2018届一轮复习苏教版电解池　金属的腐蚀与防护教案

2018届一轮复习苏教版电解池　金属的腐蚀与防护教案

第三单元　电解池　金属的腐蚀与防护 考纲定位 考情播报 ‎1.了解电解池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应式和总反应方程式。‎ ‎2.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。 ‎ ‎2016·全国乙卷T11/全国丙卷T11‎ ‎2015·全国卷ⅡT28(2)‎ ‎2014·全国卷ⅠT27(4)/全国卷ⅡT27(3)‎ ‎2013·全国卷ⅠT10、T27(5)(6)‎ 考点1| 电解原理　‎ ‎[基础知识自查]‎ ‎1．电解、电解池 ‎2．电解池的构成和工作原理 ‎(1)构成条件 ‎①有与外接直流电源相连的两个电极。‎ ‎②电解质溶液(或熔融电解质)。‎ ‎③形成闭合回路。‎ ‎(2)电解池工作原理(以电解CuCl2溶液为例)‎ ‎(3)电解池中电子、电流和离子的移向 ‎①电子：负极→阴极，阳极→正极 ‎②电流：正极→阳极→阴极→负极 ‎③离子：阳离子→阴极，阴离子→阳极 ‎(4)两极放电(氧化或还原)顺序 ‎①阴极：阳离子放电顺序：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋。‎ 阳极：金属(Au、Pt除外)电极>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子。‎ 注：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阳极材料若是金属电极(Au、Pt除外)，溶液中的阴离子不反应，电极金属失电子被氧化。‎ ‎[应用体验]‎ ‎1．填写下列表格(均为惰性电极)‎ 电解质溶液 电极反应式 电解对象 pH变化 溶液复原物质 ‎①H2SO4‎ 阴：________‎ 阳：________‎ ‎②CuBr2‎ 阴：________‎ 阳：________‎ ‎③NaCl 阴：________‎ 阳：________‎ ‎④CuSO4‎ 阴：________‎ 阳：________‎ ‎[提示]　①4H＋＋4e－===2H2↑　4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　H2O　减小　H2O ‎②Cu2＋＋2e－===Cu　2Br－－2e－===Br2　CuBr2　CuBr2‎ ‎③2H＋＋2e－===H2↑　2Cl－－2e－===Cl2↑　NaCl和H2O　增大　HCl ‎④2Cu2＋＋4e－===2Cu　4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　CuSO4和H2O　减小　CuO ‎2．用铜作电极电解稀H2SO4溶液，阴、阳极反应式分别为 ‎_______________________________________________________________、‎ ‎_______________________________________________________________，‎ 电解总离子方程式为___________________________________。‎ ‎[提示]　2H＋＋2e－===H2↑　Cu－2e－===Cu2＋　Cu＋2H＋Cu2＋＋H ‎2↑‎ ‎[考点多维探究]‎ 角度1　电解的原理分析 ‎1.如图所示为用固体二氧化钛(TiO2)生产海绵钛的装置示意图，其原理是TiO2中的氧解离进入熔融盐中而得到钝钛。下列说法中正确的是(　　)‎ A．a极是正极，石墨极是阴极 B．反应后，石墨电极的质量不发生变化 C．电解过程中，O2－、Cl－均向a极移动 D．阴极的电极反应式为TiO2＋4e－===Ti＋2O2－‎ D　[TiO2发生还原反应得到纯钛，故加入高纯TiO2的电极是电解池的阴极，a极是电源的负极，石墨极是阳极，A项错误；O2－在阳极发生氧化反应生成O2，高温下，石墨与O2反应生成CO、CO2，导致石墨质量减小，B项错误；电解过程中，阴离子向阳极(石墨极)移动，C项错误；TiO2中的氧解离进入熔融盐而得到纯钛，发生了还原反应，生成了Ti和O2－，D项正确。]‎ ‎2．(2015·福建高考)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是(　　) ‎ ‎【导学号：37742169】‎ A．该装置将化学能转化为光能和电能 B．该装置工作时，H＋从b极区向a极区迁移 C．每生成1 mol O2，有44 g CO2被还原 D．