广东省2021版高考化学一轮复习第六单元第3节电解池金属的腐蚀与防护课件 人教版
第3节 电解池 金属的腐蚀与防护
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自主预诊 考向突破
电解原理
1.电解池
(1)电解池:把 转化为 的装置。
(2)构成条件:
①与直流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。
电能 化学能
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自主预诊 考向突破
(3)工作原理(以惰性电极电解CuCl2溶液为例)
①电极名称及电极反应式。
②电子和离子的移动方向。
电子:从电源 流出后,流向电解池阴极;从电解池的
流出后流向电源的正极。
离子:阳离子移向电解池的 ,阴离子移向电解池的
。
氧化 还原
负极
阳极
阴极
阳极
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自主预诊 考向突破
2.电极反应式的书写步骤与方法
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自主预诊 考向突破
微点拨(1)阴极不管是什么材料,电极本身都不反应,一定是溶液
(或熔融电解质)中的阳离子放电。
(2)Fe3+在阴极上放电时生成Fe2+而不是得到单质Fe。
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自主预诊 考向突破
3.以惰性电极电解电解质溶液的规律
4H++4e-=2H2↑
(碱性溶液:
4OH-+4e-=4OH-+2H2↑)
4OH--4e-=2H2O+O2↑
(酸性溶液:
2H2O-4e-=4H++O2↑)
水
水
水
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自主预诊 考向突破
HCl
CuCl2
增大 HCl
减小
CuO
CuCO3
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自主预诊 考向突破
自我诊断
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)电解池的阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应。( )
(2)直流电源跟电解池连接后,电子从电源负极流向电解池阳极。
( )
(3)电解CuCl2溶液,阴极逸出的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸
最终变蓝。( )
(4)用惰性电极电解饱和食盐水,溶液的pH不变。( )
(5)某些不能自发进行的氧化还原反应,通过电解可以实现。(
)
(6)电解NaCl溶液得到22.4 L H2(标准状况),理论上需要转移NA个
电子。( )
答案:(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)×
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自主预诊 考向突破
2.电解质溶液通直流电时,一定会发生化学反应吗?为什么?
提示:一定发生化学反应。因为在电解池的阴极、阳极分别发生
了还原反应和氧化反应,发生了电子的转移,生成了新物质,所以一
定有化学反应发生。
3.若用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后,需加入98 g Cu(OH)2
固体,才能使电解质溶液复原,则这段时间,整个电路中转移的电子
数为多少?
答案:4NA
解析:方法一:98 g Cu(OH)2的物质的量为1 mol,相当于电解了1
mol的CuSO4后,又电解了1 mol的水,所以转移的电子数为
2NA+2NA=4NA。方法二:可以认为整个电路中转移的电子数与
Cu(OH)2的O2-失电子数相等,共4NA。
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自主预诊 考向突破
考向1 电解基本原理及规律
典例❶(1)(2019全国3,28节选)在传统的电解氯化氢回收氯气技
术的基础上,科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方
案,主要包括电化学过程和化学过程,如下图所示:
负极区发生的反应有 (写反应方
程式)。电路中转移1 mol电子,需消耗氧气 L(标准状况)。
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自主预诊 考向突破
(2)(2018全国3,27节选)KIO3是一种重要的无机化合物,可作为食
盐中的补碘剂。KIO3也可采用“电解法”制备,装置如图所示。
①写出电解时阴极的电极反应式 。
②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为 ,其迁移方
向是由 。
③与“电解法”相比,“KClO3氧化法”的主要不足之处有
(写出一点)。
