
[自主測(cè)評(píng)]1.易錯(cuò)易混辨析(正確的畫“√”,錯(cuò)誤的畫“×”)。(1)電解 CuCl2 溶液,陰極逸出的氣體能夠使?jié)駶?rùn)的淀粉碘
(2)電解時(shí),電子的移動(dòng)方向:電源負(fù)極→陰極→陽(yáng)極→電
(3)電解鹽酸、硫酸等溶液,H+放電,溶液的 pH 逐漸增大。
)(4)電解精煉銅時(shí),陽(yáng)極泥可以作為提煉貴重金屬的原料。)
(5)用 Zn 作陽(yáng)極,F(xiàn)e 作陰極,ZnCl2 溶液作電解質(zhì)溶液,不
(6)電鍍銅和電解精煉銅時(shí),電解質(zhì)溶液中 c(Cu2+)均保持不
錯(cuò)因:放電順序Zn2+>H水,可以在鐵上鍍鋅。
錯(cuò)因:電解精煉銅時(shí)電解質(zhì)溶液中c(Cu2+ )減小。
錯(cuò)因:陽(yáng)極逸出的氣體是Cl2,能夠使?jié)駶?rùn)
的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)色。
(2)×電源正極。(3)×漸減小。(4)√(5)×(6)×
錯(cuò)因:電子的移動(dòng)方向:電源負(fù)極→陰極、陽(yáng)極→錯(cuò)因:電解硫酸實(shí)質(zhì)是電解水,所以溶液的pH 逐
2.(教材選擇性必修1 P111思考與討論組編題)下列關(guān)于金
屬腐蝕和保護(hù)的說(shuō)法正確的是(
A.犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法利用電解原理移給還原劑C.外加直流電源的陰極保護(hù)法,在通電時(shí)被保護(hù)的金屬表面腐蝕電流降至零或接近于零D.銅碳合金鑄成的銅像在酸雨中發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)正極的電極反應(yīng):O2+4e-+2H2O===4OH-答案:C
B.金屬的化學(xué)腐蝕的實(shí)質(zhì):M-ne-===Mn+,電子直接轉(zhuǎn)
使________通過(guò)電解質(zhì)溶液(或熔融的電解質(zhì))而在陽(yáng)、陰兩極引起____________________的過(guò)程。
(1)概念:電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置(電解槽)。(2)構(gòu)成條件及工作原理
3.惰性電極電解電解質(zhì)溶液的微粒放電順序和產(chǎn)物判斷(圖
4.以惰性電極電解的幾種類型
(1)電解過(guò)程的三個(gè)流向
①電子流向:電源負(fù)極→電解池陰極;電解池陽(yáng)極→電源
②離子流向:陽(yáng)離子→電解池的陰極,陰離子→電解池的
③電流方向:電源正極→電解池陽(yáng)極→電解質(zhì)溶液→陰極
(2)若陰極為 H+放電,則陰極區(qū) c(OH-)增大;若陽(yáng)極為
OH-放電,則陽(yáng)極區(qū) c(H+)增大;若陰極、陽(yáng)極同時(shí)有 H+、OH-放電,相當(dāng)于電解水,電解質(zhì)濃度增大。電解時(shí)溶液酸
堿性“口訣”為氫出堿增;氧出酸增;氫氧共出,“酸”酸、“堿”堿、“中”中。
(3)若放電的H+或OH-來(lái)自水的電離,則電極反應(yīng)式等號(hào)
左邊要將它們寫成“H2O”的形式。
(4)電解后電解質(zhì)溶液恢復(fù)原態(tài)——質(zhì)量守恒法分析
一般是加入陽(yáng)極和陰極析出的氣體或固體產(chǎn)物形成化合物——減少什么,加入什么。如用惰性電極電解 CuSO4 溶液,Cu2+完全放電之前,陰極析出Cu,陽(yáng)極釋放O2,可加入CuO 或CuCO3復(fù)原;而Cu2+完全放電之后,陰極放出H2,陽(yáng)極放出O2,此段加入H2O 復(fù)原,整體可用加入Cu(OH)2 或Cu2(OH)2CO3 復(fù)原。
【練1】(2021 年南京模擬)用石墨電極電解飽和食鹽水,
B.水電離平衡右移,故陰極區(qū)得到 OH-C.失電子能力 Cl->OH-,故陽(yáng)極得到 Cl2D.OH-向陰極移動(dòng),故陽(yáng)極區(qū)滴酚酞不變紅
A.得電子能力 H+>Na+,故陰極得到 H2
解析:得電子能力H+>Na+,陰極發(fā)生2H++2e-===H2↑,故陰極得到H2,A正確;陰極發(fā)生2H++2e-===H2↑,氫離子減少,故陰極區(qū)得到OH-,B正確;失電子能力Cl->OH-,陽(yáng)極發(fā)生2Cl--2e-===Cl2↑,故陽(yáng)極得到Cl2,C正確;電解池中陰離子移向陽(yáng)極,故OH-向陽(yáng)極移動(dòng),故陽(yáng)極區(qū)滴酚酞變紅,D錯(cuò)誤?! 〈鸢福篋
