高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)教案 第6章 第3講《電解池　金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)》

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第3講　電解池　金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù) [考綱解讀]　1.了解電解池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。2.理解金屬發(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。 考點一　電解的原理 1．電解定義 在________作用下，電解質(zhì)在兩個電極上分別發(fā)生______和__________的過程。 2．能量轉(zhuǎn)化形式 ________轉(zhuǎn)化為________。 3．電解池 (1)構(gòu)成條件 ①有與________相連的兩個電極。 ②__________(或__________)。 ③形成____________。 (2)電極名稱及電極反應(yīng)(如圖) (3)電子和離子移動方向 ①電子：從電源________流向電解池的________；從電解池的________流向電源的________。 ②離子：陽離子移向電解池的________； 陰離子移向電解池的________。 4．分析電解過程的思維程序 (1)首先判斷陰、陽極，分析陽極材料是惰性電極還是活潑電極。 (2)再分析電解質(zhì)水溶液的組成，找全離子并分陰、陽兩組(不要忘記水溶液中的H＋和OH－)。 (3)然后排出陰、陽兩極的放電順序 陰極：陽離子放電順序：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋。 陽極：活潑電極>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根離子。 (4)分析電極反應(yīng)，判斷電極產(chǎn)物，寫出電極反應(yīng)式，要注意遵循原子守恒和電荷守恒。 (5)最后合并兩個電極反應(yīng)式得出電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式或離子方程式。 5．用分析電解過程的思維程序分析電解下列物質(zhì)的過程，并總結(jié)電解規(guī)律(用惰性電極電解) 電解質(zhì)(水溶液) 電極方程式 被電解的物質(zhì) 電極產(chǎn)物 溶液pH變化的原因、結(jié)果 電解質(zhì)溶液復(fù)原 陽極 陰極 含氧酸(如H2SO4) 陽極：____ 陰極：____________ 水減少，酸溶液的濃度____，pH____ 加____ 強堿(如NaOH) 陽極：____________ 陰極：____________ 水減少，堿溶液的濃度____，pH____ 加____ 活潑金屬的含氧酸鹽(如KNO3、Na2SO4) 陽極：____________陰極：____________ 水減少，鹽溶液的濃度____，pH__________(若為水解的鹽) 加____ 無氧酸(如HCl)，除HF外 陽極：____________陰極：____________ (如Cl2) H＋放電，c(H＋)減小，pH____ 不活潑金屬的無氧酸鹽(如CuCl2)，除氟化物外 陽極：____________陰極：____________ (如Cl2) (如Cu) pH基本不變 加______ 活潑金屬的無氧酸鹽(如NaCl) 陽極：_______ 陰極：___________ (如Cl2) H＋放電，c(H＋)減小，c(OH－)增大，pH____ 不活潑金屬的含氧酸鹽(如CuSO4) 陽極：____________陰極：____________ (如Cu) OH－放電，c(OH－)減小，c(H＋)增大，pH____ 加____或 1．分別寫出用惰性電極電解上述5中各物質(zhì)的化學(xué)方程式或離子方程式： (1)_______________________________________________________________________； (2)_______________________________________________________________________； (3)_________________________________________________________________ ______； (4)_______________________________________________________________________； (5)_______________________________________________________________________。 2．電解過程中放H2生堿型和放O2生酸型的實質(zhì)是什么？ 3．用惰性電極電解，若要使電解后的溶液復(fù)原，應(yīng)怎樣操作？ 4．Ⅰ.以鋁材為陽極，在H2SO4溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，陽極電極反應(yīng)式為________________________________________________________________________。 Ⅱ.用Al單質(zhì)作陽極，石墨作陰極，NaHCO3溶液作電解液進(jìn)行電解，生成難溶物R，R受熱分解生成化合物Q。寫出陽極生成R的電極反應(yīng)式：_________________________。 5．CuI是一種不溶于水的白色固體，可以由反應(yīng)：2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I(xiàn)2得到?，F(xiàn)以石墨為陰極，以Cu為陽極電解KI溶液，通電前向電解液中加入少量酚酞和淀粉溶液?；卮鹣铝袉栴}： (1)陽極區(qū)的現(xiàn)象__________________________________________________________。 (2)陽極電極反應(yīng)式_________________________________________________________。 　