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自主预诊 考向突破
答案:(1)Fe3++e-=Fe2+,4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O 5.6
(2)①2H2O+2e-=2OH-+H2↑ ②K+ a到b ③产生Cl2易污染环境等
解析:(1)电解过程中,负极区即阴极上发生的是得电子的反应,元素
化合价降低,属于还原反应,图中左侧为负极区,根据图示信息知电
极反应为Fe3++e-=Fe2+,溶液中的反应为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O;
电路中转移1 mol电子,根据电子得失守恒可知需消耗氧气的物质
的量是1 mol÷4=0.25 mol,其在标准状况下的体积为0.25 mol×22.4
L·mol-1=5.6 L。
(2)①阴极为阳离子放电,即为H+得电子生成H2,而H+来自于水,故
电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑。②阳离子交换膜只允许阳离
子通过,b处水电离产生的H+放电,右侧溶液中的阴离子浓度增大,故
K+从a移至b来平衡电荷。③“KClO3氧化法”中生成Cl2,会污染环境。
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自主预诊 考向突破
易错警示(1)判断电解产物、书写电极反应式以及分析电解质溶
液的变化时首先要注意阳极是活性材料还是惰性材料。
(2)书写电解反应的化学方程式时,应看清是电解的水溶液还是熔
融电解质。Al3+、Mg2+、Na+、Ca2+、K+只有在电解熔融盐时放电,
在水溶液中Zn2+只有在电镀条件下才放电。
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自主预诊 考向突破
对点演练1右图装置中X和Y均为石墨电极,电解质溶液为500 mL
某蓝色溶液,电解一段时间后,观察到X电极表面有红色的固态物质
生成,Y电极有无色气体生成;溶液中原有溶质完全电解后,停止电
解,取出X电极,洗涤、干燥、称量,电极增重1.6 g。下列有关说法
中错误的是( )
A.X电极是阴极
B.Y电极产生气体的体积为0.224 L
C.电解后溶液的pH=1
D.要使电解后溶液恢复到电解前的状态,需加入一定量的CuO或
CuCO3
答案解析解析
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自主预诊 考向突破
考向2 电解的有关计算
典例❷(2019江西师范大学附属中学高三期末)在500 mL KNO3
和Cu(NO3)2的混合溶液中,c(N )=6 mol·L-1,用石墨电极电解此溶
液,当通电一段时间后,两极均收集到22.4 L气体(标准状况),假定电
解后溶液体积仍为500 mL,下列说法正确的是( )
A.电解得到的Cu的物质的量为0.5 mol
B.向电解后的溶液中加入98 g的Cu(OH)2可恢复为原溶液
C.原混合溶液中c(K+)=4 mol·L-1
D.电解后溶液中c(H+)=2 mol·L-1
答案解析解析
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自主预诊 考向突破
对点演练2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后恰好使溶液恢复
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
答案解析解析
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电解硫酸铜溶液时,开始反应生成铜、氧气和硫酸,后来电解水生成氢
气与氧气。如果只按照第一阶段的电解,反应后只需要加入氧化铜或
碳酸铜即可恢复原电解质溶液。而题目中加入的是碱式碳酸铜,相当
于加入了0.2 mol氧化铜和0.1 mol水,而0.1 mol水应是第二阶段的反应
所消耗的,该阶段转移了0.2 mol电子,第一阶段转移了0.4 mol电子,则一
共转移了0.6 mol电子,C项正确。
答案解析
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C
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自主预诊 考向突破
深度指津电化学的计算技巧
原电池和电解池的相关计算,主要包括两极产物的定量计算、相
对原子质量的计算、阿伏加德罗常数测定的计算、溶液pH的计算,
根据产物的量求转移电子的物质的量及根据转移电子的物质的量
求产物的量等。在进行有关计算时,可运用以下基本方法:
(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、阳两极产物或正、负两极产物在相同电
量时的计算,其依据是各电极上转移的电子数相等。
②用于混合溶液中电解的分阶段计算。
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自主预诊 考向突破
(3)根据关系式计算。
