7.5电解池+钢铁腐蚀防腐 同步导学案（含答案）

电解池+钢铁腐蚀防腐(含答案)
本节内容
随着人们环保意识的增强，电动自行车已成为城市居民首选的交通工具。电动自行车用的电池主要是铅蓄电池。你知道此种电池的工作原理吗？
(一)电解与电解池
1．电解
使直流电通过电解质溶液而发生氧化还原反应的过程叫做电解。
2．电解池
(1)定义：把电能转变为化学能的装置叫电解池。
(2)构造（如右图所示）
(3)阴、阳极的判断

(4)电解时电极产物的判断
①阳极产物的判断
首先看电极，如果是活性电极（金属活动性顺序中Ag以前），则电极材料失电子，电极被溶解，溶液中的阴离子不能失电子；如果是惰性电极(Pt、Au、石墨)，则要看溶液中离子的失电子能力，此时根据阴离子放电顺序加以判断，阴离子放电顺序：S2- >I- >Br - >Cl- >OH->含氧酸根。
②阴极产物的判断
直接根据阳离子放电顺序进行判断，阳离子放电顺序与金属活动顺序相反，其中Cu2+ 【注意】(1)电解质溶液的导电过程，就是该溶液的电解过程。
(2)电解质溶液的导电，是化学变化。
(3)将电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。
(4)电解池的阴、阳极取决于外接电源的正、负极，与电极材料的金属活动性无关。
3．电解氯化铜溶液
CuCl2 → Cu2+ + 2Cl H2OH+ + OH-
阴极反应：Cu2+ + 2e → Cu 还原反应
阳极反应：2Cl- －2e → Cl2↑ 氧化反应
反应的化学方程式：CuCl2Cu + Cl2↑
4．离子放电顺序
以石墨或铂等作为惰性电极，同浓度阳离子放电顺序为：
K+ Na+ Mg2+ Al3+ Zn2+ Fe2+ Pb2+ H+ Cu2+ Ag+
增强
阴离子放电顺序：
F- SO42- NO3- OH- Cl- Br- I- S2-
增强
(二)电解原理的应用——氯碱工业
1．食盐水的精制
2．主要生产过程
3．电极反应
阳极：①2Cl- － 2e- → Cl2↑。
阴极：②2H+ + 2e- → H2↑。
总反应：2NaCl+2H2O2HaOH + Cl2↑+ H2↑
典型例题
【例1】电解硫酸铜溶液时，为了达到如下要求：①阳极质量减小②阴极质量增加③电解液中Cu2+离子浓度不变。应选用 ( )
(A)石墨作阴、阳极 (B)石墨作阳极，铁作阴极
(C)锌作阳极，铜作阴极 (D)铜作阳极，铁作阴极
【分析】电解时，金属作阳极，阳极质量减少，因为金属易失去电子。阴极电极材料可以是金属或非金属。题中要求溶液中Cu2+浓度不变．C选项中Zn作阳极时，溶液中Cu2+比Zn2+易获得电子，使溶液中c(Cu2+)减小。A、B选项中，不符合要求的都是阳极材料不是金属。
【答案】D
【例2】如右图所示，E是用饱和NaCl溶液和品红试液混合后湿润过的滤纸，用石墨作电极，通电后发现乙周围滤纸褪为无色，则下列判断正确的是 ( )
( A)b是阳极，a是阴极 (B)a是正极，b是负极
(C)乙是正极，甲是负极 (D)乙是阳极，甲是阴极
【分析】本题仍然是考查电解饱和食盐水的知识。乙周围的滤纸褪色，说明乙周围产生的是氯气，乙是阳极，b是正极。
【答案】D
【例3】右图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关的判断正确的是 ( )
(A)a为负极、b为正极
(B)a为阳极、b为阴极
(C)电解过程中，d电极质量增加
(D)电解过程，氯离子浓度不变
【分析】 由图中标出的电流方向，可知直流电源的a极为正极，b极为负极。推知电解池的c极为阳极，d极为阴极。因此A与B都是错误的答案。
电解中，d极（阴极）：Cu2+ + 2e- → Cu
所以d极质量增加。Cl-在c极(阳极)上放电，其离子浓度减小。
【答案】C
【例4】下图中能验证氯化钠溶液（含酚酞）电解产物的装置是 （ ）
【分析】饱和食盐水电解反应：
2NaCl + 2H2O2NaOH + H2↑+ Cl2↑
（阴极区）（阴极）（阳极）
检验产物H2，应该用向下排气法收集；检验产物Cl2，应该用碘化钾淀粉溶液。据此可否定A和B。
由图中标出的电子流动的方向，可知D项中直流电源左端为负极，右端为正极。再推知U形管左端电极为阴极（产生H2）；右端为阳极，产生氯气，通入碘化钾淀粉溶液变蓝。
【答案】D
【例5】当电解饱和食盐水时，如果有0.4 mol电子发生转移，在标准状况下产生气体的总体积是( )