a电极的反应为：3CO2＋18H＋－18e－===C3H8O＋5H2O B　[结合装置图为电解装置，模拟“人工树叶”，故为电能转化为化学能，A项错误；b极连接电源的正极，为阳极，在电解池中H＋‎ 为阳离子，向a极(阴极)区移动，B项正确；右侧H2O →O2发生的是氧化反应，每生成1 mol O2，转移4 mol电子，C3H8O中碳元素的化合价是－2,3CO2→C3H8O，转移18 mol电子，故生成1 mol O2消耗2/3 mol CO2，C项错误；a电极发生的是还原反应：3CO2＋18H＋＋18e－===C3H8O＋5H2O，D项错误。]‎ ‎3.图中X为电源，Y为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，通电后Y中央的紫红色斑向d端扩散。下列判断正确的是(　　)‎ A．滤纸上c点附近会变红色 B．Cu电极质量减小，Pt电极质量增大 C．Z中溶液的pH先减小，后增大 D．溶液中的SO向Cu电极定向移动 A　[紫红色斑即MnO向d端扩散，根据阴离子向阳极移动的原理，可知d端为阳极，即b为正极，a为负极，c为阴极，NaCl溶液中H＋放电，产生OH－，c点附近会变红色，A正确；电解硫酸铜溶液时，Pt为阳极，溶液中的OH－放电：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，Cu为阴极，溶液中的Cu2＋得电子，生成铜，总反应式为2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，Pt电极附近生成H＋，则SO向Pt电极移动，B、D不正确；随着电解的进行，Z中溶液变为硫酸溶液，继续电解则为电解水，硫酸浓度增大，pH减小，C不正确。]‎ 阴、阳极的判断方法 ‎(1)根据外接电源：正极连阳极，负极连阴极。‎ ‎(2)根据电流方向：从阴极流出，从阳极流入。‎ ‎(3)根据电子流向：从阳极流出，从阴极流入。‎ ‎(4)根据离子流向：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。‎ ‎(5)根据电极产物：a.阳极：电极溶解、逸出O2(或极区变酸性)或Cl2；b.阴极：析出金属、逸出H2(或极区变碱性)。‎ 角度2　电极反应式和电解方程式的书写 ‎4．按要求书写方程式 ‎(1)用惰性电极电解AgNO3溶液 阳极反应式____________________________________________；‎ 阴极反应式____________________________________________；‎ 总反应离子方程式_______________________________________。‎ ‎(2)用惰性电极电解MgCl2溶液 阳极反应式____________________________________________；‎ 阴极反应式____________________________________________；‎ 总反应离子方程式_______________________________________。‎ ‎(3)用惰性电极电解Na2CO3溶液 阳极反应式____________________________________________；‎ 总反应方程式__________________________________________。‎ ‎(4)用铁作电极电解NaOH溶液 阳极反应式____________________________________________；‎ 阴极反应式____________________________________________；‎ 总反应方程式_________________________________________。‎ ‎(5)用Ag作电极电解稀盐酸 阳极反应式____________________________________________；‎ 阴极反应式____________________________________________；‎ 总反应离子方程式_______________________________________。‎ ‎(6)以铝材为阳极，电解H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜 阳极反应式____________________________________________；‎ 阴极反应式____________________________________________；‎ 总反应方程式__________________________________________。‎ ‎(7)用惰性电极电解CuSO4和NaCl的混合液(CuSO4与NaCl的物质的量为1∶1)，明显分三个阶段，写出三个阶段的阴、阳两极反应式 ‎_______________________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________________。