根据得失电子守恒关系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为金属离子的化合价数值)
该关系式具有总揽电化学计算的作用,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×1.60×10-19 C
来计算电路中通过的电量。
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自主预诊 考向突破
电解原理在工业生产中的应用
1.电解饱和食盐水
(1)电极反应。
阳极: (反应类型:氧化反应),
阴极: (反应类型:还原反应)。
(2)总反应式。
总反应方程式: 。
总反应离子方程式: 。
2Cl--2e-=Cl2↑
2H++2e-=H2↑
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自主预诊 考向突破
(3)应用:氯碱工业制烧碱、氢气和氯气。
阳离子交换膜:
①只允许阳离子通过,能阻止阴离子和气体通过。
②将电解槽隔成阳极室和阴极室。
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自主预诊 考向突破
2.电解精炼铜
粗铜
精铜
Cu-2e-=Cu2+
Cu2++2e-=Cu
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自主预诊 考向突破
3.电镀铜
待镀金属
精铜
Cu2+
Cu-2e-=Cu2+
Cu2++2e-=Cu
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自主预诊 考向突破
4.电冶金
利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。
2Cl--2e-=Cl2↑
2Na++2e-=2Na
2Cl--2e-=Cl2↑
Mg2++2e-=Mg
6O2--12e-=3O2↑
4Al3++12e-=4Al
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自主预诊 考向突破
自我诊断
1.电镀铜时,电解质溶液中Cu2+浓度如何改变?电解精炼铜时
,CuSO4溶液的浓度是否改变?
提示:电镀铜时,电解质溶液中的Cu2+浓度不变;电解精炼铜时,先
是粗铜中的Zn、Fe、Ni等比Cu活泼的金属在阳极失去电子,然后
才是Cu失电子,阴极上只有Cu2+得电子,所以CuSO4溶液的浓度会降
低。
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自主预诊 考向突破
2.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)在镀件上电镀铜时,也可以用惰性材料作阳极,用硫酸铜溶液
作电解质溶液。( )
(2)电解饱和食盐水时,两个电极均不能用金属材料。( )
(3)电镀铜和电解精炼铜时,电解质溶液中c(Cu2+)均保持不变。(
)
(4)电解冶炼镁、铝通常电解MgCl2和Al2O3,也可以电解MgO和
AlCl3。( )
(5)电解精炼时,阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料。( )
(6)用Zn作阳极,Fe作阴极,ZnCl2作电解质溶液,由于放电顺序
H+>Zn2+,不可能在铁上镀锌。( )
答案:(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)×
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自主预诊 考向突破
3.有下列两种装置。
(1)请分析两种装置中各电极的质量变化?
。
(2)请分析两种装置中电解质溶液浓度的变化?
。
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自主预诊 考向突破
答案:(1)甲图中铜片质量减小,铁制品质量增加;乙图中粗铜质量
减小,精铜质量增加
(2)甲图中CuSO4溶液浓度几乎未变化,因为阳极溶解多少铜,阴
极就析出多少铜;乙图中CuSO4溶液浓度变小,因为粗铜中混有Zn、
Fe等杂质,放电后转化成Zn2+、Fe2+等离子,阴极上只有Cu2+转化为
Cu,从而造成CuSO4溶液浓度减小
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自主预诊 考向突破
考向1 电解原理的常规应用
典例❶利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产上的应用。
下列说法正确的是( )
A.氯碱工业中,X电极上反应式是4OH--4e-=2H2O+O2↑
B.电解精炼铜时,Z溶液中的Cu2+浓度不变
C.在铁片上镀铜时,Y是纯铜
D.制取金属镁时,Z是熔融的氯化镁
答案解析解析
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氯碱工业中阳极是Cl-放电生成Cl2;电解精炼铜时阳极粗铜溶解,粗铜
中混有Zn、Fe等杂质,放电后转化为Zn2+、Fe2+,阴极Cu2+放电析出Cu,