(A)2.24 L (B)4. 48 L (C)44.8 L (D)8. 96 L
【分析】 电解饱和食盐水的化学方程式与电子转移的情况是：
2NaCl + 2H2O2NaOH + H2↑+ Cl2↑
NaCl中的Cl转移2e到H2O的H，0.4 mol电子发生转移，产生气体共0.4 mol，即8.96L（标准状况）。
【答案】D
【例6】工业上采用隔膜法电解槽电解饱和食盐水，其原理如图(X、Y为电极)。
(1)下列有关判断错误的是 ( )
(A)X的电极材料可以为铁
(B)Y的电极材料为石墨
(C)X极附近先出现红色
(D)X极上产生有刺激性气味的气体
(2)写出电解反应的化学方程式为 ，石棉隔膜的作用是 。
(3)加入U形管的食盐水需经精制，加入试剂为：
a．盐酸 b．氢氧化钠 c．氯化钡 d．碳酸钠
加入的先后顺序正确的是
( A)b、c、d、a (B)c、b、d、a (C)d、b、c、a (D)a、b、c、d
【分析】电解饱和食盐水时，阴极材料可以是铁，阳极材料应是惰性电极石墨。有刺激性气味的氯气应在阳极上产生。精制食盐水时，应注意所加试剂的顺序是：氯化钡要加在碳酸钠之前，盐酸在最后。
【答案】(1)D (2)2NaCl + 2H2O2NaOH + H2↑+ Cl2↑，防止阳极产生的氯气与阴极附近的氢氧化钠反应，使产品烧碱不纯；防止阴、阳极上产生的氢气和氯气相混，发生爆炸。 (3) AB
课堂练习
1．某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是 ( )
(A)a为正极，b为负极；NaClO和NaCl
(B)a为负极．b为正极；NaClO和NaCl
(C)a为阳极，b为阴极；NaClO和NaCl
(D)a为阴极，b为阳极；NaClO和NaCl
【分析】电源的电极名称应为正、负极，所以选项C、D肯定不正确。用惰性电极电解饱和氯化钠溶液，溶液中含有Na+、H+、Cl- 、OH- (H2OH+ + OH-）。阳极上Cl-优先于OH-放电：2Cl- －2e → Cl2↑，阴极上H+ 优先于Na+ 放电：2H+ + 2e → H2↑，由于溶液中离子迁移速率很慢，阴极附近集中了较多OH-。观察图可知，只有使Cl2在下面的电极（作阳极）上产生，产生的Cl2在上移过程中必与阴极附近的OH-作用，产生消毒作用的NaClO，阴极上产生的氢气从上部管子排出。若反过来，将有Cl2排出，不但污染环境，而且得不到含NaClO的消毒液。所以b为正极，a为负极。发生的反应：
2NaCl+ 2H2OH2↑+ Cl2↑+ 2NaOH
Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O
可见，消毒液的成分是NaClO和NaCl。
【答案】B
2．电解氯化铜溶液时，实验测得其溶液的pH变化如图所示。下列有关说法中不正确的是 ( )
(A)电解氯化铜溶液的方程式为：CuCl2Cu + Cl2↑
(B)在电解过程中，溶液中H+浓度逐渐减小
(C)随着电解的进行，溶液中Cu2+浓度逐渐减小，由Cu2+水解产生的H+越来越小
(D)电解时阳极上产生的氯气溶于水，生成HClO和HCl，使氢离子浓度增大pH变小
【分析】从图可知，随着电解的进行，溶液的pH值在0～15 t内不断减小，即氢离子浓度不断增大。
【答案】B
3．将质量分数为0.052(5.2%)的NaOH溶液1 L(p=1. 06 g/cm)用铂电极电解。当溶液中NaOH的质量改变了0.010(1. 0%)时停止电解，则此时溶液中应符合的关系是 ( )
NaOH的质量分数
阳极析出物(g)
阴极析出物(g)
(A)
0. 062(6. 2%)
150
21
(B)
0. 062(6. 2%)
152
19
(C)
0. 042(4. 2%)
1.2
9.4
(D)
0. 042(4. 2%)
9.4
1.2
【分析】用铂电极电解NaOH溶液，实质上是电解水：
2H2OH2↑+ O2↑
由于水被电解，所以NaOH溶液的质量分数将增大，变为0.062，所以可以否定C和D。
设电解后NaOH溶液的质量为x g。
1. 06 ×1 000×5.2% = x·6.2%
x = 889
被电解的水的质量：
1. 06×1 000 g－889 g = 171 g
阳极生成O2的质量：
171 g× = 152 g
阴极生成H2的质量：171 g－152 g=19 g。
【答案】B