‎ ‎[答案]　(1)4OH－－4e－===O2↑＋2H2O ‎4Ag＋＋4e－===4Ag ‎4Ag＋＋2H2O4Ag＋O2↑＋4H＋‎ ‎(2)2Cl－－2e－===Cl2↑‎ ‎2H＋＋2e－===H2↑‎ Mg2＋＋2Cl－＋2H2OMg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑‎ ‎(3)4OH－－4e－===H2O＋O2↑‎ ‎2H2O2H2↑＋O2↑‎ ‎(4)Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2‎ ‎2H＋＋2e－===H2↑‎ Fe＋2H2OFe(OH)2＋H2↑‎ ‎(5)2Ag－2e－===2Ag＋　2H＋＋2e－===H2↑‎ ‎2Ag＋2H＋＋2Cl－2AgCl＋H2↑‎ ‎(6)2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋　6H＋＋6e－===3H2↑‎ ‎2Al＋3H2OAl2O3＋3H2↑‎ ‎(7)第一阶段：‎ 阴：Cu2＋＋2e－===Cu 阳：2Cl－－2e－===Cl2↑‎ 第二阶段：‎ 阴：Cu2＋＋2e－===Cu 阳：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑‎ 第三阶段：‎ 阴：2H＋＋2e－===H2↑‎ 阳：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑‎ ‎5．(2015·全国卷Ⅱ改编)实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料，通过以下过程制备ClO2: ‎ ‎【导学号：37742170】‎ ‎(1)电解时的阴极反应式为______________________________，‎ 阳极反应式为______________________________________，‎ 电解时发生反应的化学方程式为___________________________‎ ‎_____________________________________________________________。‎ ‎(2)NaClO2溶液与NCl3溶液反应的化学方程式为 ‎_______________________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________________。‎ ‎[解析]　(1)由图可知，电解NH4Cl和盐酸混合溶液得到H2和NCl3，结合质量守恒和得失电子守恒写出电解时反应的化学方程式为NH4Cl＋2HCl3H2↑＋NCl3。‎ ‎(2)由图可知，NCl3溶液中加入NaClO2溶液，得到ClO2和NH3及溶液X，N由＋3价降低为－3价，NaClO2中Cl由＋3价升高到＋4价，生成ClO2，Cl－未参与氧化还原反应，该反应的化学方程式为6NaClO2＋NCl3＋3H2O===6ClO2＋NH3↑＋3NaCl＋3NaOH。‎ ‎[答案]　(1)6H＋＋6e－===3H2↑　NH＋3Cl－－6e－===NCl3＋4H＋‎ NH4Cl＋2HClNCl3＋3H2↑‎ ‎(2)6NaClO2＋NCl3＋3H2O===6ClO2＋NH3↑＋3NaCl＋3NaOH ‎(1)做到“三看”，正确书写电极反应式 ‎①一看电极材料，若是金属(Au、Pt除外)作阳极，金属一定被电解(注：Fe生成Fe2＋)。‎ ‎②二看介质，介质是否参与电极反应。‎ ‎③三看电解质状态，若是熔融状态，就是金属的电冶炼。‎ ‎(2)规避“三个”失分点 ‎①书写电解池中电极反应式时，一般以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成分子式。‎ ‎②要确保两极电子转移数目相同，且应注明条件“电解”。‎ ‎③电解水溶液时，应注意放电顺序中H＋、OH－之后的离子一般不参与放电。考点2| 电解原理的应用 ‎[基础知识自查]‎ ‎1．电解饱和食盐水——氯碱工业 ‎(1)电极反应 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑(反应类型：氧化反应)。‎ 阴极：2H＋＋2e－===H2↑(反应类型：还原反应)。‎ 检验阳极产物的方法是：用湿润的KI淀粉试纸靠近阳极附近，若试纸变蓝，证明生成了Cl2。电解时向食盐水中加酚酞，阴极附近溶液变红，说明该电极附近产生的物质为NaOH。‎ ‎(2)电解方程式 化学方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑‎ 离子方程式：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑‎ ‎2．电镀与电解精炼铜 电镀(Fe上镀Cu)‎ 电解精炼铜 阳极 电极材料 Cu(或铜)‎ 粗铜(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质)‎ 电极反应 Cu－2e－=== Cu2＋‎ Cu－2e－=== Cu2＋(主)‎ Zn－2e－===Zn2＋‎ Fe－2e－===Fe2＋‎ Ni－2e－===Ni2＋‎ 阴极 电极材料 Fe 纯铜 电极反应 Cu2＋＋2e－===Cu 电解质溶液 含Cu2＋的盐溶液 电解精炼铜时，粗铜中的Ag、Au等不反应，沉积在电解池底部形成阳极泥 注：①镀层金属作阳极，待镀元件作阴极，电解质溶液含有镀层金属离子。‎ ‎②电镀铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)不变；电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)减小。‎ ‎3．电冶金 冶炼钠、钙、镁、铝等活泼金属，必须用电解法。如电解熔融氯化钠得到钠时：‎ 注：①电解熔融MgCl2冶炼镁，而不能电解熔融MgO冶炼镁，因MgO的熔点很高；②电解熔融Al2O3冶炼铝，而不能电解AlCl3冶炼铝，因AlCl3是共价化合物，其熔融态不导电。‎ ‎[应用体验]‎ ‎1．氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品。下图是离子交换膜法电解食盐水的示意图，图中的离子交换膜只允许阳离子通过。‎ ‎ ‎ ‎(1)A为________极，X、Y分别是________、________。‎ ‎(2)离子交换膜的作用：‎ ‎_______________________________________________________________‎ ‎_______________________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________________。‎ ‎(3)a、b、c、d加入或取出的物质分别是________、________、________、________。‎ ‎[提示]　(1)阳　Cl2　H2‎ ‎(2)阻止OH－进入阳极室与Cl2发生副反应：2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O，阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸 ‎(3)饱和食盐水　稀的NaOH溶液　稀的食盐水　浓NaOH溶液 ‎2．铁片上镀银，铁片作________极，连接电源的________极，________作电镀液，阴极反应式为_________________________________，‎ 阳极反应式为___________________________。‎ ‎[提示]　阴　负　AgNO3溶液　Ag＋＋e－===Ag　Ag－e－===Ag＋‎ ‎[考点多维探究]‎ 角度1　电解原理在化工制备方面的应用 ‎1．(2017·保定模拟)用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫，将所得的混合液进行电解循环再生，这种新工艺叫再生循环脱硫法。其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示，下列有关说法中不正确的是(　　) ‎ ‎【导学号：37742171】‎ ‎ ‎ A．X为直流电源的负极，Y为直流电源的正极 B．阳极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑‎ C．图中的b>a D．该过程中的产品主要为H2SO4和H2‎ B　[根据Na＋和SO的移向可知Pt(Ⅰ)为阴极，反应为2H＋＋2e－===H2，Pt(Ⅱ)为阳极，反应为SO－2e－＋H2O===SO＋2H＋。]‎ ‎2．电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢气的装置示意图如下：‎ 电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴阳两极均为惰性电极。‎ ‎(1)A极为________，电极反应式为________________________________‎ ‎_____________________________________________________________。‎ ‎(2)B极为________，电极反应式为_________________________________‎ ‎_____________________________________________________________。‎ ‎[解析]　产生H2是因为H2O电离的H＋在阴极上得电子，即6H2O＋6e－‎ ‎===3H2↑＋6OH－，所以B极为阴极，A极为阳极，电极反应式为CO(NH2)2－6e－＋8OH－===N2↑＋CO＋6H2O。