【練2】(2021年湖北模擬)我國(guó)科技工作者設(shè)計(jì)了如圖所示的電化學(xué)裝置,實(shí)現(xiàn)了兩電極體系中甲酸和辛腈[CH3(CH2)6CN]
的高選擇性合成。下列說(shuō)法正確的是(
A.電極 a 連接電源的正極B.陰極區(qū)的反應(yīng)為 CO2+2e-+H+===HCOO-C.電解過(guò)程中,溶液中的 OH-從左邊移向右邊D.理論上有 1 ml CO2 參與反應(yīng),會(huì)有 2 ml 辛腈生成解析:由題圖可知,該裝置為電解池,電極 a 為電解池的陰極,堿性條件下,二氧化碳在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生
成甲酸根離子,電極反應(yīng)式為2CO2+4e-+2H2O===2HCOO-+OH-;電極b為陽(yáng)極,堿性條件下,辛胺在陽(yáng)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成辛腈,電極反應(yīng)式為CH3(CH2)7NH2—4e-+
陽(yáng)極生成辛腈的物質(zhì)的量為1 ml×2×—=0.5ml,D錯(cuò)誤。
4OH-===CH3(CH2)6CN+4H2O。由分析可知,電極 a 為電解池的陰極,連接電源的負(fù)極,A 錯(cuò)誤;由上述分析可知,B 錯(cuò)誤;電解過(guò)程中,氫氧根離子向陽(yáng)極移動(dòng),即從左邊移向右邊,C正確;由得失電子守恒可知,有 1 ml 二氧化碳參加反應(yīng)時(shí),
(1)根據(jù)外接電源:正極連陽(yáng)極,負(fù)極連陰極。(2)根據(jù)電流方向:從陰極流出,從陽(yáng)極流入。(3)根據(jù)電子流向:從陽(yáng)極流出,從陰極流入。(4)根據(jù)離子移向:陰離子移向陽(yáng)極,陽(yáng)離子移向陰極。(5)根據(jù)電極產(chǎn)物:a.陽(yáng)極:電極溶解、逸出O2(或電極區(qū)附近變酸性)或Cl2;b.陰極:析出金屬、逸出H2(或電極區(qū)附近變堿性)。(6)根據(jù)反應(yīng)類型:陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng),陰極發(fā)生還原反應(yīng)。
電極反應(yīng)式的書寫與判斷
【練3】(2021 年全國(guó)專題練習(xí))制取高純硅的 FFC 劍橋工藝是以 CaCl2 熔鹽為電解質(zhì),以 SiO2 和石墨坩堝作電極直接電
解,同時(shí)產(chǎn)生 CO 和 CO2 等氣體。下列說(shuō)法正確的是(A.SiO2 作陽(yáng)極,石墨坩堝作陰極B.電解過(guò)程中 O2-、Cl-向陰極移動(dòng)
D.將生成的 O2 轉(zhuǎn)化為 CO 和 CO2 是為了促進(jìn)電子的轉(zhuǎn)移
解析:由題意可知制取高純硅,硅元素化合價(jià)降低,發(fā)生還原反應(yīng),所以SiO2作陰極,石墨坩堝作陽(yáng)極,A錯(cuò)誤;電解過(guò)程中O2-、Cl-等陰離子向陽(yáng)極移動(dòng),B錯(cuò)誤;陰極發(fā)生還原反應(yīng), 二氧化硅得電子, 電極反應(yīng)式為SiO2+4e-===Si+2O2-,C正確;由題意可知,電解產(chǎn)生CO和CO2,說(shuō)明陽(yáng)極先發(fā)生反應(yīng)2O2--4e-===O2↑,然后生成的氧氣與碳反應(yīng)生成CO和CO2,與電子轉(zhuǎn)移無(wú)關(guān),D錯(cuò)誤?! 〈鸢福篊
【練4】(2021 年山東專題練習(xí))如圖為 CO2 電甲烷化的裝置圖(MEC),其利用微生物催化驅(qū)動(dòng)工作,該生物電催化技術(shù)既有助于降低溫室效應(yīng),也可處理有機(jī)廢水。下列說(shuō)法正確的
A.b 電極為 MEC 的陽(yáng)極
B.若 b 電極轉(zhuǎn)化 1.5 ml CO2,裝置中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)是 15NAC.MEC 工作時(shí),質(zhì)子將從 a 電極室向 b 電極室遷移
D.b 電極的反應(yīng)方程式為 CO2+8e-+6H2O===CH4+8OH-
電極反應(yīng)式為CO2+8e-+8H+===CH4+2H2O,D錯(cuò)誤。