4．实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气，已知铅蓄电池放电时发生如下反应：
负极：Pb－2e + SO42- → PbSO4
正极：PbO2 + 4H+ +SO42- + 2e → PbSO4 + 2H2O
今若制得Cl2为0.050 mol，这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是 ( )
(A)0. 025 mol (B)0. 05 mol (C)0.1 mol (D)0.2 mol
【分析】 2NaCl+2H2ONaOH + Cl2↑+ H2↑ NaCl中Cl转移2e到H2O中的H
每生成Cl2 0.05 mol，导线中通过电子数为0.05 mol×2=0.1 mol。
将题中电极反应式归并成化学方程式：
Pb + PbO2 + 2H2SO42PbSO4 + 2H2O
每转移2 mol电子，消耗2mol H2SO4，所以转移0.1 mol电子，消耗0.1mol H2SO4。
【答案】C
5．氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下：
依据上图，完成下列填空：
(1)在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生反应的化学方程式为 ，与电源负极相连的电极附近，溶液pH值 （选填“不变”、“升高”或“下降”）。
(2)工业食盐含Ca2+、Mg+等杂质。精制过程中发生反应的离子方程式为 。
(3)如果粗盐中SO42-含量较高，必须添加钡试剂除去SO42-该钡试剂可以是 （选填a、b、c）。
a．Ba(OH)2 b．Ba(NO3)2 c．BaCl2
(4)为有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-，加入试剂的合理顺序为___________（选填a、b、c）。
a．先加NaOH，后加Na2CO3，再加钡试剂
b．先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3
c．先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3
(5)脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过 、冷却、 （填写操作名称）除去NaCl。
(6)在隔膜法电解食盐水时，电解槽分隔为阳极区和阴极区，防止Cl2与NaOH反应；采用无隔膜电解冷的食盐水时，Cl2与NaOH充分接触，产物仅是NaClO和H2，相应的化学方程式为 。
【分析】电解饱和食盐水，与电源正极相连的是电解池的阳极，发生氧化反应，其电极反应式应为2Cl- －2e → Cl2↑。与电源负极相连的是电解池的阴极，发生还原反应，其电极反应式为2H+ + 2e → H2↑。由于H+ 在阴极上得到电子生成氢气，促使水不断电离出H+ 和OH-，H+又在阴极上得到电子生成氢气，结果阴极附近溶液里c(OH-)>c(H+)，因而在阴极附近形成了氢氧化钠溶液，pH值升高。其电解的总化学方程式为2 NaCl + 2H2OH2↑+ Cl2↑+ 2NaOH。在精制食盗水时，加入Na2CO3和NaOH分别与Mg2+和Ca2+反应，其离子方程式分别为：Ca2+ + CO32- → CaCO3↓，Mg2+ + 2OH- → Mg(OH)2↓。精制时所加的试剂最好不要引入新的杂质离子，所以除SO42- 离子时选用的可以是Ba(OH)2或BaCl2。为了保证把溶液中的杂质离子除净，所加试剂都是过量的，因此应注意Na2CO3应加在含钡试剂的后面，这样过量的Ba2+可以用CO32-除去。
【答案】 (1)2Cl- － 2e → Cl2↑；升高
(2) Ca2+ + CO32- → CaCO3↓；Mg2+ + 2OH- → Mg(OH)2↓
(3)a、c (4)b；c (5)蒸发；过滤
(6)2NaCl + 2H2OH2↑+ Cl2↑+ 2NaOH，Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O(或NaCl + H2O) NaClO + H2↑
6．电解原理在化学工业中有广泛应用。下图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：
