高中化学电解池知识考点汇总

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知识考点一　电解的原理

1．电解定义

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．能量转化形式

电能转化为化学能。

3．电解池

(1)构成条件

①有与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)电极名称及电极反应式(如图)

(3)电子和离子的移动方向

特别注意：　电解时，在外电路中有电子通过，而在溶液中是依靠离子定向移动形成电流，即电子本身不会通过电解质溶液。

4．分析电解过程的思维程序

(1)首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。

(2)再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶液中的H＋和OH－)。

(3)然后排出阴、阳两极的放电顺序

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：

活泼电极>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子。

(4)分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。

(5)最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。

注意点：

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，要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。

知识考点二　电解原理的应用

1．电解饱和食盐水

(1)电极反应

阳极反应式：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应)

阴极反应式：2H＋＋2e－===H2↑(还原反应)

(2)总反应方程式

2NaCl＋2H2O电解2NaOH＋H2↑＋Cl2↑

离子反应方程式：2Cl－＋2H2O电解2OH－＋H2↑＋Cl2↑

(3)应用：氯碱工业制烧碱、氯|气和氢气。

2．电镀

以金属表面镀银为例，

(1)镀件作阴极，镀层金属银作阳极。

(2)电解质溶液是AgNO3溶液等含镀层金属阳离子的盐溶液。

(3)电极反应：

阳极：Ag－e－===Ag＋；

阴极：Ag＋＋e－===Ag。

(4)特点：阳极溶解，阴极沉积，电镀液的浓度不变。

3．电解精炼铜

(1)电极材料：阳极为粗铜；阴极为纯铜。

(2)电解质溶液：含Cu2＋的盐溶液。

(3)电极反应：

阳极：

Zn－2e－===Zn2＋

Fe－2e－===Fe2＋

Ni－2e－===Ni2＋

Cu－2e－===Cu2＋；

阴极：

Cu2＋＋2e－===Cu。

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。

(1)冶炼钠

2NaCl(熔融)电解2Na＋Cl2↑

电极反应：

阳极：

2Cl－－2e－===Cl2↑；

阴极：

2Na＋＋2e－===2Na。

(2)冶炼铝

2Al2O3(熔融)==4Al＋3O2↑(条件：通电)

电极反应：

阳极：6O2－－12e－===3O2↑；

阴极：4Al3＋＋12e－===4Al。

知识考点三　应对电化学定量计算的三种方法

1．计算类型

原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液pH的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算、产物的量与电量关系的计算等。

2．三种方法

(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、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。

②用于混合溶液中电解的分阶段计算。

(3)根据关系式计算

根据得失电子守恒定律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：

阳极产物　　　　　　 阴极产物

(式中M为金属，n为其离子的化合价数值)

该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，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来计算电路中通过的电量。

知识考点四　金属的腐蚀和防护

1．金属腐蚀的本质

金属原子失去电子变为金属阳离子，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

类型

化学腐蚀

电化学腐蚀

条件

金属跟非金属单质直接接触

不纯金属或合金跟电解质溶液接触

现象

无电流产生

有微弱电流产生

本质

金属被氧化

较活泼金属被氧化

联系

两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍

(2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀

以钢铁的腐蚀为例进行分析：

类型

析氢腐蚀

吸氧腐蚀

条件

水膜酸性较强(pH≤4.3)

水膜酸性很弱或呈中性

负极反应

Fe－2e－===Fe2＋

Fe－2e－===Fe2＋

正极反应

2H＋＋2e－===H2↑

O2＋2H2O＋4e－===4OH

总反应

Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑

2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2

联系

吸氧腐蚀更普遍

3.金属的防护

(1)电化学防护

①牺牲阳极的阴极保护法—原电池原理

a．负极：比被保护金属活泼的金属；

b．正极：被保护的金属设备。

②外加电流的阴极保护法—电解原理

a．阴极：被保护的金属设备；

b．阳极：惰性金属或石墨。

(2)改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。

(3)加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。

注意点：

1．判断金属腐蚀快慢的规律

(1)对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀。

(2)对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢：强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中。

(3)活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越快。

(4)对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，金属腐蚀越快。

2．两种保护方法的比较

外加电流的阴极保护法保护效果大于牺牲阳极的阴极保护法。

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