溶液中Cu2+浓度变小;铁片上镀铜时,阴极应该是铁片,阳极是纯铜。
答案解析
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D
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自主预诊 考向突破
对点演练1金属镍有广泛的用途,粗镍中含有Fe、Zn、Cu、Pt等
杂质,可用电解法制得高纯度的镍。下列叙述中正确的是(已知:氧
化性Fe2+
Fe2+>Zn2+,故阴极反应式为Ni2++2e-=Ni,可见,阳极质量减少是因为
Zn、Fe、Ni溶解,而阴极质量增加是因为Ni析出,B项错误;电解后溶液
中的阳离子除Fe2+和Zn2+外,还有Ni2+和H+,C项错误。
答案解析
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D
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自主预诊 考向突破
考向2 应用电解原理制备新物质
典例❷(1)(2019全国2,27节选)环戊二烯可用于制备二茂铁
[Fe(C5H5)2,结构简式为 ],后者广泛应用于航天、化工等领域
中。二茂铁的电化学制备原理如下图所示,其中电解液为溶解有溴
化钠(电解质)和环戊二烯的DMF溶液(DMF为惰性有机溶剂)。
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自主预诊 考向突破
该电解池的阳极为 ,总反应为
。电解制备需要在无水条件下进行,原因为
。
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自主预诊 考向突破
(2)(2018全国1,27节选)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印
染、食品等方面应用广泛。回答下列问题:
制备Na2S2O5可采用三室膜电解技术,装置如图所示,其中SO2碱
吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为
。电解后, 室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结
晶脱水,可得到Na2S2O5。
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自主预诊 考向突破
解析:(1)根据Fe的化合价升高为+2价可知,Fe发生氧化反应,故Fe作
阳极;根据二茂铁的分子式可知,两个环戊二烯分子去掉2个氢原
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自主预诊 考向突破
(2)阳极发生失去电子的氧化反应,阳极区的溶液是稀硫酸,则电
极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑。阳极区H+浓度增大,通过阳离子交
换膜进入a室与Na2SO3结合生成NaHSO3。阴极是H+放电,OH-浓度
增大,与NaHSO3反应生成Na2SO3,所以电解后a室中亚硫酸氢钠的
浓度增大。
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自主预诊 考向突破
易错警示电解原理应用的四点注意事项
1.阳离子交换膜(以电解NaCl溶液为例),只允许阳离子(Na+)通过,
而阻止阴离子(Cl-、OH-)和气体分子(Cl2)通过,这样既能防止H2和
Cl2混合发生爆炸,又能避免Cl2和NaOH溶液反应生成NaClO而影响
烧碱的质量。
2.电解或电镀时,电极质量减小的电极必为金属电极——阳极;电
极质量增加的电极必为阴极,即溶液中的金属阳离子得电子变成金
属附着在阴极上。
3.电解精炼铜,粗铜中含有的Zn、Fe、Ni等活泼金属失去电子,变
成金属阳离子进入溶液,其他活泼性弱于铜的杂质以阳极泥的形式
沉积。电解过程中电解质溶液中的Cu2+浓度会逐渐减小。
4.电镀时,阳极(镀层金属)失去电子的数目与阴极镀层金属离子
得到电子的数目相等,因此电镀液中电解质的浓度保持不变。
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自主预诊 考向突破
对点演练2(2019河南高三期末)利用如图所示装置可制备LiOH,
两电极区电解液分别为LiCl溶液和LiOH溶液。下列说法错误的是
( )
A.B极区的电极反应式2H2O+2e-=H2↑+2OH-
B.A极连接电源的负极
C.实际电解过程中A极区pH减小
D.若改为阴离子交换膜,则两极气体产物仍相同
答案解析解析
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电解制备LiOH,两电极区电极上电解液分别为LiOH和LiCl溶液,由图
可知,右侧生成氢气,则B中氢离子放电,B为阴极,在B极区生成LiOH,Li+
由A极区经过阳离子交换膜向B移动;A中为LiCl溶液,氯离子放电生成
氯气。通过以上分析知,B为阴极,水电离产生的氢离子得电子产生氢