解析:由題圖可知有機(jī)物在 a 電極被氧化成二氧化碳,二氧化碳在 b 電極被還原成甲烷,則 a 電極為陽(yáng)極,b 電極為陰極,A 錯(cuò)誤;b 電極發(fā)生二氧化碳得到電子被還原成甲烷的反應(yīng),則其電極反應(yīng)式為 CO2+8e-+8H+===CH4+2H2O,則轉(zhuǎn)化 1.5 ml CO2,裝置中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)是 12NA,B 錯(cuò)誤;MEC工作時(shí),陽(yáng)離子向陰極移動(dòng),則質(zhì)子將從 a 電極室向 b 電極室遷移,C 正確;在酸性條件下無(wú)氫氧根離子生成,則 b 電極的
[歸納提升] 電解池電極反應(yīng)式的書寫步驟
電化學(xué)基本計(jì)算——電子守恒法
【練5】(2021 年天津期末)雙離子電池是全新的高效、低成本儲(chǔ)能電池,下圖是新型鎂—鋰雙離子二次電池,該電池的工作
xMgSO4+2LiFePO4。
原理為 xMg+xLi2SO4+2Li1-xFePO4下列關(guān)于該電池的說(shuō)法正確的是( )
A.放電時(shí),電子從 Y 電極經(jīng)過(guò)導(dǎo)線流向 X 電極
B. 放電時(shí),正極的電極反應(yīng)式:Li1-xFePO4 +xLi+ +xe-
C.充電時(shí),外加電源的正極與 X 相連
D.充電時(shí),導(dǎo)線上每通過(guò) 1 ml e-,左室溶液增加 2 ml Li+
為L(zhǎng)i1-xFePO4+xLi++xe-===LiFePO4,B正確;左邊鎂失電子、
解析:放電時(shí),左邊鎂為負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極
反應(yīng)式為 Mg-2e-===Mg2+,右邊為正極得電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i1-xFePO4+xLi++xe-===LiFePO4,電解質(zhì)溶液
中鋰離子透過(guò)鋰離子交換膜移向正極;充電時(shí),外加電源的正極與陽(yáng)極相連,陽(yáng)極上 LiFePO4 失電子,發(fā)生氧化反應(yīng),負(fù)極與陰極相連,結(jié)合電子轉(zhuǎn)移進(jìn)行計(jì)算解答。放電時(shí)左邊鎂為負(fù)極,電子由負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極,即由 X 經(jīng)導(dǎo)線流向 Y,A 錯(cuò)誤;放電時(shí)右邊為正極、得電子、發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式
為負(fù)極,右邊電極上得電子、為正極,即 X 為負(fù)極接線柱、Y為正極接線柱,充電時(shí),外加電源的正極與電池正極相連,負(fù)極與電池負(fù)極相連,即外加電源的負(fù)極與 X 相連,C 錯(cuò)誤;充電時(shí),導(dǎo)線上每通過(guò) 1 ml e-,左室 Mg2+得電子發(fā)生還原反應(yīng),為維持溶液呈電中性,右側(cè)將有 1 ml Li+移向左室,D 錯(cuò)誤。
【練6】(2021 年廣州執(zhí)信中學(xué)月考)研究人員成功實(shí)現(xiàn)在常溫常壓下用氮?dú)夂退a(chǎn)氨,原理如下圖所示,下列說(shuō)法正
A.圖中能量轉(zhuǎn)化方式只有 2 種B.H+向 a 極區(qū)移動(dòng)
C.b 極發(fā)生的電極反應(yīng)為 N2+6H++6e-===2NH3
D.a 極上每產(chǎn)生 22.4 L O2 流過(guò)電極的電子數(shù)一定為 4×
解析:由題圖可以看出,生成氧氣的一極為陽(yáng)極,即 a 極為陽(yáng)極,發(fā)生氧化反應(yīng),其電極反應(yīng)式為 2H2O-4e-===4H++
O2↑;b 極為陰極,發(fā)生還原反應(yīng),其電極反應(yīng)式為 N2+6e-+
6H+===2NH3。題圖裝置為電解池裝置,其能量轉(zhuǎn)化方式為電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,該電源的電能由太陽(yáng)能和風(fēng)能轉(zhuǎn)化而來(lái),故有 3 種能量轉(zhuǎn)化方式,A 錯(cuò)誤;電解池中陽(yáng)離子向陰極移動(dòng),故 H+向 b 極移動(dòng),B 錯(cuò)誤;b 極為陰極,氮?dú)獾秒娮樱c H+生成氨氣,其電極反應(yīng)式為 N2+6e-+6H+===2NH3,C 正確;氧氣為氣體,非標(biāo)準(zhǔn)狀況下不能確定其體積,D 錯(cuò)誤。答案:C