‎ ‎[答案]　(1)阳极　CO(NH2)2＋8OH－－6e－===N2↑＋CO＋6H2O　(2)阴极　6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－‎ 角度2　电镀与精炼金属 ‎3.(1)粗铜的电解精炼如图所示。在粗铜的电解过程中，粗铜板应是图中电极________(填图中的字母)；在电极d上发生的电极反应式为 ‎_______________________________________________________________‎ ‎_______________________________________________________________；‎ 若粗铜中还含有Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为 ‎_______________________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________________。‎ ‎(2)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是________。‎ a．电能全部转化为化学能 b．粗铜接电源正极，发生氧化反应 c．溶液中Cu2＋向阳极移动 d．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属 ‎[解析]　(1)粗铜电解精炼时，粗铜作阳极与电源正极相连，所以粗铜板是图中电极c，d是阴极，发生的反应是Cu2＋＋2e－===Cu，Au、Ag不如铜活泼，以单质的形式沉积在c(阳极)下方，Fe比铜活泼，以Fe2＋的形式进入电解质溶液中。‎ ‎(2)粗铜的电解精炼时，电能不可能全部转化为化学能，a错误；粗铜作阳极与电源正极相连，发生氧化反应，b正确；溶液中的Cu2＋向阴极移动，c错误；不活泼金属Ag、Pt、Au等金属在阳极沉积，可以回收，d正确。‎ ‎[答案]　(1)c　Cu2＋＋2e－===Cu　Au、Ag以单质的形式沉积在c(阳极)下方，Fe以Fe2＋的形式进入电解质溶液中　(2)bd ‎4．离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。由有机阳离子、Al2Cl和AlCl 组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的________极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为__________________________________________________________。‎ 若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为________。‎ ‎[解析]　电镀时，镀件作阴极，即钢制品作阴极，接电源负极，根据阴极生成Al可知反应式为4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl。若改为AlCl3水溶液，阴极反应为2H＋＋2e－===H2↑，产物为H2。‎ ‎[答案]　负　4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl　H2‎ 角度3　电解原理在环境治理方面的应用 ‎5．(2016·全国乙卷)三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na＋和SO可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。‎ 下列叙述正确的是(　　) ‎ ‎【导学号：37742172】‎ A．通电后中间隔室的SO离子向正极迁移，正极区溶液pH增大 B．该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品 C．负极反应为2H2O－4e－===O2＋4H＋，负极区溶液pH降低 D．当电路中通过1 mol电子的电量时，会有0.5 mol的O2生成 B　[电解池中阴离子向正极移动，阳离子向负极移动，即SO离子向正极区移动，Na＋ 向负极区移动，正极区水电离的OH－发生氧化反应生成氧气，H＋留在正极区，该极得到H2SO4产品，溶液pH减小，负极区水电离的H＋发生还原反应生成氢气，OH－留在负极区，该极得到NaOH产品，溶液pH增大，故A、C项错误，B项正确；该电解池相当于电解水，根据电解水的方程式可计算出当电路中通过1 mol电子的电量时，会有0.25 mol的O2生成，故D项错误。]‎ ‎6．电镀废水中常含有剧毒的Cr2O。该废水处理的一种方法是利用还原剂把Cr2O还原成毒性较低的Cr3＋‎ ‎，再加碱生成沉淀；另一种方法是向废水中加入适量的NaCl，用Fe作电极进行电解。下列说法错误的是(　　)‎ A．电解时，阳极反应式为Fe－2e－===Fe2＋‎ B．电解过程中，阴极能产生氢气 C．