(1)書寫電解池中電極反應(yīng)式時，要以實際放電的離子表示，但書寫總電解反應(yīng)方程式時，弱電解質(zhì)要寫成分子式。 (2)要確保兩極電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相同，且注明條件“電解”。 (3)電解水溶液時，應(yīng)注意放電順序中H＋、OH－之后的離子一般不參與放電。 考點二　電解原理的應(yīng)用 1．電解飽和食鹽水 (1)電極反應(yīng) 陽極反應(yīng)式：__________________(________反應(yīng)) 陰極反應(yīng)式：__________________(________反應(yīng)) (2)總反應(yīng)方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 離子反應(yīng)方程式：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ (3)應(yīng)用：氯堿工業(yè)制________、________和________。 2．電鍍右圖為金屬表面鍍銀的工作示意圖，據(jù)此回答下列問 題： (1)鍍件作____極，鍍層金屬銀作____極。 (2)電解質(zhì)溶液是___________________________________。 (3)電極反應(yīng)： 陽極：__________________________________________________________________； 陰極：__________________________________________________________________。 (4)特點：____極溶解，____極沉積，電鍍液的濃度________。 3．電解精煉銅 (1)電極材料：陽極為________；陰極為________。 (2)電解質(zhì)溶液：含Cu2＋的鹽溶液。 (3)電極反應(yīng)： 陽極：____________________________________________________________________； 陰極：____________________________________________________________________。 4．電冶金 利用電解熔融鹽的方法來冶煉活潑金屬Na、Ca、Mg、Al等。 (1)冶煉鈉 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 電極反應(yīng)： 陽極：____________________________________________________________________， 陰極：____________________________________________________________________。 (2)冶煉鋁 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 電極反應(yīng)： 陽極：____________________________________________________________________， 陰極：____________________________________________________________________。 6．(1)如何檢驗電解飽和食鹽水時的陽極產(chǎn)物？ (2)氯堿工業(yè)在生產(chǎn)過程中必須把陽極室和陰極室用離子交換膜隔開，原因是什么？ 7．工業(yè)品氫氧化鉀的溶液中含有某些含氧酸根雜質(zhì)，可用離子交換膜法電解提純。電解槽內(nèi)裝有陽離子交換膜(只允許陽離子通過)，其工作原理如圖所示： (1)該電解槽的陽極反應(yīng)式是_________________________________________________。 (2)通電開始后，陰極附近溶液pH會增大，請簡述原因___________________________。 (3)除去雜質(zhì)后的氫氧化鉀溶液從液體出口　　　　(填“A”或“B”)導(dǎo)出。 8．利用電解法可將含有Fe、Zn、Ag、Pt等雜質(zhì)的粗銅提純，下列敘述正確的是 (　　) A．電解時以精銅作陽極 B．電解時陰極發(fā)生氧化反應(yīng) C．粗銅連接電源負(fù)極，其電極反應(yīng)是Cu－2e－===Cu2＋ D．電解后，電解槽底部會形成含少量Ag、Pt等金屬的陽極泥 考點三　金屬的腐蝕和防護(hù) 1．金屬腐蝕的本質(zhì) 金屬原子__________變?yōu)開_________，金屬發(fā)生________________________________。 2．金屬腐蝕的類型 (1)化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕 化學(xué)腐蝕 電化學(xué)腐蝕 條件 金屬跟__________接觸 不純金屬或合金跟________接觸 現(xiàn)象 ____電流產(chǎn)生 ______電流產(chǎn)生 本質(zhì) 金屬被____ 較活潑金屬被____ 聯(lián)系 兩者往往同時發(fā)生，______腐蝕更普遍 (2)析氫腐蝕與吸氧腐蝕 以鋼鐵的腐蝕為例進(jìn)行分析： 析氫腐蝕 吸氧腐蝕 條件 電 極 反 應(yīng) 負(fù)極 正極 總反應(yīng)式 聯(lián)系 ________更普遍 鐵銹的形成：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3xH2O(鐵銹)＋(3－x)H2O。 3．金屬的防護(hù) (1)電化學(xué)防護(hù) ①犧牲陽極的陰極保護(hù)法—______原理 a．________：比被保護(hù)金屬活潑的金屬； b．________：被保護(hù)的金屬設(shè)備。 ②外加電流的陰極保護(hù)法—________原理 a．________：被保護(hù)的金屬設(shè)備； b．________：惰性金屬。 (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。 9．