(1)電子守恒法:串聯(lián)電路中,相同時(shí)間內(nèi),各電極上微粒發(fā)生氧化或還原反應(yīng)的得失電子數(shù)相等。(2)關(guān)系式法:根據(jù)得失電子守恒關(guān)系,在已知量與未知量之間,建立計(jì)算所需的關(guān)系式。例: (3)電量計(jì)算法:利用Q=I·t 和Q=n(e-)×NA×1.60×10-19 C來(lái)計(jì)算電路中通過(guò)的電量。
考點(diǎn)二1.電解飽和食鹽水
①陽(yáng)極:_____________________(反應(yīng)類型:________
②陰極:_________________________(反應(yīng)類型:_____反應(yīng))。
2Cl--2e-===Cl2↑
2H2O+2e-===H2↑+2OH-
(2)總反應(yīng)方程式①化學(xué)方程式:___________________________________。②離子方程式:___________________________________。(3)應(yīng)用:氯堿工業(yè)制燒堿、氫氣和氯氣。
Cu-2e-===Cu2+
Cu2++2e-===Cu
利用電解熔融鹽(或氧化物)的方法來(lái)冶煉活潑金屬 Na、Ca、
(1)由于AlCl3為共價(jià)化合物,熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電,所以電解冶煉鋁時(shí),電解的為熔點(diǎn)很高的氧化鋁,為降低熔點(diǎn),加入了助熔劑冰晶石(Na3AlF6);而且電解過(guò)程中,陽(yáng)極生成的氧氣與石墨電極反應(yīng),所以石墨電極需不斷補(bǔ)充。
(2)因?yàn)镸gO的熔點(diǎn)高,工業(yè)上只能通過(guò)電解熔融的MgCl2
【練1】(2021年連云港月考)用石墨作電極,電解稀 Na2SO4溶液的裝置如圖所示,通電后在石墨電極 A 和 B 附近分別滴加
一滴石蕊溶液。下列有關(guān)敘述正確的是(
A.逸出氣體的體積:A 電極<B 電極
B.一電極逸出無(wú)味氣體,另一電極逸出刺激性氣味氣體C.A 電極附近呈紅色,B 電極附近呈藍(lán)色
D.電解一段時(shí)間后,將全部電解液轉(zhuǎn)移到同一燒杯中,充
O2,B電極附近c(diǎn)(H+)>c(OH-),石蕊溶液變紅,Na+、H+移向A 電極,在A電極 H+放電產(chǎn)生 H2,A電極附近c(diǎn)(OH-)>c(H+),石蕊溶液變藍(lán),C 錯(cuò)誤,D 正確;A 電極產(chǎn)生的氣體體積大于 B電極,A 錯(cuò)誤;兩種氣體均為無(wú)色無(wú)味的氣體,B 錯(cuò)誤。
【練2】(2021年寧德期中)如圖,a、b 是石墨電極,通電
一段時(shí)間后,b 極附近溶液顯紅色,下列說(shuō)法正確的是(
A.Pt 為陰極,Cu 為陽(yáng)極B.b 極的電極反應(yīng)式是 2H2O+2e-===H2↑+2OH-C.電解過(guò)程中 CuSO4 溶液的 pH 逐漸增大D.當(dāng) a 極產(chǎn)生 2.24 L (標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體時(shí),Pt 極上有 6.4 g Cu析出
式為2H2O+2e-===H2↑+2OH-,B正確;電解過(guò)程中CuSO4
解析:b 極附近溶液變紅,說(shuō)明此電極產(chǎn)生OH-,即電極反應(yīng)式為 2H2O+2e-===H2↑+2OH-,說(shuō)明 b極為陰極,即Y為負(fù)極,X 為正極,根據(jù)電解原理,Pt 為陽(yáng)極,Cu 為陰極,A錯(cuò)誤;b 極附近溶液變紅,說(shuō)明此電極產(chǎn)生 OH-,即電極反應(yīng)
溶液中的氫氧根離子在陽(yáng)極 Pt 電極失電子生成氧氣,溶液中銅離子在 Cu 電極得到電子析出銅,溶液中氫離子濃度增大,溶液的 pH 逐漸減小,C 錯(cuò)誤;根據(jù)電解原理,Pt 電極反應(yīng)式為4OH--4e-===O2↑+2H2O,沒有銅單質(zhì)析出,D 錯(cuò)誤。
]。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(
電解原理在“環(huán)境治理”中的應(yīng)用
【練3】(2021年深圳模擬)一種高效的除去廢水中的 PO
的電化學(xué)裝置如圖所示,一般認(rèn)為溶液中某離子濃度小于1.0×10-5 ml·L-1 時(shí),該離子已除盡[已知常溫下,Ksp(FePO4)