电解过程中，Cr2O被还原的离子方程式为Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O D．电解过程中，阳极附近生成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀 D　[电解法处理含铬废水的原理：用Fe作电极进行电解，Fe被氧化生成Fe2＋，Fe2＋作还原剂把Cr2O还原成毒性较低的Cr3＋。电解过程中，H＋在阴极放电生成H2，使阴极附近溶液中的c(H＋)原电池的负极>原电池的正极>电解池的阴极。]‎ ‎4．(2017·江门模拟)利用如图装置可以模拟铁的电化学防护。下列说法不正确的是(　　)‎ A．若X为锌棒，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀速率 B．若X为锌棒，开关K置于M处，铁的保护属于牺牲阳极的阴极保护法 C．若X为碳棒，开关K置于N处，铁的保护属于外接电流的阴极保护法 D．若X为碳棒，开关K置于N处，X极发生还原反应 D　[若X为碳棒，开关K置于N处，X极为阳极，发生氧化反应。]‎ ‎5．(2015·重庆高考节选)如图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。‎ ‎(1)腐蚀过程中，负极是________(填图中字母“a”或“b”或“c”)；‎ ‎(2)环境中的Cl－扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为 ‎_______________________________________________________________；‎ ‎(3)若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为________L(标准状况)。‎ ‎[解析]　(1)负极发生失电子的反应，铜作负极失电子，因此负极为c。负极反应：Cu－2e－===Cu2＋，正极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。‎ ‎(2)正极产物为OH－，负极产物为Cu2＋，两者与Cl－反应生成Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓。‎ ‎(3)4.29 g Cu2(OH)3Cl的物质的量为0.02 mol，由Cu元素守恒知，发生电化学腐蚀失电子的Cu单质的物质的量为0.04 mol，失去电子0.08 mol，根据电子守恒可得，消耗O2的物质的量为0.02 mol，所以理论上消耗氧气的体积为0.448 L(标准状况)。‎ ‎[答案]　(1)c　(2)2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓　(3)0.448‎ 判断金属腐蚀快慢的方法 ‎(1)对同一电解质溶液来说，腐蚀的快慢：电解池原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。‎ ‎(2)对同一金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中。‎ ‎(3)活泼性不同的两种金属，活泼性差异越大，腐蚀越快。‎ ‎(4)对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，金属腐蚀速率越快。‎ 　电化学计算与“多池”的连接问题分析 命题点1　电化学的计算 ‎(1)原则：电化学的反应是氧化还原反应，各电极上转移电子的物质的量相等，无论是单一电池还是串联电解池，均可抓住电子守恒计算。‎ 关键：a.电极名称要区分清楚；b.电极产物要判断准确；c.各产物间量的关系遵循电子得失守恒。‎ ‎(2)方法 注：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。‎ ‎[对点训练1]　如图所示，通电5 min后，电极5的质量增加2.16 g，请回答下列问题：‎ ‎(1)a为电源的________(填“正”或“负”)极，C池是________池。A池阳极的电极反应为__________________，‎ C池阴极的电极反应为 ‎_____________________________________________________________。‎ ‎(2)如果B槽中共收集到224 mL气体(标准状况)且溶液体积为200 mL(设电解过程中溶液体积不变)，则通电前溶液中Cu2＋的物质的量浓度为________。‎ ‎(3)如果A池溶液是200 mL足量的食盐水(电解过程溶液体积不变)，则通电5 min后，溶液的pH为________。‎ ‎(4)若将CuSO4溶液复原，需加________(填写一种物质)________g。‎ ‎[解析]　根据已知条件通电5 min后，电极5的质量增加2.16 g，说明电极5作阴极，银离子放电，电极反应为Ag＋＋e－===Ag，转移电子的物质的量为0.02 mol，同时可知电极6作阳极，与电源的正极相连。