下列對幾種常見的金屬防腐方法的描述錯誤的是 (　　) 選項 方法 對相應(yīng)方法的描述 A 改變金屬內(nèi)部的組成結(jié)構(gòu) 此法實際上是將金屬制成合金，增強抗腐蝕能力 B 在金屬表面覆蓋保護(hù)層 保護(hù)層破損后，就完全失去了對金屬的保護(hù)作用 C 外加電源的陰極保護(hù)法 接外加直流電源構(gòu)成電解池，被保護(hù)的金屬作陰極 D 犧牲陽極的陰極保護(hù)法 構(gòu)成原電池，被保護(hù)的金屬作正極 10.炒菜后未洗的鐵鍋，很快就會產(chǎn)生紅褐色的銹斑。關(guān)于該生銹過程的說法正確的是(　　) A．鐵與NaCl反應(yīng)生成FeCl3 B．發(fā)生電化學(xué)腐蝕時直接生成了Fe(OH)3 C．發(fā)生電化學(xué)腐蝕時吸收了O2 D．發(fā)生電化學(xué)腐蝕時生成了氫氣 11．下面各容器中盛有海水，鐵在其中被腐蝕時由快到慢的順序是 (　　) A．④>②>①>③ B．②>①>③>④ C．④>②>③>① D．③>②>④>① 　判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律 電解池原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕>有防護(hù)措施的腐蝕。 應(yīng)對電化學(xué)定量計算的三種方法 1．根據(jù)電子守恒法計算 用于串聯(lián)電路、陰陽兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。 2．根據(jù)總反應(yīng)式計算 凡是總反應(yīng)式中反映出的物質(zhì)的量關(guān)系都可以列比例式計算。 3．根據(jù)關(guān)系計算 由得失電子守恒定律關(guān)系建立已知量與未知量之間的橋梁，建立計算所需的關(guān)系式，如 物質(zhì)：　　H2～O2～Cl2～Cu～Ag～H＋～OH－～e－ n(mol) 2 1 2 2 4 4 4 4 【例1】　在如圖中，甲燒杯中盛有100 mL 0.50 molL－1 AgNO3溶液，乙燒杯中盛有100 mL 0.25 molL－1 CuCl2溶液，A、B、C、D均為質(zhì)量相同的石墨電極，如果電解一段時間后，發(fā)現(xiàn)A極比C極重1.9 g，則 (1)電源E為________極，F(xiàn)為________極。 (2)A極的電極反應(yīng)式為_____________________________________________________， 析出物質(zhì)______ mol。 (3)B極的電極反應(yīng)式為_____________________________________________________， 析出氣體________ mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。 (4)C極的電極反應(yīng)式為_____________________________________________________， 析出的物質(zhì)________ mol。 (5)D極的電極反應(yīng)式為_____________________________________________________， 析出氣體________ mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。 (6)甲燒杯中滴入石蕊試液，________極附近變紅，如果繼續(xù)電離，在甲燒杯中最終得到______溶液。 解題指導(dǎo)　涉及電化學(xué)的計算題，可依據(jù)電子得失守恒原理，通過“轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等”之橋，尋找關(guān)系式進(jìn)行計算。 友情提示：通過4 mol e－為橋可構(gòu)建如下關(guān)系式： 4e－～2Cl2(Br2、I2)～O2～4H＋ 　　　　 陽極產(chǎn)物 4OH－～2H2～2Cu～4Ag～M 　　　　 陰極產(chǎn)物 說明：M為金屬，n為其化合價。 當(dāng)然，也可根據(jù)電池總反應(yīng)式列比例式求解。 【例2】　兩個惰性電極插入500 mL AgNO3溶液中，通電電解。當(dāng)電解液的pH從6.0變?yōu)?.0時，(設(shè)電解過程中陰極沒有H2放出，且電解液在電解前后體積變化可以忽略不計)電極上析出銀的質(zhì)量最大為 (　　) A．27 mg B．54 mg C．106 mg D．216 mg 【例3】　(1)用惰性電極電解400 mL一定濃度的硫酸銅溶液(不考慮電解過程中溶液體積的變化)，通電一段時間后，向所得的溶液中加入0.1 mol CuO后，使溶液恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH，電解過程中轉(zhuǎn)移的電子為________ mol。 (2)如果向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后，使溶液恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH，電解過程中轉(zhuǎn)移的電子為________ mol。 (3)如果向所得的溶液中加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3后，使溶液恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH(不考慮CO2的溶解)，電解過程中轉(zhuǎn)移的電子為________ mol。 電解原理的應(yīng)用 電解池的工作原理及應(yīng)用是電化學(xué)的重要內(nèi)容，有關(guān)電解時電解質(zhì)溶液的變化、電極產(chǎn)物的判斷、溶液pH的變化等內(nèi)容都是每年高考命題的熱點內(nèi)容，涉及電解原理與工業(yè)生產(chǎn)密切聯(lián)系的氯堿工業(yè)、電解精煉、電解法處理污水等內(nèi)容成為高考考查的重點。 【例4】　某課外活動小組用如圖裝置進(jìn)行實驗，試回答下列問題。 (1)若開始時開關(guān)K與a連接，則B極的電極反應(yīng)式為____________。 (2)若開始時開關(guān)K與b連接，則B極的電極反應(yīng)式為___________， 總反應(yīng)的離子方程式為____________________________________。 有關(guān)上述實驗，下列說法正確的是(填序號)__________。 ①溶液中Na＋向A極移動　②從A極處逸出的氣體能使?jié)駶櫟牡矸跭I 試紙變藍(lán)?、鄯磻?yīng)一段時間后加適量鹽酸可恢復(fù)到電解前電解質(zhì)的濃度?、苋魳?biāo)準(zhǔn)狀況 下B極產(chǎn)生2.24 L氣體，則溶液中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子 (3)該小組同學(xué)認(rèn)為，如果模擬工業(yè)上離子交換膜法制燒堿的方法，那么可以設(shè)想用如圖裝置電解硫酸鉀溶液來制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鉀。 ①該電解槽的陽極反應(yīng)式為________________________________________________。 此時通過陰離子交換膜的離子數(shù)　　　　(填“大于”、“小于”或“等于”)通過陽離子交換膜的離子數(shù)。 ②制得的氫氧化鉀溶液從出口(填“A”、“B”、“C”或“D”)　　　導(dǎo)出。 ③通電開始后，陰極附近溶液pH會增大，請簡述原因___________________________。 ④若將制得的氫氣、氧氣和氫氧化鉀溶液組合為氫氧燃料電池，則電池正極的電極反應(yīng)式為______________________________________________________________________。 【例5】　碘被稱為“智力元素”，科學(xué)合理地補充碘可防止碘 缺乏病。碘酸鉀(KIO3)是國家規(guī)定的食鹽加碘劑，它的晶體 為白色，可溶于水。碘酸鉀在酸性介質(zhì)中與過氧化氫或碘化 物作用均生成單質(zhì)碘。以碘為原料，通過電解制備碘酸鉀的 實驗裝置如右圖所示。 請回答下列問題： (1)碘是　　　　(填顏色)固體物質(zhì)，實驗室常用　　　　　　的方法來分離提純含有少量雜質(zhì)的固體碘。 (2)電解前，先將一定量的精制碘溶于過量氫氧化鉀溶液，溶解時發(fā)生反應(yīng)： 3I2+6KOH===5KI+KIO3+3H2O，將該溶液加入陽極區(qū)。另將氫氧化鉀溶液加入陰極區(qū)，電解槽用水冷卻。 電解時，陽極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為______________________________________； 每生成1 mol KIO3，電路中通過的電子的物質(zhì)的量為　　　　。 (3)電解過程中，為確定電解是否完成，需檢驗電解液中是否有I-。請設(shè)計一個檢驗電解液中是否有I-的實驗方案，并按要求填寫下表。 要求：所需藥品只能從下列試劑中選擇，實驗儀器及相關(guān)用品自選。 試劑：淀粉溶液、淀粉KI試紙、過氧化氫溶液、稀硫酸。 實驗方法 實驗現(xiàn)象及結(jié)論 (4)電解完畢，從電解液中得到碘酸鉀晶體的實驗過程如下： 步驟②的操作名稱是______________，步驟⑤的操作名稱是____________。步驟④洗滌晶體的目的是_____________________________________________________________。 高考題組一　電解原理及其應(yīng)用 (一)電解精煉銅、廢液中銅的提取 1．用電解法提取氯化銅廢液中的銅，方案正確的是 (　　) A．用銅片連接電源的正極，另一電極用鉑片 B．用碳棒連接電源的正極，另一電極用銅片 C．用氫氧化鈉溶液吸收陰極產(chǎn)物 D．用帶火星的木條檢驗陽極產(chǎn)物 (二)電鍍 2．以KCl和ZnCl2混合液為電鍍液在鐵制品上鍍鋅，下列說法正確的 是 (　　) A．未通電前上述鍍鋅裝置可構(gòu)成原電池，電鍍過程是該原電池的充電過程 B．因部分電能轉(zhuǎn)化為熱能，電鍍時通過的電量與鋅的析出量無確定關(guān)系 C．電鍍時保持電流恒定，升高溫度不改變電解反應(yīng)速率 D．鍍鋅層破損后即對鐵制品失去保護(hù)作用 (三)氯堿工業(yè)、電解制氫 3．氯堿工業(yè)中電解飽和食鹽水的原理示意圖如下圖所示。 (1)溶液A的溶質(zhì)是　　　　　。 (2)電解飽和食鹽水的離子方程式是___________________________________________。 (3)電解時用鹽酸控制陽極區(qū)溶液的pH在2～3。用化學(xué)平衡移動原理解釋鹽酸的作用：________________________________________________________________________。 4．氫氣是一種清潔能源，氫氣的制取與儲存是氫能源利用領(lǐng)域的研究熱點，其中電解法是一種重要方法，其原理是電解尿素[CO(NH2)2]的堿性溶液，制氫的裝置示意圖如下(電解池中隔膜僅阻止氣體通過，陰、陽極均為惰性電極)。電解時，陽極的電極反應(yīng)式為______________________________________________________________________。 (四)電解法制備O3的原理 5． O3可由臭氧發(fā)生器(原理如下圖)電解稀硫酸制得。 ①圖中陰極為　　　　　(填“A”或“B”)，其電極反應(yīng)式為 ________________________________________________________________________。 ②若C處通入O2，則A極的電極反應(yīng)式為_____________________________________。 ③若C處不通入O2，D、E處分別收集到x L和y L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則E處收集的氣體中O3所占的體積分?jǐn)?shù)為　　　　　。(忽略O(shè)3的分解) 高考題組二　電解規(guī)律及有關(guān)計算 6．用石墨作電極電解CuSO4溶液。通電一段時間后，欲使電解液恢復(fù)到起始狀態(tài)，應(yīng)向溶液中加入適量的 (　　) A．CuSO4 B．H2O C．CuO D．CuSO45H2O 7．下圖所示裝置中，甲、乙、丙三個燒杯依次分別盛放100 g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100 g 10.00%的K2SO4溶液，電極均為石墨電極。 (1)接通電源，經(jīng)過一段時間后，測得丙中K2SO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.47%，乙中c電極質(zhì)量增加。