考向21 电解池 金属的腐蚀与防护-备战2023年高考化学一轮复习考点微专题（人教）.docx

考向21 电解池 金属的腐蚀与防护
【2022·湖北卷】含磷有机物应用广泛。电解法可实现由白磷直接制备，过程如图所示(为***)。下列说法正确的是
A．生成，理论上外电路需要转移电子
B．阴极上的电极反应为：
C．在电解过程中向铂电极移动
D．电解产生的中的氢元素来自于
【答案】D
【详解】
A．石墨电极发生反应的物质：P4→化合价升高发生氧化反应，所以石墨电极为阳极，对应的电极反应式为：，则生成，理论上外电路需要转移电子，A错误；
B．阴极上发生还原反应，应该得电子，为阳极发生的反应， B错误；
C．石墨电极：P4→发生氧化反应，为阳极，铂电极为阴极，应该向阳极移动，即移向石墨电极，C错误；
D．由所给图示可知HCN在阴极放电，产生和，而HCN中的H来自，则电解产生的中的氢元素来自于，D正确；
故选D。
知识点一　电解原理
1．电解与电解池
(1)电解：在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。
(2)电解池：将电能转化为化学能的装置。
(3)电解池的构成
①有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。
2．电解池的工作原理
(1)工作原理
[示例]　用惰性电极电解CuCl2溶液
阳极反应式：2Cl－－2e－===Cl2↑；
阴极反应式：Cu2＋＋2e－===Cu；
总反应式：CuCl2Cu＋Cl2↑。
(2)电子和离子的移动方向(惰性电极)
3．阴、阳两极上的放电顺序
(1)阴极(与电极材料无关)
氧化性强的先放电，放电顺序：
(2)阳极(与电极材料有关)
①活性电极作阳极(除Au、Pt以外的金属)，则活性电极本身失去电子，发生氧化反应。如Cu－2e－===Cu2＋，Fe－2e－===Fe2＋。
②惰性电极作阳极(Pt、Au、石墨碳棒)
离子的放电顺序为
4．分析电解的思维流程
5．惰性电极电解电解质溶液的产物判断(图示)
[示例]　用惰性电极电解CuSO4溶液(放O2生酸型)
阳极反应式：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋(或4OH－－4e－===2H2O＋O2↑)
阴极反应式：2Cu2＋＋4e－===2Cu
电池反应式：2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4
[名师点拨]　(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)电解水溶液时，K＋～Al3＋不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。
(3)电解时，在外电路中有电子通过，而在溶液中是靠离子移动导电。因此，电子和离子的移动遵循“电子不下水，离子不上线”。
(4)书写电解池的电极反应式时，可以用实际放电的离子表示，但书写电解池的总反应时，H2O要写成分子式。如用惰性电极电解食盐水时，阴极反应式为2H＋＋2e－===H2↑(或2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－)，总反应式为2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑。
知识点二　电解原理的应用
1．***碱工业
阳极反应式：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应)
阴极反应式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－(或2H＋＋2e－===H2↑)(还原反应)
总反应方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
装置
离子交换膜电解槽
阳极
钛网(涂有钛、钌等氧化物涂层)
阴极
碳钢网
阳离子交换膜
①只允许离子通过，能阻止离子和气体通过
②将电解槽隔成阳极室和阴极室
2．电镀与电解精炼
电镀
电解精炼铜
示意图
电极反应
阳极
Cu－2e－===Cu2＋
Zn－2e－===Zn2＋，
Cu－2e－===Cu2＋
阴极
Cu2＋＋2e－===Cu
Cu2＋＋2e－===Cu
电解质溶液的浓度变化
CuSO4溶液的浓度不变
CuSO4溶液的浓度变小
3．电冶金
利用电解熔融盐(或氧化物)的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。
总方程式
阳极、阴极反应式
冶炼钠
2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑
2Cl－－2e－===Cl2↑、2Na＋＋2e－===2Na
冶炼镁
MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑
2Cl－－2e－===Cl2↑、Mg2＋＋2e－===Mg
冶炼铝
2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑
6O2－－12e－===3O2↑、4Al3＋＋12e－===4Al
[名师点拨]　(1)电解精炼铜时，阳极减少的质量与阴极增加的质量不相等，电解质溶液