同时可得a是负极，b是正极，电极1、3、5作阴极，电极2、4、6作阳极。由此可得(1)中答案。‎ ‎(2)B槽中电解总反应为2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，若转移0.02 mol电子时只收集到O2(只电解溶质)，则根据关系式2CuSO4～O2～4e－可得n(O2)＝0.005 mol，体积为112 mL(标准状况)<224 mL，说明溶质CuSO4已耗完，然后电解水。设整个过程消耗CuSO4 x mol，H2O y mol，则有2x＋2y＝0.02，x＋y＝0.01，解得x＝y＝0.005 mol，则c(CuSO4)＝0.025 mol·L－1。‎ ‎(3)由于A池中电解液足量，A池中只发生反应2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，根据关系式NaOH～e－，生成的n(NaOH)＝0.02 mol，则c(NaOH)＝＝0.1 mol·L－1，即溶液的pH＝13。‎ ‎(4)根据计算，电解分两个过程，第一过程电解CuSO4溶液(复原加CuO)，第二过程电解H2O(复原加H2O)，根据CuO与H2O的物质的量之比为1∶1，加一种物质应为Cu(OH)2。m[Cu(OH)2]＝0.005 mol×98 g/mol＝0.49 g。‎ ‎[答案]　(1)负　电解　2Cl－－2e－===Cl2↑　Ag＋＋e－===Ag　(2)0.025 mol·L－1　(3)13　(4)Cu(OH)2　0.49‎ 电解一定量NaCl或CuSO4溶液时，注意电解的程度，当溶液中的Cl－或Cu2＋放电完全后，再电解时相当于电解H2O，故判断复原物质要注意前期与后期减少的物质，确定加什么物质复原。‎ 命题点2　“多池”连接问题的分析 ‎(1)直接判断 非常直观明显的装置，如燃料电池、铅蓄电池等在电路中，则其他装置为电解池。如下图：A为原电池，B为电解池。‎ ‎(2)根据电池中的电极材料和电解质溶液判断 ‎①原电池一般是两种不同的金属电极或一种金属电极一个碳棒；而电解池则一般都是两个惰性电极，如两个铂电极或两个碳棒。②原电池中的电极材料和电解质溶液之间能发生自发的氧化还原反应，电解池的电极材料一般不能和电解质溶液自发反应。如图：B为原电池，A为电解池。‎ ‎(3)根据电极反应现象判断 在某些装置中根据电极反应或反应现象可判断电极，并由此判断电池类型，如图： ‎ 若C极溶解，D极上析出Cu，B极附近溶液变红，A极上放出黄绿色气体，则可知乙是原电池，D是正极，C是负极；甲是电解池，A是阳极，B是阴极。B、D极发生还原反应，A、C极发生氧化反应。‎ ‎[对点训练2]　(2014·广东高考改编)‎ 某同学组装了如图所示的电化学装置，电极Ⅰ为Al，其他电极均为Cu，则 (　　)‎ A．电流方向：电极Ⅳ→Ⓐ→电极Ⅰ ‎ B．电极Ⅰ的质量减少2.7 g时，电极Ⅳ的质量减少9.6 g C．c烧杯溶液的pH减小 D．电极Ⅲ的电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu A　[根据图所示可知电极Ⅰ为负极，电极Ⅱ为正极，电极Ⅲ为阳极，电极Ⅳ为阴极。]‎ ‎[对点训练3]　(2017·沈阳质检)用固体氧化物作为电解质的氢氧燃料电池电解Na2SO4溶液，已知固体氧化物在高温下允许氧离子(O2－)在其间通过，其工作原理如图所示(c、d均为惰性电极)。下列有关说法正确的是(　　) ‎ ‎【导学号：37742174】‎ A．电路中电子流向为a→d→c→b B．电极b为负极，电极反应式为O2＋4e－===2O2－‎ C．电解后烧杯中溶液pH增大 D．理论上b极消耗气体和c极生成气体质量相等 D　[在溶液中没有电子的流动，只有离子的流动，A项错误；通入O2的一极(电极b)为电池的正极，发生还原反应，B项错误；惰性电极电解Na2SO4溶液实质上是电解水，溶液的pH不变，C项错误；c极生成O2，根据得失电子守恒可知D项正确。]‎ ‎[对点训练4]　按如图所示装置进行实验，并回答下列问题：‎ ‎(1)判断装置的名称：A池为________，B池为________。‎ ‎(2)锌极为________极，电极反应式为___________________________；‎ 铜极为________极，电极反应式为________________；石墨棒C1为________极，电极反应式为____________；‎ 石墨棒C2附近发生的实验现象为________________________。‎ ‎(3)当C2极析出224 mL气体(标准状况)时，锌的质量________(填“增加”或“减少”)________g，CuSO4溶液的质量________(填“增加”或“减少”)________g。‎ ‎[解析]　A池中Zn、Cu放入CuSO4溶液中构成原电池，B池中两个电极均为石墨电极，在以A为电源的情况下构成电解池，即A原电池、B电解池。