(1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液。则：
①电解池中X极上的电极反应式为 。
在X极附近观察到的现象是 。
②Y电极上电极反应式为 ，检验该电极反应产物的方法是 。
(2)如要用电解方法精炼铜，电解液a选用CuSO4溶液，则：
①X电极的材料是 ，电极反应式为 。
②Y电极的材料是 ，电极反应式为 。
【分析】X极与电源的负极相连，是电解池的阴极。Y极与电源的正极相连，是电解池的阳极。
【答案】(1)2H + 2e → H2↑；X极上有气泡逸出，X极周围溶液由无色变红色；2Cl- －2e → Cl2↑；把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色。
(2)纯铜（精铜）；Cu2+ + 2e → Cu；粗铜；Cu －2e → Cu2+。
7．某学生试图用电解法根据电极上析出物质的质量来验证阿伏加德罗常数，其实验的要点为：用直流电电解氯化铜溶液，所用仪器如图；在电流强度为l A，通电时间为t s后，精确测得某电极上析出的铜为mg。试回答：
(1)连接这些仪器的正确顺序为（用图中标注仪器的英文字母表示，下同）：E接 ，C接_______， ________接F。实验线路中电流方向为：______→______→______→C______→______
(2)写出B极上发生反应的电极反应式：__________________。
G试管中淀粉KI溶液变化的现象为 ，相应的离子方程式是 。
(3)为精确测定电极上析出铜的质量，所需的实验步骤的先后顺序应是________。
①称量电解前电极质量 ②刮下电解后电极上的铜并清洗
③用蒸馏水清洗电解后电极 ④低温烘干电极后称量
⑤低温烘干刮下的铜后称量 ⑥再次低温烘干称量至恒重
(4)已知电子的电量为1.6×10-19C，试列出阿伏加德罗常数的计算表达式
【分析】这是一道物理与化学的综合题。其实验原理是通过测定电流强度与通电时间，求出电量= It。再根据析出金属铜的质量，计算出电路中通过的电子数，而电子数与每个电子电量的乘积就是实验中测出的电量。 (1)连接电路：E为蓄电池的负极，应连接电流表的D(－)。电解池的右方有支管通入溶液，所以右边的电极B产生氯气为阳极，左边的电极A为阴极。将电流表C(+)连接A，B连接F(整个装置是串联)。
(2)B极为阳极：2Cl- －2e → Cl2↑
(3)为了称量出实验中生成铜的质量，必须先称出原铜片的质量。电解后先用水洗净电极上的电解质，再小心烘干，然后称出质量，并再次烘干称量到恒重。
(4)I t = ×2×NA×1.6×10-19
【答案】 (1)E接D、C接A、B接F。F→B→A→C→D→E。
(2) 2Cl- －2e → Cl2↑ 溶液颜色变为蓝色
Cl2 +2I- → 2Cl- +I2
(3)①、③、④、⑥
(4)NA =×mol-1
8．取一张用饱和NaCl溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源，一段时间后，发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圆为白色，外圈呈浅红色。则下列说法错误的是 ( )
(A)b电极是阴极 (B)a电极与电源的正极相连接
(C)电解过程中，水是氧化剂 (D)b电极附近溶液的pH变小
【分析】根据题意，a电极应产生Cl2，为阳极，与电源正极相连，则b为阴极。D项中b电极上H+放电，附近OH-浓度增大，pH变大。
【答案】D
9．如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁锈蚀的影响因素，某同学做了如下探究实验：
序号
内容
实验现象
1
常温下将铁丝放在干燥的空气中一个月
干燥的铁丝表面依然光亮
2
常温下将铁丝放在潮湿的空气中一小时
铁丝表面依然光亮
3
常温下将铁丝放在潮湿的空气中一个月
铁丝表面已变得灰暗
4
将潮湿的铁丝放在常温的氧气流中一小时
铁丝表面略显灰暗
5
将潮湿的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时
铁丝表面已变得灰暗
6
将浸过氯化钠溶液的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时
铁丝表面灰暗程度比实验5严重
回答以下问题：