據(jù)此回答問題： ①電源的N端為________極； ②電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為_________________________________________________； ③列式計算電極b上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積。 ④電極c的質(zhì)量變化是__________g； ⑤電解前后各溶液的酸、堿性大小是否發(fā)生變化，簡述其原因： 甲溶液___________________________________________________________________； 乙溶液___________________________________________________________________； 丙溶液____________________________________________________________________； (2)如果電解過程中銅全部析出，此時電解能否繼續(xù)進(jìn)行，為什么？ 高考題組三　金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù) 8．將NaCl溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板表面上，一段時間后發(fā)現(xiàn)液滴覆蓋的圓圈中心區(qū)(a)已被腐蝕而變暗，在液滴外沿形成棕色鐵銹環(huán)(b)，如右圖所示。導(dǎo)致該現(xiàn)象的主要原因是液滴之下氧氣含量比邊緣處少。下列說法正確的是 (　　) A．液滴中的Cl－由a區(qū)向b區(qū)遷移 B．液滴邊緣是正極區(qū)，發(fā)生的電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．液滴下的Fe因發(fā)生還原反應(yīng)而被腐蝕，生成的Fe2＋由a區(qū)向b區(qū)遷移，與b區(qū)的OH－形成Fe(OH)2，進(jìn)一步氧化、脫水形成鐵銹 D．若改用嵌有一銅螺絲釘?shù)蔫F板，在銅鐵接觸處滴加NaCl溶液，則負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為Cu－2e－===Cu2＋ 9．下列有關(guān)鋼鐵腐蝕與防護(hù)的說法正確的是 (　　) A．鋼管與電源正極連接，鋼管可被保護(hù) B．鐵遇冷濃硝酸表面鈍化，可保護(hù)內(nèi)部不被腐蝕 C．鋼管與銅管露天堆放在一起時，鋼管不易被腐蝕 D．鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時，負(fù)極反應(yīng)是Fe－3e－===Fe3＋ 10．由熔鹽電解法獲得的粗鋁含一定量的金屬鈉和氫氣，這些雜質(zhì)可采用吹氣精煉法除去，產(chǎn)生的尾氣經(jīng)處理后可用于鋼材鍍鋁。工藝流程如下： (注：NaCl熔點為801 ℃；AlCl3在181 ℃升華) (1)精煉前，需清除坩堝表面的氧化鐵和石英砂，防止精煉時它們分別與鋁發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生新的雜質(zhì)，相關(guān)的化學(xué)方程式為①_____________________________________ 和②______________________________________________________________________。 (2)將Cl2連續(xù)通入坩堝中的粗鋁熔體，雜質(zhì)隨氣泡上浮除去。氣泡的主要成分除Cl2外還含有__________；固態(tài)雜質(zhì)粘附于氣泡上，在熔體表面形成浮渣，浮渣中肯定存在__________。 (3)在用廢堿液處理氣體A的過程中，所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________________。 (4)鍍鋁電解池中，金屬鋁為________極。熔融鹽電鍍液中鋁元素和氯元素主要以AlCl和Al2Cl形式存在，鋁電極的主要電極反應(yīng)式為_______________________________。 (5)鋼材鍍鋁后，表面形成的致密氧化鋁膜能防止鋼材腐蝕，其原因是_____________。 11．LiSOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl4—SOCl2。電池的總反應(yīng)可表示為4Li＋2SOCl2 ===4LiCl ＋S ＋SO2↑。 請回答下列問題： (1)電池的負(fù)極材料為__________，發(fā)生的電極反應(yīng)為 ________________________________________________________________________。 (2)電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為_____________________________________________。 (3)SOCl2易揮發(fā)，實驗室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中，實驗現(xiàn)象是____________________，反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ________________________________________________________________________。 (4)組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進(jìn)行，原因是_________________________。 簡述原因要點要準(zhǔn)確 考生答卷案例——找錯糾錯 失分原因分析 【案例1】所答是氧化鋁膜能存在的原因，不是鋼材被腐蝕的原因。 【案例2】沒有針對“無水、無氧的條件”闡述。 解決方案與規(guī)范指導(dǎo)：考場現(xiàn)場：審題要準(zhǔn)確，把握出題意圖，選擇合適的答題原理和方向。如：【案例1】應(yīng)圍繞鋼鐵被腐蝕的因素展開闡述?！