉合K2，發現電流表A指針偏轉。答案：D電解類型及有關計算2．用鉑做電極電解相同濃度的鹽酸和硫酸，電解一段時間后，下列說法可能正確的是(

)A．鹽酸和硫酸的濃度都增大B．鹽酸和硫酸的濃度都減小C．鹽酸的濃度減小，硫酸的濃度增大D．鹽酸的濃度增大，硫酸的濃度減小答案：C1．用惰性電極電解電解質溶液2.分析實驗現象(1)分析電極及電極區的pH及實驗現象時，要從電極反應式入手，如電解CuSO4溶液，陽極發生4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，OH－濃度減小，酸性增強；3．有關電化學的計算電解池中有關量的計算或判斷主要包括以下幾方面：根據直流電源提供的電量求產物的量(析出固體的質量、產生氣體的體積等)、溶液的pH、相對原子質量或某元素的化合價、化學式等。解題依據是得失電子守恒，有如下解題方法：(1)根據電子守恒法計算：用于串聯電路、陰陽兩極產物、正負兩極產物、相同電量等類型的計算，其依據是電路中轉移的電子數相等。(2)根據總反應式計算：先寫出電極反應式，再寫出總反應式，最后根據總反應式計算。(3)根據關系式計算：根據得失電子守恒關系，在已知量與未知量之間，建立計算所需的關系式：4e－～4Ag～2Cu～2Cl2～2H2～O2～4H＋～4OH－[特別提醒](1)電解過程中產生的H＋或OH－，其物質的量等于轉移電子的物質的量。(2)在電解池中陽極生成的氣體一般是O2或Cl2，陰極生成的氣體一定是H2。(3)電解后要恢復原電解質溶液的濃度，可以按：“析出什么，加上什么”的思路，加上適量某物質，該物質可以是陰極與陽極產物的化合物。如用惰性電極電解CuSO4溶液時，若要恢復原溶液，可加入CuO、CuCO3，而不是Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3。(4)Fe3＋的放電能力大于H＋，其放電反應為Fe3＋＋e－===Fe2＋，而不是Fe3＋＋3e－===Fe。A．d極為陰極B．若利用甲池精煉銅，b極應為粗銅[答案]

B2．用惰性電極電解一定濃度的硫酸銅溶液，通電一段時間后，向所得的溶液中加入0.1mol堿式碳酸銅[Cu2(OH)2CO3]后恰好恢復到電解前的濃度和pH(不考慮CO2的溶解)。則電解過程中共轉移電子的物質的量是(

)A．0.8mol

B．0.6molC．0.5mol D．0.4mol答案：B1．污水處理——電浮選凝聚法(1)實驗裝置：電解原理的應用

(2)化學反應：陽極：Fe－2e－===Fe2＋，2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，4Fe2＋＋10H2O＋O2===4Fe(OH)3↓＋8H＋陰極：2H＋＋2e－===H2↑(3)原理及操作：接通直流電源后，與直流電源正極相連的陽極鐵失去電子生成

Fe2＋，進一步被氧化，并生成Fe(OH)3沉淀，Fe(OH)3有吸附性，可吸附污物而沉積下來，具有凈化的作用；與直流電源負極相連的陰極產生H2，氣泡把污水中的懸浮物帶到水面形成浮渣層，積累到一定厚度時刮去(或撇掉)浮渣層，即起到了浮選凈化的作用。2．通過電解實驗實現不活潑金屬與非氧化性酸反應Cu與稀H2SO4(或稀鹽酸)的反應，銅作陽極，碳棒作陰極，稀H2SO4作電解質溶液。陽極反應式：Cu－2e－===Cu2＋陰極反應式：2H＋＋2e－===H2↑3．利用電解實驗測量銅(或Ag)的相對原子質量(1)實驗裝置：(2)實驗原理：陽極反應式：Cu－2e－===Cu2＋陰極反應式：Cu2＋＋2e－===Cu(3)實驗操作：①準確稱量電解前陰極銅電極的質量為m1g；②按圖組裝好儀器，接通直流電源，并記錄電流表的電流強度為IA；③電解一段時間后，切斷電源，用秒表準確記錄通電時間為t秒；④取出陰極銅片，干燥后稱重，其質量為m2g。(4)數據處理：【典例】工業上采用的一種污水處理方法如下：保持污水的pH在5.0～6.0，通過電解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性，可吸附污物而沉積下來，具有凈化水的作用。陰極產生的氣泡把污水中懸浮物帶到水面形成浮渣層，刮去(或撇掉)浮渣層，即起到了浮選凈化的作用。某科研小組用該原理處理污水，設計裝置示意圖如圖所示。(1)實驗時若污水中離子濃度較小，導電能力較差，產生氣泡速率緩慢，無法使懸浮物形成浮渣，此時應向污水中加入適量的________。a．H2SO4 b．CH3CH2OH c．Na2SO4d．NaOH

e．BaSO4(2)電解池陽極實際發生了兩個電極反應，其中一個反應生成一種無色氣體，則陽極的電極反應式分別是Ⅰ.________________________________；Ⅱ.________________________________。(3)該燃料電池是以