【練4】(2021 年浙江期中)圖甲為一種新型污水處理裝置,該裝置可利用一種微生物將有機(jī)廢水的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。圖乙為電解氯化銅溶液的實(shí)驗(yàn)裝置的一部分。下列說(shuō)法中
解析:根據(jù)題給信息知,甲圖是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的原電池,M 是負(fù)極,N 是正極,負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng),正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng);電解氯化銅溶液,由圖乙氯離子移向 b 極,銅離子移向 a 極可知,a 電極為陰極應(yīng)與負(fù)極相連,b為陽(yáng)極應(yīng)與正極相連,根據(jù)得失電子守恒進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)以上分析,M 是負(fù)極,N 是正極,a 為陰極應(yīng)與負(fù)極相連即與 X 極連接,A 正確;N 是正極,氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng),a 為陰極、銅離子得電子發(fā)生還原反應(yīng),根據(jù)得失電子守恒,則當(dāng) N 電極
消耗11.2 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氣體時(shí),則a 電極增重
11.2 422.4 2
g·ml-1=64 g,B正確;若廢水中含有乙醛,則圖甲中M極為CH3CHO失電子發(fā)生氧化反應(yīng),發(fā)生的電極反應(yīng)為CH3CHO+3H2O-10e-===2CO2↑+10H+,C正確;b為陽(yáng)極,當(dāng)b為惰性電極時(shí),則反應(yīng)式為2Cl--2e-===Cl2↑,當(dāng)b為活性電極時(shí),電極反應(yīng)式為陽(yáng)極本身失電子發(fā)生的氧化反應(yīng),D錯(cuò)誤。
氣為原料通過(guò)電解法制備雙氧水。下列分析錯(cuò)誤的是(
電解原理在“物質(zhì)制備”中的應(yīng)用
【練5】(2021 年青島期末)某化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室中設(shè)計(jì)如圖所示裝置(a、b、c、d 均為惰性電極),以去離子水和氧
A.氣體 X 為 O2,氣體 Y 為 CO2B.一段時(shí)間后,甲裝置中生成的 X 與消耗的 X 等量
解析:由題圖可知,裝置乙為燃料電池,通入氧氣的 c 極為燃料電池的正極,在二氧化碳作用下,氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成碳酸根,通入甲烷的 d 極為負(fù)極,在熔融碳酸鹽的作用下,甲烷在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳和水;裝置甲為電解池,與 d 極相連的 a 極為電解池的陰極,酸性條件下氧氣在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成過(guò)氧化氫,
與 c 極相連的 b 極為陽(yáng)極,酸性條件下,水在陽(yáng)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣。由分析可知,甲池中的 X 為氧氣,乙池中的Y為二氧化碳,A 正確;由分析可知,若電路中通過(guò)4a ml電子,由得失電子數(shù)目守恒可知,陰極上消耗 2a ml 氧氣,陽(yáng)極上生成 a ml 氧氣,生成氧氣的量和消耗氧氣的量不相等,B 錯(cuò)誤;陰離子碳酸根向負(fù)極移動(dòng),由分析可知,乙裝置中,通入甲烷的 d 極為負(fù)極,d 極上發(fā)生氧化反應(yīng),碳酸根離子向 d極移動(dòng),C 正確;由分析可知,乙裝置中,通入氧氣的 c 極為燃料電池的正極,在二氧化碳作用下,氧氣在正極得到電子發(fā)
生還原反應(yīng)生成碳酸根,電極反應(yīng)式為O2+4e-+2CO2===
為2Li+SO2Cl2===2LiCl+SO2↑,下列說(shuō)法不正確的是(
【練6】(2021 年浙江期末)某研究機(jī)構(gòu)使用 Li-SO2Cl2 電池電解制備 Ni(H2PO2)2,其工作原理如圖所示。已知電池反應(yīng)
