【課標(biāo)要求】　1.理解電解池的構(gòu)成、工作原理及應(yīng)用，能書寫電極反應(yīng)和總反應(yīng)方程式。2.了解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害、防止金屬腐蝕的措施。
(1)電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程就是電解質(zhì)溶液被電解的過程。(　　)(2)某些不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，通過電解可以實(shí)現(xiàn)。(　　)(3)直流電源跟電解池連接后，電子從電源負(fù)極流向電解池陽極。(　　)(4)電解稀硫酸制H2、O2時，可用不活潑的銅作陽極。(　　)(5)電解CuCl2溶液，陰極逸出的氣體能夠使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{(lán)色。(　　)(6)電解鹽酸、硫酸等溶液，H＋放電，溶液的pH均增大。(　　)
題組一　電解原理1．以石墨為電極，電解KI溶液(含有少量的酚酞和淀粉)。下列說法錯誤的是(　　)A．陰極附近溶液呈紅色B．陰極逸出氣體C．陽極附近溶液呈藍(lán)色D．溶液的pH變小
題組二　電極反應(yīng)式、電解方程式的書寫3．(1)用惰性電極電解MgCl2溶液陽極反應(yīng)式：________________________________________________；陰極反應(yīng)式：________________________________________________；總反應(yīng)離子方程式：__________________________________________。(2)用鐵做電極電解NaCl溶液陽極反應(yīng)式：________________________________________________；陰極反應(yīng)式：________________________________________________；總反應(yīng)化學(xué)方程式：__________________________________________。
(3)用Al做電極電解NaOH溶液陽極反應(yīng)式：__________________________________________________；陰極反應(yīng)式：__________________________________________________；總反應(yīng)離子方程式：____________________________________________。(4)用Al做陽極，電解H2SO4溶液，鋁材表面形成氧化膜陽極反應(yīng)式：_________________________________________________；陰極反應(yīng)式：_________________________________________________；總反應(yīng)離子方程式：____________________________________________。
(1)寫出電解時陰極的電極反應(yīng)式：_____________________________________________________________________________________________。(2)電解后陽極區(qū)的溶液用稀硫酸酸化得到硫單質(zhì)，其離子方程式可寫成____________________________________________________________________________________________________________________________。
5．某水溶液中含有等物質(zhì)的量濃度的Cu(NO3)2和NaCl，以惰性電極對該溶液進(jìn)行電解，分階段寫出電解反應(yīng)的化學(xué)方程式。______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
從原理和事實(shí)出發(fā)，對陰、陽極上的放電糾偏
陽極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，本質(zhì)是放電離子還原性的體現(xiàn)，某些處于較低價態(tài)陽離子具有較強(qiáng)的還原性，可以在陽極放電發(fā)生氧化反應(yīng)。[典例2]　鉛及其化合物可用于蓄電池、耐酸設(shè)備及X-射線防護(hù)材料?；卮鹣铝袉栴}：PbO2也可以通過石墨為電極，Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液為電解液電解制取。陽極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為_________________________，陰極上觀察到的現(xiàn)象是_________________________________________；若電解液中不加入Cu(NO3)2，陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式為_____________________________________________________________，這樣做的主要缺點(diǎn)是_______________________________________。
當(dāng)條件合適的情況下，電中性的分子也有可能參與電極反應(yīng)。
考點(diǎn)2　電解原理在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用
2Cl－－2e－===Cl2↑
2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
Ag－e－===Ag＋
Ag＋＋e－===Ag
Zn－2e－===Zn2＋
Fe－2e－===Fe2＋
Ni－2e－===Ni2＋
Cu－2e－===Cu2＋
Cu2＋＋2e－===Cu
2Na＋＋2e－===2Na
6O2－－12e－===3O2↑
4Al3＋＋12e－===4Al
2．今有下列兩種裝置：(1)請分析兩裝置中各電極的質(zhì)量變化？(2)請分析兩裝置中電解質(zhì)溶液濃度的變化？___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
題組一　應(yīng)用電解原理制備新物質(zhì)1．如圖為EFC劍橋法用固體二氧化鈦(TiO2)生產(chǎn)海綿鈦的裝置示意圖，其原理是在較低的陰極電位下，TiO2(陰極)中的氧解離進(jìn)入熔融鹽，陰極最后只剩下純鈦。下列說法正確的是(　　)
2．氯堿工業(yè)以電解精制飽和食鹽水的方法制取氯氣、氫氣、燒堿和氯的含氧酸鹽等系列化工產(chǎn)品。如圖是離子交換膜法電解飽和食鹽水的示意圖，圖中的離子交換膜只允許陽離子通過。
4．用NaOH溶液吸收煙氣中的SO2，將所得的Na2SO3溶液進(jìn)行電解，可循環(huán)再生NaOH，同時得到H2SO4，其原理如圖所示(電極材料為石墨)。
離子交換膜在電化學(xué)中的運(yùn)用