景咐?】應(yīng)圍繞鋰與水、氧氣的反應(yīng)展開闡述。 課時規(guī)范訓(xùn)練 教材習(xí)題回扣 1．(選修4P83－1)下列關(guān)于電解槽的敘述中不正確的是 (　　) A．與電源正極相連的是電解槽的陰極 B．與電源負(fù)極相連的是電解槽的陰極 C．在電解槽的陽極發(fā)生氧化反應(yīng) D．電子從電源的負(fù)極沿導(dǎo)線流入電解槽的陰極 2．(選修4P83－2)下列關(guān)于銅電極的敘述中不正確的是 (　　) A．鋅銅原電池中銅是正極 B．在鍍件上鍍銅時可用金屬銅作陽極 C．用電解法精煉粗銅時粗銅作陽極 D．用電解法精煉粗銅時純銅作陽極 3．(選修4P88－6)以下現(xiàn)象與電化學(xué)腐蝕無關(guān)的是 (　　) A．黃銅(銅鋅合金)制作的銅鑼不易產(chǎn)生銅綠 B．生鐵比純鐵容易生銹 C．鐵質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件，在接觸處易生鐵銹 D．銀質(zhì)物品久置表面變暗 4．(選修4P88－4改編)下列裝置中(杯中均盛有海水)能使鐵受到保護(hù)不被腐蝕的是 (　　) 5．(選修4P83－6)用鉑作電極電解某金屬的氯化物(XCl2)溶液，當(dāng)收集到1.12 L氯氣時(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，陰極增重3.2 g，則該金屬的相對原子質(zhì)量為________，電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為__________。 能力提升訓(xùn)練 1．關(guān)于電解飽和NaCl水溶液，下列敘述正確的是 (　　) A．電解時在陽極得到氯氣，在陰極得到金屬鈉 B．若在陽極附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色 C．若在陰極附近的溶液中滴入酚酞試液，溶液呈無色 D．電解一段時間后，將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中，充分?jǐn)嚢韬笕芤撼手行? 2．化學(xué)用語是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要工具，下列用來表示物質(zhì)變化的化學(xué)用語中，正確的是(　　) A．用惰性電極電解飽和食鹽水時，陽極的電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－===Cl2↑ B．氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．粗銅精煉時，與電源正極相連的是純銅，陽極反應(yīng)式為Cu－2e－===Cu2＋ D．鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的正極反應(yīng)式：Fe－2e－===Fe2＋ 3．某研究性學(xué)習(xí)小組的課題為“MgC原電池電解淀粉KI溶液的研究”，其研究裝置如圖所示。下列有關(guān)說法不正確的是 (　　) A．鎂為負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng) B．原電池中碳極反應(yīng)式為Fe3＋＋e－===Fe2＋ C．電解池中陽極處變藍(lán) D．電解池中陰極處變紅 4．如圖電解池中裝有硫酸銅溶液，選用不同材料的電極進(jìn)行電解。下列說法正確的是(　　) 選項 電極材料 通電后的變化 陰極 陽極 A 石墨 石墨 陰極質(zhì)量增加，溶液的pH增大 B 銅 銅 陽極質(zhì)量減小，陰極質(zhì)量增加 C 鐵 鐵 兩極的質(zhì)量不發(fā)生變化 D 鉑 鐵 陰極質(zhì)量減小，溶液的pH不變 　 5．如圖所示是探究鐵發(fā)生腐蝕的裝置圖。發(fā)現(xiàn)開始時U形管左端 紅墨水水柱下降，一段時間后U形管左端紅墨水水柱又上升。 下列說法不正確的是 (　　) A．開始時發(fā)生的是析氫腐蝕 B．一段時間后發(fā)生的是吸氧腐蝕 C．兩種腐蝕負(fù)極的電極反應(yīng)式均為Fe－2e－===Fe2＋ D．析氫腐蝕的總反應(yīng)式為2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 6．如圖所示，將鐵棒和石墨棒插入1 L 1 molL-1食鹽水中。下列說法正 確的是 (　　) A．若電鍵K與N連接，鐵被保護(hù)不會腐蝕 B．若電鍵K與N連接，正極反應(yīng)式是4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ C．若電鍵K與M連接，將石墨棒換成銅棒，可實現(xiàn)鐵棒上鍍銅 D．若電鍵K與M連接，當(dāng)兩極共產(chǎn)生28 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體時，生成了1 mol NaOH 7．磷酸鐵鋰電池是一種新型鋰電池(如圖所示)，是未來鋰離子電池的發(fā) 展方向。該電池的總反應(yīng)式為Li+FePO4LiFePO4。該電池所用的磷 酸亞鐵鋰可按如下方法生產(chǎn)：將一定濃度的磷酸二氫銨、氯化鋰混合 溶液作為電解液，以鐵棒為陽極，石墨為陰極，電解析出磷酸亞鐵鋰 沉淀。沉淀經(jīng)過濾、洗滌、干燥，在800 ℃左右、惰性氣體氛圍中灼燒即得晶態(tài)磷酸亞 鐵鋰。下列有關(guān)說法錯誤的是 (　　) A．在電解制備磷酸亞鐵鋰的過程中，陽極的電極反應(yīng)式為Fe＋H2PO＋Li＋－2e－===LiFePO4＋2H＋ B．該鋰電池放電時正極反應(yīng)式為FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4 C．該鋰電池充電時，陰極反應(yīng)式為Li＋＋e－===Li D．圖中出現(xiàn)了“Fe”的符號，說明磷酸鐵鋰電池的負(fù)極反應(yīng)物為Fe 8. 某同學(xué)按下圖所示的裝置進(jìn)行實驗，A、B為兩種常見金屬，它們的硫酸鹽可溶于水。當(dāng)K閉合時，在交換膜處SO從右向左移動。下列分析正確的是 (　　) A．溶液中A2+濃度減小 B．B電極的反應(yīng)：B-2e-===B2+ C．Y電極上有H2產(chǎn)生，發(fā)生還原反應(yīng) D．