【解题指导】工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2,并以它们为原料
生产一系列化工产品,称为氯碱工业.氯碱工业是最基本的化学工业之一,具体考查电解原理的应用,重点考查惰性电极电解时电解产物的判断,可根据阴阳极放电顺序来解决,阴极:阳离子放电,得电子能力强先放电Ag>Hg>Fe>Cu>H>Pb>Sn>Fe
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>Zn>H(H2O)>Al>Mg>Na>Ca>K;阳极:阴离子放电或电极放电,失电子能力强先放电.若阳极是活泼金属 (金属活动顺序表Ag以前),溶液中的阴离子一律不放电,而是电极材料失电子.若阳极是惰性(Pt、Au、石墨),则放电顺序如下:S>I>Br>Cl>OH>含氧酸根离子。
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易错点四:电解原理的应用实验
【易错题典例】已知电极上每通过96 500C的电量就会有1mol电子发生转移.精确测量金
属离子在惰性电极上以镀层形式沉积的金属质量,可以确定电解过程中通过电解池的电量.实际测量中,常用银电量计,如图所示.下列说法不正确的是( )
+-A.电量计中的银棒应与电源的正极相连,铂坩埚上发生的电极反应是:Ag+e=Ag B.称量电解前后铂坩埚的质量变化,得金属银的沉积量为108.0mg,则电解过程中通过电解池的电量为96.5C
C.实验中,为了避免银溶解过程中可能产生的金属颗粒掉进铂坩埚而导致测量误差,常在银电极附近增加一个收集网袋.若没有收集网袋,测量结果会偏高
D.若要测定电解饱和食盐水时通过的电量,可将该银电量计中的银棒与待测电解池的阳极相连,铂坩埚与电源的负极相连 【答案】D
【错因分析】考查电解原理的应用,构建一个完整的电解池,并注意电解池的组成和两极上
的变化,应用电解原理分析电解产物及电子转移数目,并利用电子守恒进行相关计算;易错点主要有电解池的构建及电极判断、电极反应式的书写等。
【解题指导】探究电解原理的实验,其理论基础为电解原理的应用,则可根据电解原理并结
合相关电解产物进行判断,具体:根据银电量计的电解原理判断电极反应;测得铂坩埚增重,就能知道阳极有多少银被腐蚀,从而算出通过的电量;电解时阳极的银容易脱落而影响实验结果;要测得电解饱和食盐水时通过的电量,应将两个电解池串联。
易错点五:粗铜精炼
【易错题典例】利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Au等杂质的粗铜提纯,下列叙述正确的
是( )
A.电解时以纯铜作阳极 B.电解时阴极发生氧化反应
C.粗铜连接电源负极,电极反应是Cu-2e=Cu
D.电解结束,电解槽底部会形成含少量Ag、Au等阳极泥 【答案】D
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【错因分析】电解法精炼铜是高考常见题型,关键是要掌握电解精炼铜的原理,易错点是电
解池的阴、阳极材料设置、电极反应式的书写以及阳极泥的组分判断,另外电解液浓度
的变化也是易错点,因阳极溶解的不仅仅是铜,则电解液的浓度只能基本不变。 【解题指导】电解法精炼铜时,粗铜作阳极,与电源的正极相连,纯铜作阴极,与电源的负
极相连;Fe、Zn比Cu活泼,故Fe、Zn在阳极比Cu更容易失去电子,变成Fe、Zn
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进入溶液;在阴极,Fe、Zn比Cu难于得到电子,因此不能在阴极析出,最终留在溶液中;Cu比Ag、Au活泼,故Ag、Au在阳极比Cu难于失去电子,因此不能溶解进入溶液,最终以阳极泥的形式沉淀出来,据此分析即可解答。
易错点一:金属的电化学腐蚀与防护
【易错题典例】如图所示,各烧杯中均盛有海水,铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为( )
A.②①③④ B.④③①② C.④②①③ D.③②④① 【答案】A
【错因分析】考查了金属的腐蚀与防护,易错点是不同条件下金属腐蚀的快慢判断,结合原
电池原理和电解原理,常见金属腐蚀情况为电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护腐蚀措施的腐蚀;另外根据原电池工作原理判断原电池的正负极
及依据电解原理判断阴阳也是此类题的难点、易错点。
【解题指导】明确金属的腐蚀原理,应先判断装置是原电池还是电解池,再根据原电池正负
极腐蚀的快慢和电解池的阴阳极腐蚀快慢来比较,从而确定腐蚀快慢顺序,具体判断金属腐蚀快慢的规律:
①电解原理引起的腐蚀(做阳极)>原电池原理引起的腐蚀(做负极)>化学腐蚀>有防护腐
蚀措施的腐蚀(做正极)>有防护腐蚀措施的腐蚀(做阴极);②同种金属的腐蚀在强电解质中>弱电解质中>非电解质中;③活泼性不同的两金属组成原电池,活泼性差别越大,腐蚀越快;④对同一电解质溶液来说,电解质溶液浓度越大,腐蚀越快。
易错点二:金属腐蚀的化学原理
【易错题典例】如图是三种酸对Fe-Cr合金随Cr含量变化的腐蚀性实验结果,下列有关说
法正确的是( )
A.稀硫酸对Fe-Cr合金的腐蚀性比稀硝酸和稀盐酸都强
B.随着Fe含量的增加,Fe-Cr合金在5%HNO3中的耐腐蚀性越来越弱
C.Cr含量等于13%时,三种酸对Fe-Cr合金的腐蚀速率由快到慢的顺序为H2SO4>HCl>HNO3
D.Cr含量小于13%时,因为三种酸中硫酸的氢离子浓度最大,所以对Fe-Cr合金的腐蚀性最强 【答案】B