1．離子交換膜的功能使離子選擇性定向遷移(目的是平衡整個溶液的離子濃度或電荷)。2．離子交換膜的類型根據(jù)透過的微粒，離子交換膜可以分為多種，在高考試題中主要出現(xiàn)陽離子交換膜、陰離子交換膜和質(zhì)子交換膜三種。陽離子交換膜只允許陽離子通過，阻止陰離子和氣體通過，陰離子交換膜只允許陰離子通過，質(zhì)子交換膜只允許質(zhì)子(H＋)通過。可見離子交換膜的功能在于選擇性地通過某些離子和阻止某些離子來隔離某些物質(zhì)。
3．離子交換膜在電化學(xué)中的運(yùn)用(1)構(gòu)成雙液原電池，閉合電路，提高放電壽命與效率單液原電池由于活性電極材料與電解質(zhì)溶液直接接觸，無法避免放電的同時不發(fā)生化學(xué)腐蝕，導(dǎo)致能量轉(zhuǎn)化效率低、放電不穩(wěn)定、使用壽命短等問題。將單液原電池轉(zhuǎn)換為雙液原電池可減弱上述問題。解決此問題可使用鹽橋或離子交換膜形成負(fù)極室和正極室。相對于鹽橋，離子交換膜表面積較大，有利于增大離子的定向移動速率，減小電阻，放電效率提高，使用壽命增長。
(2)制備提純物質(zhì)：隔離微粒，提高物質(zhì)的產(chǎn)率與純度膜電解法是制備物質(zhì)的重要方法，它將電解和膜分離相結(jié)合，將制備、分離和濃縮相結(jié)合。即“在通電條件下發(fā)生電解化學(xué)反應(yīng)時，生成的產(chǎn)物能及時地從反應(yīng)體系中通過離子交換膜分離出來，使反應(yīng)向生成物的方向進(jìn)行，從而提高反應(yīng)效率?！逼渲凶钪匾哪る娊膺\(yùn)用于氯堿工業(yè)以及廢水處理等。(3)多室電滲析：交替運(yùn)用陰膜陽膜，完成物質(zhì)淡化與濃縮電滲析是將陰膜與陽膜交替排列在電極之間，在直流電場作用下，以電位差為動力，離子透過選擇性離子交換膜而遷移，從而使電解質(zhì)離子自溶液中部分分離出來，實(shí)現(xiàn)溶液的濃縮與淡化，復(fù)分解反應(yīng)及電解氧化還原等效能，達(dá)到提純精制的目的。
[考能突破練]1．(雙選)已知：電流效率＝電路中通過的電子數(shù)與消耗負(fù)極失去電子總數(shù)之比?，F(xiàn)有兩個電池Ⅰ、Ⅱ，裝置如圖所示。下列說法正確的是(　　)A.Ⅰ和Ⅱ的電池反應(yīng)相同B．能量轉(zhuǎn)化形式不同C．Ⅰ的電流效率低于Ⅱ的電流效率D．5 min后，Ⅰ、Ⅱ中都只含1種溶質(zhì)
2．室溫時，在FeCl3酸性溶液中加少量鋅粒后，F(xiàn)e3＋立即被還原成Fe2＋，組成的原電池裝置如圖所示，其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，下列有關(guān)敘述正確的是(　　)
3．現(xiàn)有離子交換膜、石墨電極和如圖所示的電解槽，電解KI的淀粉溶液制取KOH，一段時間后Ⅲ區(qū)附近變藍(lán)色，下列敘述中錯誤的是(　　)A．KOH、H2均在Ⅰ區(qū)產(chǎn)生B．圖中A為陰離子交換膜C．Ⅲ區(qū)的電極連接電源的正極D．陰極反應(yīng)式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
考點(diǎn)3　金屬的腐蝕與防護(hù)
2H＋＋2e－===H2↑
2H2O＋O2＋4e－===4OH－
3.金屬的防護(hù)(1)犧牲陽極的陰極保護(hù)法利用 原理。(2)外加電流的陰極保護(hù)法利用 原理。(3)改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)→如制成不銹鋼。(4)加保護(hù)層→如電鍍、噴漆、覆膜等。
(1)純銀器表面變黑和鋼鐵表面生銹腐蝕原理一樣。(　　)(2)Al、Fe、Cu在潮濕的空氣中腐蝕均生成氧化物。(　　)(3)鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時，負(fù)極鐵失去電子生成Fe3＋。(　　)(4)在金屬表面覆蓋保護(hù)層，若保護(hù)層破損后，就完全失去了對金屬的保護(hù)作用。(　　)(5)若在海輪外殼上附著一些銅塊，則可以減緩海輪外殼的腐蝕。(　　)(6)鐵表面鍍鋅可增強(qiáng)其抗腐蝕性。(　　)
A.在pH>14溶液中，碳鋼腐蝕的正極反應(yīng)為O2＋4H＋＋4e－===2H2OB．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，碳鋼腐蝕速率會減緩
1．判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律(1)對同一電解質(zhì)溶液來說，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)對同一金屬來說，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)活動性不同的兩種金屬，活動性差別越大，腐蝕速率越快。(4)對同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)溶液濃度越大，金屬腐蝕越快。2．兩種保護(hù)方法的比較外加電流的陰極保護(hù)法保護(hù)效果大于犧牲陽極的陰極保護(hù)法。
3．(2017·高考全國卷Ⅰ)支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管樁，常用外加電流的陰極保護(hù)法進(jìn)行防腐，工作原理如圖所示，其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極。下列有關(guān)表述不正確的是(　　)A.通入保護(hù)電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零B．通電后外電路電子被強(qiáng)制從高硅鑄鐵流向鋼管樁C．高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流D．通入的保護(hù)電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進(jìn)行調(diào)整
解析：鋼管樁接電源的負(fù)極，高硅鑄鐵接電源的正極，通電后，外電路中的電子從高硅鑄鐵(陽極)流向正極，從負(fù)極流向鋼管樁(陰極)，A、B正確；C項(xiàng)，題給信息高硅鑄鐵為“惰性輔助陽極”不損耗，C錯誤；D正確。
(1)寫出電解時陰極的電極反應(yīng)式____________________________________________________________________________________________。(2)電解過程中通過陽離子交換膜的離子主要為______，其遷移方向是___________________________________________________________。(3)與“電解法”相比，“KClO3氧化法”的主要不足之處有______________________________________________________________________________________________________________(寫出一點(diǎn))。

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