反應(yīng)初期，X電極周圍出現(xiàn)白色膠狀沉淀，不久沉淀溶解 9．如圖所示甲、乙兩個裝置，所盛溶液體積和濃度均相同且足量，當(dāng)兩裝置電路中通過的電子都是1 mol時，下列說法不正確的是 (　　) A．溶液的質(zhì)量變化：甲減小乙增大 B．溶液pH變化：甲減小乙增大 C．相同條件下產(chǎn)生氣體的體積：V甲＝V乙 D．電極反應(yīng)式：甲中陰極：Cu2＋＋2e－===Cu，乙中負(fù)極：Mg－2e－===Mg2＋ 10．如圖所示水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察： (1)若試管內(nèi)液面上升，則原溶液呈　　　　　　　　性，發(fā)生　　　　 腐蝕，電極反應(yīng)：負(fù)極：______________________________________； 正極：____________________________________________________。 (2)若試管內(nèi)液面下降，則原溶液呈　　　性，發(fā)生　　腐蝕。電極反應(yīng)： 負(fù)極：_____________________________________________________________________； 正極：_____________________________________________________________________。 11．按下圖所示裝置進(jìn)行實驗，并回答下列問題： (1)判斷裝置的名稱：A池為　　　　，B池為　　　。 (2)鋅極為　　　極，電極反應(yīng)式為____________________________________________； 銅極為　　　極，電極反應(yīng)式為_______________________________________________； 石墨棒C1為　　極，電極反應(yīng)式為____________________________________________； 石墨棒C2附近發(fā)生的實驗現(xiàn)象為____________________________________________。 (3)當(dāng)C2極析出224 mL氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時，鋅的質(zhì)量　　　　(填“增加”或“減少”)　　　g，CuSO4溶液的質(zhì)量　　　　(填“增加”或“減少”)　　　　g。 12．下列四種裝置中，①盛200 mL 0.005 molL－1硫酸銅溶液?、谑?00 mL 0.01 molL－1硫酸?、凼?00 mL氯化鋅溶液?、苁?00 mL氯化鉀溶液 (1)上述四種裝置中，為電解池的是　　　　　(用編號回答)，裝置①中兩電極的電極反應(yīng)式分別是_____________________________________________________________ (注明電極名稱)； (2)用離子方程式回答：通電時裝置④中的總反應(yīng)式是___________________________， 溶液中可能發(fā)生的副反應(yīng)是_________________________________________________； (3)工作一段時間后，測得導(dǎo)線上均通過0.002 mol電子，則上述四種裝置中溶液pH最小的是　　　　　(用編號回答，溶液體積變化忽略不計)； (4)若將裝置④中的外加電源拆去，用導(dǎo)線將兩個電極連接，則Fe極上發(fā)生的反應(yīng)是________________________________________________________________________， C極上發(fā)生的反應(yīng)是______________________________________________________。 答案 基礎(chǔ)再現(xiàn)深度思考 考點一 1．電流　氧化反應(yīng)　還原反應(yīng) 2．電能　化學(xué)能 3．(1)①電源?、陔娊赓|(zhì)溶液　熔融鹽 ③閉合回路 (2) (3)①負(fù)極　陰極　陽極　正極?、陉帢O　陽極 5．(從左至右，從上至下)4OH－－4e－===O2↑＋2H2O　4H＋＋4e－===2H2↑　水　O2 H2　增大　減小　H2O 4OH－－4e－===O2↑＋2H2O　4H＋＋4e－===2H2↑　水　O2　H2　增大　增大　H2O 4OH－－4e－===O2↑＋2H2O　4H＋＋4e－===2H2↑　水　O2　H2　增大　不變或略變化　H2O 2Cl－－2e－===Cl2↑　2H＋＋2e－===H2↑ 酸　非金屬單質(zhì)　H2　增大　通入HCl氣體 2Cl－－2e－===Cl2↑　Cu2＋＋2e－===Cu　鹽　非金屬單質(zhì)　金屬單質(zhì)　CuCl2 2Cl－－2e－===Cl2↑　2H＋＋2e－===H2↑ 水和鹽　非金屬單質(zhì)　H2　增大　通入HCl氣體 4OH－－4e－===O2↑＋2H2O　2Cu2＋＋4e－===2Cu　水和鹽　O2　金屬單質(zhì) 減小　CuO　CuCO3 考點二 1．(1)2Cl－－2e－===Cl2↑　氧化　2H＋＋2e－===H2↑　還原 (3)燒堿　氯氣　氫氣 2．(1)陰　陽　(2)AgNO3溶液等含鍍層金屬陽離子的鹽溶液 (3)Ag－e－===Ag＋　Ag＋＋e－===Ag (4)陽　陰　不變 3．(1)粗銅　純銅　(3)Cu－2e－===Cu2＋　Cu2＋＋2e－===Cu 4．(1)2Cl－－2e－===Cl2↑　2Na＋＋2e－===2Na (2)6O2－－12e－===3O2↑　4Al3＋＋12e－===4Al 考點三 1．失去電子　金屬陽離子　氧化反應(yīng) 2．(1)(從左至右，從上至下)非金屬單質(zhì)直接　電解質(zhì)溶液　無　有微弱　氧化　氧化 電化學(xué) (2)(從左至右，從上至下)水膜酸性較強(pH≤4.3)　水膜酸性很弱或呈中性　Fe－2e－===Fe2＋　2H＋＋2e－===H2↑　O2＋2H2O＋4e－===4OH－　Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑　2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 吸氧腐蝕 3．(1)①原電池　a．負(fù)極　b．正極?、陔娊狻．陰極　b．陽極 深度思考 1．