A.該制備過(guò)程還能得到副產(chǎn)物濃 NaOH 溶液B.e 接口連接 h,f 接口連接 g
電極是負(fù)極,反應(yīng)式為2Li-2e-===2Li+,則碳棒是正極,正極
相接,H2PO2 由原料室Ⅲ室通過(guò)膜b進(jìn)入產(chǎn)品室Ⅱ室,與Ni2+
C.膜 a、c 是陽(yáng)離子交換膜,膜 b 是陰離子交換膜
D.Li電極的電極反應(yīng)式為 Li-e-===Li+;LiAlCl4 介質(zhì)也
可用 LiCl水溶液替代
解析:根據(jù)電池反應(yīng)為 2Li+SO2Cl2===2LiCl+SO2↑可知,放電時(shí) Li 元素化合價(jià)由 0 價(jià)變?yōu)椋? 價(jià),失去電子,所以 Li
SO2Cl2 中+6 價(jià)的硫得電子,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為SO2Cl2+2e-===2Cl-+SO2↑;電解池中,Ni 電極失去電子生成 Ni2+,通過(guò)膜 a 進(jìn)入產(chǎn)品室Ⅱ室,所以 g 電極為陽(yáng)極、與 f
生成 Ni(H2PO2)2,h 電極為陰極,與 e 相接,H2O 發(fā)生得電子的還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為 2H2O+2e-===H2↑+2OH-,Na+通過(guò)膜 c 進(jìn)入Ⅳ室,形成閉合回路,所以膜 a、c 是陽(yáng)離子交換膜,膜 b 是陰離子交換膜。根據(jù)上述分析,Ⅳ室中 NaOH 溶液濃度增大,所以該制備過(guò)程還能得到副產(chǎn)物濃 NaOH 溶液,A 正確;原電池中 Li 電極為負(fù)極,C 電極為正極,電解池中,Ni 電極失去電子生成 Ni2+,即 g 電極為陽(yáng)極,則 h 電極為陰極,與原電池 e 相接,B 正確;由上述分析可知,C 正確;Li 電極的電極反應(yīng)式為 Li-e-===Li+,Li 可以與水反應(yīng),不能用 LiCl 水溶液替代,D 錯(cuò)誤。
金屬原子______________變?yōu)開________________,金屬發(fā)
生_____________。
(1)化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕
(2)析氫腐蝕與吸氧腐蝕(以鋼鐵的腐蝕為例)
水膜酸性較強(qiáng)(pH≤4.3)
①犧牲陽(yáng)極法——________原理a.________極:比被保護(hù)金屬活潑的金屬;b.________極:被保護(hù)的金屬設(shè)備。②外加電流法——________原理a.________極:被保護(hù)的金屬設(shè)備;b.________極:惰性金屬或石墨。(2)改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu),如制成合金、不銹鋼等。(3)加防護(hù)層,如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法。
(1)鐵銹的成分為Fe2O3·xH2O,其形成過(guò)程還涉及如下反應(yīng):4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3;
2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(鐵銹)+(3-x)H2O。(2)判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律
①對(duì)同一電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō),腐蝕速率的快慢:電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕>有防腐措施的腐蝕。
②對(duì)同一金屬來(lái)說(shuō),在不同溶液中腐蝕速率的快慢:強(qiáng)電
解質(zhì)溶液中>弱電解質(zhì)溶液中>非電解質(zhì)溶液中。
③活動(dòng)性不同的兩種金屬,活動(dòng)性差別越大,腐蝕速率越
④對(duì)同一種電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō),電解質(zhì)溶液濃度越大,金屬