(1)上述实验中发生了电化学腐蚀的是（填实验序号） ；在电化学腐蚀中，负极反应是 ；正极反应是___________；
(2)由该实验可知，可以影响铁锈蚀速率的因素是___________；
(3)为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是 （答两种方法）。
【分析】由实验现象（铁丝表面变灰暗）得出发生了电化学腐蚀的实验为3、4、5、6，负极Fe失电子变成Fe3+被腐蚀，正极均为O2放电。从能否构成原电池的条件等方面来回答问题(2)。从改变物质的内部结构方面，从覆盖保护层、原电池原理等方面进行思考来回答问题(3)。
【答案】(1)3、4、5、6
Fe－2e- → Fe2+（或2Fe－4e- → 2Fe2+）
2 H2O + O2 + 4e- → 4OH-
(2)湿度、温度、O2的浓度、电解质存在
(3)电镀、发蓝等表面覆盖保护层，牺牲阳极的阴极保护法等
易错题点拨
本节知识在理解与运用中常见的错误是：
1．不理解电解、电解质、电解池的概念；
2．不清楚电解池工作原理；
3．不能正确判断电解池阴阳极及各极上的反应。
10．下列能用电解原理说明的问题是 ( )
①电解是电能转变成化学能 ②电解是化学能转变成电能 ③电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化 ④不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现 ⑤任何溶液被电解时，必将导致氧化还原反应的发生
(A)①②③④ (B)② (C)③④ (D)①③④⑤
【错解】B
【错解分析】电解必须通直流电于电解质溶液或熔融的电解质才能在两极上发生氧化还原反应。电解是把电能转变成化学能，电解不是自发的氧化还原反应。
电解质溶液导电，是由于溶液中的阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，离子定向移动是化学变化。而金属导电是自由电子定向移动，属于物理变化。
【正解】D
11．电解池中发生氧化反应的是 ( )
(A)正极 (B)负极 (C)阳极 (D)阴极
【错解】A
【错解分析】(1)电解池主要由电源、两个电极和电解质溶液三部分组成。构成电极的材料可以是石墨（惰性材料）或金属材料等。
(2)与电源正极相连接的极称为阳极，与电源负极相连接的极称为阴极。
(3)阳极上发生的是氧化反应，例如，2Cl-－2e →Cl2↑。阴极上发生的是还原反应，例如2H++2e→H2↑，Cu2+ + 2e→Cu。
用惰性材料作阳极时，是电解质中的离子发生氧化反应。
【正解】C
解决疑难问题
一、电离与电解的比较
电离
电解
条件
水分子作用或受热熔化
直流电源
过程
电解质离解成自由移动的离子。如：CuCl2 → Cu2+ + 2Cl-
阴、阳离子定向移动，在两极发生氧化或还原反应。如：
CuCl2 Cu + Cl2↑
(阴极) (阳极)
特点
只产生自由移动的离子
发生氧化、还原反应，生成新物质
联系
电解必须在电离的基础上进行
二、电解池与原电池的比较
装置
电解池
原电池
特征
有外接电源
无处接电源，本身形成电源
原理
使电流通过电解质溶液，在阴、阳两极发生氧化还原反应
使氧化还原反应中的电子作定向移动，从而产生电池
装置
电解池
原电池
形成条件
①有外接直流电源；
②两极均为导体；
③某种电解质溶液（或熔融液）。
①两极。金属活动性不同；
②适当的电解质溶液；
③形成闭合回路；
④有自发氧化还原反应。
电极名称
阴、阳两极由外电源决定。
阴极：与电源负极相连的电极。
阳极：与电源正极相连的电极。
正、负两极由电极材料决定。
负极：通常由较活泼的金属作电极材料。
正极：通常由较不活泼的金属或能导电的非金属作电极材料。
电极反应
阴极：阳离子得到电子被还原。
阳极：金属原子失去电子或阴离子失去电子被氧化。
负极：金属原子失去电子，被氧化。
正极：阳离子得到电子，被还原。
电子流向
电子由电源负极流向阴极，再由阳极流回电源的正极。
电子从负极经外电路流向正极。
能量转化
电能转化为化学能。
化学能转化为电能。
举例
石墨电极电解CuCl2溶液。
阳极：2Cl-－2e → Cl2↑
阴极：Cu2+ + 2e → Cu
CuCl2Cu + Cl2↑
Cu－Zn，稀硫酸原电池。
负极：Zn－2e → Zn2+
正极：2H+ + 2e → H2↑
Zn + 2H+ → Zn2+ + H2↑
应用