(1)2H2O2H2↑＋O2↑ (2)2HClH2↑＋Cl2↑ (3)CuCl2Cu＋Cl2↑ (4)2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－ (5)2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋ 2．放H2生堿型的實質(zhì)是水電離出的H＋放電，破壞了水的電離平衡，使OH－濃度增大，放O2生酸型的實質(zhì)是水電離出的OH－放電，破壞了水的電離平衡，使H＋濃度增大。 3．用惰性電極電解時，若要使電解后的溶液恢復(fù)到原狀態(tài)，應(yīng)遵循“缺什么加什么，缺多少加多少”的原則，一般加入陰極產(chǎn)物與陽極產(chǎn)物形成的化合物。 4．Ⅰ.2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋ Ⅱ.Al＋3HCO－3e－===Al(OH)3＋3CO2↑ 5．(1)銅電極逐漸溶解，有白色沉淀產(chǎn)生，溶液變?yōu)樗{(lán)色 (2)2Cu＋4I－－4e－===2CuI↓＋I(xiàn)2 6．(1)濕潤的淀粉KI試紙變藍(lán)　(2)防止H2和Cl2混合爆炸，防止Cl2與溶液中的NaOH反應(yīng)。 7．(1)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　(2)H＋放電，促進(jìn)水的電離，OH－濃度增大　(3)B 8．D　9.B　10.C　11.A 規(guī)律方法解題指導(dǎo) 【例1】　(1)負(fù)　正 (2)4Ag＋＋4e－===4Ag　0.025 (3)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　140 (4)Cu2＋＋2e－===Cu　0.012 5 (5)2Cl－－2e－===Cl2↑　280 (6)B　HNO3 【例2】　B 【例3】　(1)0.2　(2)0.4　(3)0.6 【例4】　(1)Fe－2e－===Fe2＋ (2)2H＋＋2e－===H2↑ 2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑?、? (3)①4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　小于 ②D?、跦＋在陰極附近放電，引起水的電離平衡向右移動，使c(OH－)>c(H＋) ④O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 【例5】　(1)紫黑色　升華　(2)2I－－2e－===I2(或I－＋6OH－－6e－===IO＋3H2O)　6 mol (3) 實驗方法 實驗現(xiàn)象及結(jié)論 取少量陽極區(qū)電解液于試管中，加稀硫酸酸化后加入幾滴淀粉試液，觀察是否變藍(lán)。 如果不變藍(lán)，說明無I－(如果變藍(lán)，說明有I－) (4)冷卻結(jié)晶　干燥　洗去吸附在碘酸鉀晶體上的氫氧化鉀等雜質(zhì) 真題重組規(guī)范集訓(xùn) 1．B　 2．C　 3．(1)NaOH (2)2Cl－＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2OH－ (3)Cl2與水反應(yīng)：Cl2＋H2OHCl＋HClO，增大HCl的濃度使平衡逆向移動，減少Cl2在水中的溶解，有利于Cl2的逸出 4．CO(NH2)2＋8OH－－6e－===CO2－3＋N2↑＋6H2O 5．①A　2H＋＋2e－===H2↑?、贠2＋4H＋＋4e－===2H2O?、?x－2y)/y 6．C　 7．(1)①正?、?OH－－4e－===2H2O ＋ O2↑ ③水減少的質(zhì)量：100 g(1－)＝4.5 g，生成O2的體積：22.4 Lmol－1＝2.8 L?、?6?、輭A性增大，因為相當(dāng)于電解水　酸性增大，因OH－放電， H＋增多　酸堿性不變，相當(dāng)于電解水 (2)能繼續(xù)進(jìn)行，因為CuSO4溶液已轉(zhuǎn)變?yōu)镠2SO4溶液，反應(yīng)也就變?yōu)樗碾娊夥磻?yīng)。 8．B　 9．B　 10．(1)Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 3SiO2＋4Al3Si＋2Al2O3 (2)HCl、AlCl3　NaCl (3)Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O， H＋＋OH－===H2O (4)陽　Al＋4Cl－－3e－===AlCl， 2Al＋7Cl－－6e－===Al2Cl (5)氧化鋁膜能隔絕空氣，阻礙鋼鐵被腐蝕 11．(1)Li(還原劑)　Li－e－=== Li＋ (2)2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑ (3)出現(xiàn)白霧，有刺激性氣體生成 SOCl2＋H2O===SO2 ↑＋ 2HCl↑ (4)因為構(gòu)成電池的兩個主要成分Li能和氧氣、水反應(yīng)，且SOCl2也與水反應(yīng) 課時規(guī)范訓(xùn)練 教材習(xí)題回扣 1．A　2.D　3.D　4.B 5．64　6.021022個 能力提升訓(xùn)練 1．B　2.A　3.A　4.B　5.D　6.D　7.D 8．D　9.C 10．(1)中性、堿性或弱酸　吸氧　2Fe－4e－===2Fe2＋　O2＋4e－＋2H2O===4OH－ (2)較強酸　析氫　Fe－2e－===Fe2＋　2H＋＋2e－===H2↑ 11．(1)原電池　電解池 (2)負(fù)　Zn－2e－===Zn2＋　正　Cu2＋＋2e－===Cu　陽　2Cl－－2e－===Cl2↑　有無色氣體產(chǎn)生，附近溶液出現(xiàn)紅色 (3)減少　0.65　增加　0.01 12．(1)①③④　陰極：2Cu2＋＋4e－===2Cu，陽極：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O (2)2Cl－＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2OH－　Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O (3)②　(4)2Fe－4e－===2Fe2＋　O2＋2H2O＋4e－===4OH－ - 21 -