气,电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,A项正确;根据以上分析,A极为
阳极,则A极连接电源的正极,B项错误;实际电解过程中A极区氯离子放
电生成氯气,氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,溶液显酸性,pH减小,C项
正确;若改为阴离子交换膜,则允许氢氧根离子移动到A极区,A极产生
氯气,B极产生氢气,两极气体产物仍相同,只是两极溶液的浓度有差异
,D项正确。
答案解析
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B
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自主预诊 考向突破
考向3 应用电解原理治理污染
典例❸(2019四川成都七中高中高三二诊模拟)电—Fenton法是用
于水体中有机污染物降解的高级氧化技术,反应原理如图所示。电
解产生的H2O2与Fe2+发生Fenton反应生成的羟基自由基(·OH)能氧
化降解有机污染物。下列说法正确的是( )
A.电源的A极为正极
B.与电源B相连电极的电极反应式为H2O+e-=H++·OH
C.Fenton反应为:H2O2+Fe2+=Fe(OH)2++·OH
D.每消耗22.4 L O2(标准状况),整个电解池中理论上可产生的
·OH为2 mol 答案解析解析
关闭
左侧电极上Fe3+→Fe2+,发生了还原反应,该极为电解池的阴极,与之相
连电源的A极为负极,A项错误;与电源B相连电极为电解池的阳极,失电
子发生氧化反应,B项错误;双氧水能够把Fe2+氧化为Fe(OH)2+,C项正确
;根据H2O2+Fe2+=Fe(OH)2++·OH,并结合电解原理可知每消耗1 mol O2,
应当生成4 mol·OH,D项错误。
答案解析
关闭
C
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自主预诊 考向突破
对点演练3(2019安徽黄山高三一模)电解絮凝净水可用如图装置
模拟探究,下列叙述正确的是( )
A.电子从X极经电解液流入Y极
D.电路每通过2 mol电子,理论上电解池阴极上有22.4 L H2生成
答案解析解析
关闭
答案解析
关闭
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自主预诊 考向突破
金属的电化学腐蚀与防护
1.金属腐蚀的本质
金属原子 变为 ,金属发生氧化反应。
2.金属腐蚀的类型
(1)化学腐蚀与电化学腐蚀。
失去电子 金属阳离子
电解质溶液
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自主预诊 考向突破
(2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以钢铁的腐蚀为例)。
2H++2e-=H2↑ O2+2H2O+4e-=4OH-
吸氧
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自主预诊 考向突破
[注意]铁锈的形成
:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O(铁锈)+(3-
x)H2O。
微点拨(1)电解质所处环境决定金属的腐蚀方式,若电解质溶液酸
性较强,如溶液含NH4Cl、H2SO4等,则发生析氢腐蚀,相当于金属与
酸构成原电池;若电解质溶液为弱酸性、中性或弱碱性,则发生吸
氧腐蚀,相当于金属、氧气电解质溶液构成原电池。
(2)两种腐蚀正极的现象不同,析氢腐蚀正极产生H2,气体压强变
大,电解质溶液pH增大;吸氧腐蚀正极吸收O2,气体压强变小,电解质
溶液pH增大。
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自主预诊 考向突破
3.金属腐蚀的防护措施
(1)改变金属的内部结构。
可根据不同的用途选用不同的金属或非金属制成合金。
(2)覆盖保护层。
可以通过喷油漆、涂油脂、电镀或表面钝化等方法使金属与介
质隔离。
(3)电化学防护。
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自主预诊 考向突破
自我诊断
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)纯银器在空气中因化学腐蚀表面渐渐变暗。( )
(2)金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍。( )
(3)铜在酸性环境中易发生析氢腐蚀。( )
(4)当镀锡铁制品的镀层破损时,镀层仍能对铁制品起保护作用。
( )
(5)牺牲阳极的阴极保护法是利用电解原理防腐蚀。( )
(6)将钢闸门与浸入海水的锌块用导线相连,可防止钢闸门被腐蚀。
( )
答案:(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)√
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自主预诊 考向突破
2.为什么要在轮船船体与水面接触线以下的船壳上嵌入一定数
量的锌块?