A池中Zn为负极，Cu为正极，B池中C1为阳极，C2为阴极，阴极区析出H2，周围有OH－富集，酚酞变红，且n(H2)＝＝0.01 mol，故电路中转移电子的物质的量为0.01 mol×2＝0.02 mol，根据得失电子守恒，锌极有0.01 mol Zn溶解，即Zn极质量减少0.01 mol×65 g·mol－1＝0.65 g，铜极上有0.01 mol Cu析出，即CuSO4溶液增加了0.01 mol×(65 g·mol－1－64 g·mol－1)＝0.01 g。‎ ‎[答案]　(1)原电池　电解池 ‎(2)负　Zn－2e－===Zn2＋　正　Cu2＋＋2e－===Cu　阳　2Cl－－2e－===Cl2↑　有无色气体产生，附近溶液出现红色　(3)减少　0.65　增加　0.01‎ ‎[课堂小结·反馈达标1＋1]　　　　　全新理念　探究高考　明确考向 ‎1．一组判断，展示高考易误点 ‎(1)电解质溶液导电与金属导电原理相同，均为化学变化。 (　　)‎ ‎(2)原电池负极与电解池中连接电源负极的阴极均发生氧化反应。 (　　)‎ ‎(3)自发进行的氧化还原反应可设计成原电池，但任何反应均可设计成电解反应。 (　　)‎ ‎(4)电解池工作时电子从电源的负极流出，流入阴极通过溶液到阳极，然后从阳极流出，流回电源正极。 (　　)‎ ‎(5)氯碱工业电解饱和食盐水的过程中，阴极附近产生NaOH。 (　　)‎ ‎(6)惰性电极电解Na2SO4溶液和Na2CO3溶液的过程中pH均不变。 (　　)‎ ‎(7)电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中的c(Cu2＋)均保持不变。 (　　)‎ ‎(8)电解冶炼镁铝通常电解MgCl2和Al2O3，也可电解MgO和AlCl3。 (　　)‎ ‎(9)工业上冶炼Na、K、Mg、Al金属时，可以电解含这些金属离子的水溶液。 (　　)‎ ‎(10)任何金属在酸性较强的溶液中均可发生析氢腐蚀。 (　　)‎ ‎(11)利用牺牲阳极的阴极保护法保护的金属作正极。 (　　)‎ ‎[答案]　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)×　(7)×　(8)×　(9)×　(10)×　(11)√‎ ‎2．一题串知，覆盖高考考什么 ‎————————————————————————‎ ‎(2014·全国卷Ⅰ改编)次磷酸(H3PO2)可用电渗析法制备。 “四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)：‎ ‎————————————————————————‎ ‎(1)左电极为________极，电极反应式为_____________________________。‎ 右电极为________极，电极反应式为______________________________。‎ ‎[考查电解池中电极判断和反应式书写]‎ ‎(2)阳极室中的________通过阴膜进入产品室；原料室中________通过阴膜进入阴极室；原料室中________通过阳膜进入产品室。‎ ‎[考查离子的移动和交换膜的交换原理]‎ ‎(3)理论上左右两极产生气体的体积比为________(同温同压下)。‎ ‎[考查电化学计算]‎ ‎(4)分析产品室得到H3PO2的原因 ‎_______________________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________________。‎ ‎[考查电解的原理]‎ ‎(5)早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2：将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替。并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有________杂质。该杂质产生的原因是 ‎_______________________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________________。‎ ‎[考查电解的原理]‎ ‎[答案]　(1)阳　4OH－－4e－===2H2O＋O2↑或2H2O－4e－===4H＋＋O2↑‎ 阴　4H＋＋4e－===2H2↑或4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－‎ ‎(2)H＋　Na＋　H2PO ‎(3)1∶2‎ ‎(4)阳极室的H＋穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2PO穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2‎ ‎(5)PO　H2PO或H3PO2被氧化