【練1】(2021年泰州模擬)在一塊表面無(wú)銹的鐵片上滴食鹽水,放置一段時(shí)間后看到鐵片上有鐵銹出現(xiàn)。鐵片腐蝕過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的總化學(xué)方程式:2Fe+2H2O+O2===2Fe(OH)2 ,F(xiàn)e(OH)2 進(jìn)一步被氧氣氧化為 Fe(OH)3,再在一定條件下脫水生成鐵銹,其原理如圖所示。
A.鐵片發(fā)生還原反應(yīng)而被腐蝕B.鐵片腐蝕生成的鐵銹可以保護(hù)內(nèi)層的鐵不被腐蝕C.鐵片腐蝕過(guò)程中負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為 2H2O+O2+4e-===4OH-D.鐵片里的鐵和碳與食鹽水形成了無(wú)數(shù)微小原電池,發(fā)生了電化學(xué)腐蝕
解析:結(jié)合題圖知 Fe 失電子,化合價(jià)升高,被氧化,A 錯(cuò)誤;鐵銹結(jié)構(gòu)疏松,不能保護(hù)內(nèi)層金屬,B 錯(cuò)誤;鐵片腐蝕時(shí),F(xiàn)e 作負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng):Fe-2e-===Fe2+,C 錯(cuò)誤;鐵片上的 NaCl 溶液為鐵與碳形成原電池提供了電解質(zhì)溶液,D 正確。
B.在 pH6 溶液中,碳鋼主要發(fā)生吸氧腐蝕D.在煮沸除氧氣的堿性溶液中,碳鋼腐蝕速率會(huì)減緩
解析:pH>14 的溶液為堿性,正極反應(yīng)式為 O2+2H2O+4e-===4OH-,A 錯(cuò)誤;pH6的溶液中,碳鋼主要發(fā)生吸氧腐蝕,正極反應(yīng)式為 O2+2H2O+4e-===4OH-,C 正確;在堿性溶液中碳鋼發(fā)生吸氧腐蝕,煮沸除氧氣后,腐蝕速率會(huì)減慢,D 正確。
根據(jù)介質(zhì)判斷析氫腐蝕和吸氧腐蝕
正確判斷“介質(zhì)”溶液的酸堿性是分析析氫腐蝕和吸氧腐蝕的關(guān)鍵。潮濕的空氣、酸性很弱或中性溶液發(fā)生吸氧腐蝕;NH4Cl 溶液、稀硫酸等酸性溶液發(fā)生析氫腐蝕。
【練3】(2021 年梅州二模)電化學(xué)腐蝕與防護(hù)一直是科研
人員的研究熱點(diǎn)。下列方法正確的是(
A.為保護(hù)水庫(kù)的鋼鐵閘門,常將閘門與電源正極相連B.與銅質(zhì)水龍頭連接處的鋼質(zhì)水管易生鐵銹C.鋼柱在水下部分比在空氣與水交界處更容易腐蝕D.當(dāng)搪瓷杯的搪瓷層破損后,仍能防止鐵生銹
解析:鋼鐵與原電池的正極相連作陽(yáng)極被腐蝕,為保護(hù)水庫(kù)的鋼鐵閘門,常將閘門與電源負(fù)極相連,A 錯(cuò)誤;鐵、銅構(gòu)成原電池,鐵為負(fù)極被腐蝕,所以與銅質(zhì)水龍頭連接處的鋼質(zhì)水管易生鐵銹,B 正確;鋼柱在水下部分由于空氣含量低,所以比在空氣與水交界處更不容易腐蝕,C 錯(cuò)誤;當(dāng)搪瓷杯的搪瓷層破損后,與空氣接觸,容易發(fā)生腐蝕而生銹,D 錯(cuò)誤。
【練 4】(2021 年深圳高級(jí)中學(xué)階段性測(cè)試)在潮濕的深層土壤中,鋼管主要發(fā)生厭氧腐蝕,有關(guān)厭氧腐蝕的機(jī)理有多種,
速鋼管的腐蝕,其反應(yīng)原理如圖所示,下列說(shuō)法正確的是(
氧化亞鐵,所以鋼管腐蝕的直接產(chǎn)物中含有FeS、Fe(OH)2,B正確;在潮濕的深層土壤中鋼管主要發(fā)生厭氧腐蝕,沒有氧氣參與反應(yīng),正極上水發(fā)生還原反應(yīng)生成H2,電極反應(yīng)式為2H2O+2e-===2OH-+H2↑,C錯(cuò)誤;在鋼管表面鍍鋅時(shí),鋅作原電池的負(fù)極,則鋼管作正極,能減緩鋼管的腐蝕,在鋼管的表面鍍銅,若表面未破損時(shí),能夠保護(hù)鋼管,但表面破損時(shí),鋼管作負(fù)極,能加快鋼管的腐蝕速率,D錯(cuò)誤。 答案:B
1.(2021 年湖南卷節(jié)選)氨電解法制氫氣
利用電解原理,將氨轉(zhuǎn)化為高純氫氣,其裝置如圖所示。
(1) 電解過(guò)程中 OH- 的移動(dòng)方向?yàn)開_______( 填“從左往
右”或“從右往左”)。
(2)陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為________________________。解析:(1)由題圖可知,通入 NH3 的一極氮元素化合價(jià)升高,發(fā)生氧化反應(yīng),為電解池的陽(yáng)極,則另一電極為陰極,電解過(guò)程中 OH-移向陽(yáng)極,則從右往左移動(dòng)。(2)陽(yáng)極 NH3 失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成 N2,結(jié)合堿性條件,電極反應(yīng)式為 2NH3-6e-+6OH-===N2+6H2O。