提示:Fe、Zn和海水构成原电池,Zn作负极,Fe作正极,锌被腐蚀,
而船体受到保护。
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自主预诊 考向突破
3.如图所示:(1)若棉团浸有NH4Cl溶液,铁钉发生 腐蚀,正
极反应式为 ,右试管中现象是 。
(2)若棉团浸有NaCl溶液,铁钉发生 腐蚀,正极反应式
为 ,右试管中现象是
。
答案:(1)析氢 2H++2e-=H2↑ 有气泡冒出
(2)吸氧 O2+4e-+2H2O=4OH- 导管内液面上升
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自主预诊 考向突破
考向1 金属腐蚀
典例❶(2019江苏化学,10)将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液
湿润后,置于如图所示装置中,进行铁的电化学腐蚀实验。下列有
关该实验的说法正确的是( )
A.铁被氧化的电极反应式为Fe-3e-=Fe3+
B.铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能
C.活性炭的存在会加速铁的腐蚀
D.以水代替NaCl溶液,铁不能发生吸氧腐蚀
答案解析解析
关闭
题述条件下铁粉发生了吸氧腐蚀,Fe失电子生成Fe2+,A项错误;在铁的
腐蚀过程中,化学能会转换为电能和热能,B项错误;活性炭与Fe、NaCl
溶液构成原电池,可加快铁的腐蚀速率,C项正确;以水代替NaCl溶液,水
虽是一种弱电解质,但也能使铁发生吸氧腐蚀,只是速率会变慢,D项错
误。
答案解析
关闭
C
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自主预诊 考向突破
易错警示金属越活泼,就越容易失去电子而被腐蚀,金属活动顺
序表中位于氢前面和氢后面的金属都能发生吸氧腐蚀,但只有在金
属活动顺序表中氢前面的金属才可能发生析氢腐蚀。
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自主预诊 考向突破
对点演练1(2019河北衡水安平中学高三期中)如图是自来水表的
常见安装方式。下列有关说法不正确的是( )
A.该安装方式的水表更容易被腐蚀
B.发生腐蚀过程中,电子从接头流向水表
C.腐蚀时水表发生的电极反应为2H2O+O2+4e-=4OH-
D.腐蚀过程还涉及反应:4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
答案解析解析
关闭
这种安装方式可形成原电池,铁接头作负极,铜质水表作正极,自来水为
电解质溶液。铁接头作负极更易被腐蚀,铜质水表作正极被保护,故A
项错误;铁接头与铜水表相连,则电子从负极移向正极,即从接头流向水
表,B项正确;自来水酸性较弱,发生吸氧腐蚀,铜水表作正极,腐蚀时水
表上发生的电极反应为2H2O+O2+4e-=4OH-,C项正确;铁单质参与电化
学反应只生成亚铁离子,腐蚀过程还涉及反应
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,D项正确。
答案解析
关闭
A
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自主预诊 考向突破
考向2 金属腐蚀的防护
典例❷(2018北京理综,12)验证牺牲阳极的阴极保护法,实验如下
(烧杯内均为经过酸化的3% NaCl溶液)。
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自主预诊 考向突破
下列说法不正确的是( )
A.对比②③,可以判定Zn保护了Fe
B.对比①②,K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化
C.验证Zn保护Fe时不能用①的方法
D.将Zn换成Cu,用①的方法可判断Fe比Cu活泼
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自主预诊 考向突破
答案:D
解析:A项,对比②③可知,没有连接锌的Fe附近溶液在加入
K3[Fe(CN)6]溶液后产生了蓝色沉淀,说明Zn保护了Fe,正确;B项,对
比①②可知,铁氰化钾可能把Fe氧化为Fe2+,并进一步与Fe2+反应生
成蓝色沉淀,正确;C项,①生成蓝色沉淀,说明有Fe2+生成,因而不能
用于验证Zn保护Fe,正确;D项,实验①中无论Fe作正极还是负极,Fe
附近均产生蓝色沉淀,故将Zn换成Cu,无法证明Fe比Cu活泼,错误。
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自主预诊 考向突破
对点演练2近年来,我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁
帽腐蚀现象,在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀,下列说法正
确的是( )
A.阳极电极反应为Zn-2e-=Zn2+
B.阴极电极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O
C.该装置为牺牲阳极的阴极保护法
D.绝缘子表面产生的OH-向阴极移动
答案解析解析
关闭
由题图可知铁帽的腐蚀属于电化学防腐,而且有外加电源。加锌环铁
帽为阳极,湿润的绝缘子作阴极,水是电解质。则阳极应是锌放电,电极
反应式为Zn-2e-=Zn2+,A项正确;阴极是水电离的氢离子放电生成氢气,
故B项错误;牺牲阳极的阴极保护法利用的是原电池原理,故C项错误;
电解池中阴离子移向阳极,即OH-向阳极移动,故D项错误。
答案解析
关闭
A
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自主预诊 考向突破
深度指津判断金属腐蚀快慢的规律
(1)纯度越高的金属,腐蚀速率越小。
(2)不纯的金属或合金,在潮湿的空气中腐蚀速率远大于在干燥、
隔绝空气条件下的腐蚀速率。
(3)对于活动性不同的两种金属的合金,活动性差别越大,形成原电
池时氧化还原反应速率越大,活泼金属腐蚀越快。
(4)在同一电解质溶液中,金属腐蚀由快到慢的顺序:电解原理引
起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>应用原电池原理有
保护措施的腐蚀>应用电解原理有保护措施的腐蚀。或电解池阳
极>原电池负极>化学腐蚀>原电池正极>电解池阴极。
(5)其他条件相同时,同一种金属在不同介质中腐蚀由快到慢的顺
序:强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。
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自主预诊 考向突破
网络构建
1.电解池
2.金属的腐蚀与保护
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自主预诊 考向突破
核心速记
1.两个定义
(1)电解:使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极
引起氧化还原反应的过程。
(2)电解池:把电能转化为化学能的装置。
2.电极放电顺序
(2)阴极:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+>Na+
3.电化学腐蚀两种类型的正极反应式
(1)析氢腐蚀:2H++2e-=H2↑
(2)吸氧腐蚀:O2+2H2O+4e-=4OH-
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素养解读 案例探究 方法规律 素养提升
电化学装置中的介质与离子交换膜
在近几年高考中,涉及离子交换膜的应用及电解质溶液介质对电
极反应的影响的试题比较多,且常出常新,离子交换膜的功能在于
选择性地通过某些离子和阻止某些离子来隔离某些物质,电解质溶
液中的电解质可能与电极反应产物进行反应。通过分析、推理等
方法认识原电池及电解池原理,明确电解质溶液中离子的移动方向,
两电极发生的反应,根据离子交换膜的种类确定通过哪些离子,判
断交换膜的作用。建立认知模型,并能运用模型解释化学现象,揭
示现象的本质和规律。关注与化学有关的社会热点问题,具有可持
续发展意识和绿色化学观念,提升科学态度与社会责任的化学核心
素养。
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素养解读 案例探究 方法规律 素养提升
典例❶(2019江西南昌第二中学高三检测)H3BO3(一元弱酸)可以
通过电解NaB(OH)4溶液的方法制备,其工作原理如图,下列叙述错
误的是( )
A.M室发生的电极反应式为:2H2O-4e-=O2↑+4H+
B.N室中:a%
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