(2)2NH3-6e-+6OH-===N2+6H2O
2.(2021 年廣東卷)鈷(C)的合金材料廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)械制造等領(lǐng)域。如圖為水溶液中電解制備金屬鈷的裝置示意
圖。下列說(shuō)法正確的是(
A.工作時(shí),Ⅰ室和Ⅱ室溶液的 pH 均增大B.生成 1 ml C,Ⅰ室溶液質(zhì)量理論上減少 16 gC.移除兩交換膜后,石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)不變
D.電解總反應(yīng):2C2++2H2O
解析:由題圖可知,該裝置為電解池,石墨電極為陽(yáng)極,水在陽(yáng)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和氫離子,電極反應(yīng)式為 2H2O-4e-===O2↑+4H+,Ⅰ室中陽(yáng)離子電荷數(shù)大于陰離子電荷數(shù),放電生成的氫離子通過(guò)陽(yáng)離子交換膜由Ⅰ室向Ⅱ室移動(dòng),鈷電極為陰極,鈷離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成鈷,電極反應(yīng)式為 C2++2e-===C,Ⅲ室中陰離子電荷數(shù)大
電解的總反應(yīng)的離子方程式為 2C2++2H2O
于陽(yáng)離子電荷數(shù),氯離子過(guò)陰離子交換膜由Ⅲ室向Ⅱ室移動(dòng),
4H+。由分析可知,放電生成的氫離子通過(guò)陽(yáng)離子交換膜由Ⅰ室向Ⅱ室移動(dòng),使Ⅱ室中氫離子濃度增大,溶液 pH 減小,A 錯(cuò)誤;由分析可知,陰極生成1 ml 鈷,陽(yáng)極有1 ml 水放電,則Ⅰ室溶液質(zhì)量減少18 g,B 錯(cuò)誤;若移除離子交換膜,氯離子的放電能力強(qiáng)于水,氯離子會(huì)在陽(yáng)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣,則移除離子交換膜,石墨電極的電極反應(yīng)會(huì)發(fā)生變化,C 錯(cuò)誤;
由分析可知,電解的總反應(yīng)的離子方程式為2C2++2H2O
2C+O2↑+4H+,D正確。
3.(2021年全國(guó)Ⅰ卷)乙醛酸是一種重要的化工中間體,可采用如下圖所示的電化學(xué)裝置合成。圖中的雙極膜中間層中的H2O 解離為 H+和 OH-,并在直流電場(chǎng)作用下分別向兩極遷移。
A.KBr 在上述電化學(xué)合成過(guò)程中只起電解質(zhì)的作用
B. 陽(yáng)極上的反應(yīng)式為
+2H+ +2e- ===
C.制得 2 ml 乙醛酸,理論上外電路中遷移了 1 ml 電子D.雙極膜中間層中的 H+在外電場(chǎng)作用下向鉛電極方向遷移
Br-失去電子生成Br2,Br2將乙二醛氧化為乙醛酸,B錯(cuò)誤;電
解析:該裝置通電時(shí),乙二酸被還原為乙醛酸,因此鉛電
極為電解池陰極,石墨電極為電解池陽(yáng)極,陽(yáng)極上 Br-被氧化為 Br2,Br2 將乙二醛氧化為乙醛酸,雙極膜中間層的 H+在直流電場(chǎng)作用下移向陰極,OH-移向陽(yáng)極。KBr 在上述電化學(xué)合成
過(guò)程中除作電解質(zhì)外,同時(shí)還是電解過(guò)程中陽(yáng)極的反應(yīng)物,生成的 Br2 為乙二醛制備乙醛酸的中間產(chǎn)物,A 錯(cuò)誤;陽(yáng)極上為
解過(guò)程中陰陽(yáng)極均生成乙醛酸,1 ml 乙二酸生成 1 ml 乙醛酸
這是一份2024屆高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)第六章化學(xué)反應(yīng)與能量第三節(jié)電解池金屬的腐蝕與防護(hù)課件,共60頁(yè)。PPT課件主要包含了原電池,電解池,答案C,答案B,答案D,答案A,即SO,Co+2H2O,D正確答案C等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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這是一份人教版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)6.3電解池金屬的腐蝕與防護(hù)課件
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