氯碱工业、电镀、电冶、电解精炼
金属的防腐
三、电极反应及电极产物的判断规律
1．阴极反应：
溶液中较易得电子的阳离子在阴极上得电子而被还原。
在阴极离子得电子的难易顺序为：K+< Ca2+< Na+ 2．阳极反应：
若是活性电极，电极参与反应被氧化。若是惰性电极，电极不参与反应，溶液中较易失电子的阴离子在阳极上失电子而被氧化。
在阳极，阴离子失电子的难易顺序为：最高含氧酸根 所谓惰性电极是指石墨、铂、金等不会参与电极反应的电极。
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钢铁的电化学腐蚀
1．吸氧腐蚀
钢铁在干燥的空气里可以长时间不受腐蚀，但在潮湿的空气里，钢铁表面会吸附水汽形成一薄层水膜，使钢铁很快地发生电化学腐蚀。
由于空气中存在氧气和二氧化碳．当水膜中溶有二氧化碳后就可起电解质溶液的作用。钢铁中一般都含有炭，于是构成了铁为负极、炭为正极、水膜为电解质溶液的很多微小原电池。
在负极发生的电极反应是：
Fe－2e → Fe2+（氧化反应）
在正极发生的反应有两种，如果水膜的酸性很弱或者呈中性，就由溶解在水膜里的氧气作为氧化剂，它在正极上发生电极反应是：
O2 + 2H2O + 4e → 4OH-（还原反应）
这种腐蚀称为吸氧腐蚀。钢铁等金属的腐蚀主要是吸氧腐蚀。
2．析氢腐蚀
如果在水膜里溶解了较多的酸性气体，如二氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物等，水膜里的H+浓度较大，水膜的酸性较强，这时就由H+作为氧化剂，它在正极发生的电极反应是：
2H+ + 2e → H2↑（还原反应）
这种腐蚀称为析氢腐蚀。
目前，最常用的防护方法是在钢铁表面覆盖保护层，从而隔绝空气与钢铁的接触。另外，在钢铁中加入其他成分来改变钢铁的内部结构，增强钢铁抗腐蚀的能力。此外，还有运用原电池的电化学原理来保护金属的方法，这类方法称为电化学保护法。例如，对钢铁闸门和轮船船壳的防护，经常用一种比铁还原性更强的金属（如锌）与钢铁相连接，这种还原性更强的金属在原电池中作为负极，从而对钢铁起了保护的作用。这种方法，由于用了一种金属代替铁来发生氧化反应，在电化学中又常把发生氧化反应的电极称为阳极，所以通常又叫做牺牲阳极法。除此以外，根据电化学原理，也可以把钢铁制件（如图中的钢闸门）与外加电源的负极相连，使钢铁不易发生氧化反应从而保护钢铁不易腐蚀，这种方法通常称为外加电流的阴极保护法。
课后作业
1．下列装置中，属于电解池的是（ ）
2．下列说法中正确的是 ( )
(A)电解池中，与电源正极相连的是阴极 (B)电解反应时，阴极发生氧化反应
(C)电解过程中化学能转变为电能 (D)电解反应时，阳极发生氧化反应
3．以石墨为电极，电解下列物质的溶液，阴极上产生氢气、阳极上产生氧气的是 ( )
(A) CuSO4 (B) NaCl (C) NaOH (D) HCl
4．在实验室用电解饱和食盐水的方法来制取烧碱、氯气和氢气，下列叙述中正确的是 ( )
(A)铁棒为阳极，石墨棒为阴极 (B)阳极发生还原反应
(C)在阳极产生氢气 (D)在阴极区滴入酚酞试液时，溶液变红色
5．用石墨作电极，电解CuCl2和NaCl的混合溶液，阴极和阳极上分别析出物质是 ( )
(A) H2和Cl2 (B) Cu和Cl2 (C) H2和O2 (D) Cu和O2
6．用惰性材料作电极电解饱和氯化铜溶液，在阴极附近溶液颜色 ，阴极表面________。阳极用湿润淀粉碘化钾试纸检验，试纸颜色 。写出两极上发生反应的电极反应式：阴极__________，发生 反应；阳极____________，发生 反应。总的化学方程式为___________________________。
7．电解氯化铜溶液时，当发生0.5 mol电子转移时，在阴极析出铜 g，在阳极生成氯气 L（标准状况）。
8．氯碱工业中电解饱和食盐水的两电极材料，分别是铁丝网及金属钛（或石墨），回答：
(1)铁丝网作（填“阴极”或“阳极”） ，为什么不能作另一种电极的原因：
。
(2)电解槽的阴极室或阳极室用隔膜（或阳离子交换膜）分隔开的原因：
。
(3)一定要将食盐水精制后才能进行电解的原因： 。
(4)粗食盐溶液中主要含有Ca2+，Mg2+和SO42-等杂质离子，选用哪些试剂可以将三种杂质离子沉淀，写出 选用试剂的名称及相应的离子方程式。①除SO42 。
②除Mg2+ 。
③除Ca2+ 。
(5)为了除尽食盐水中的Ca2+、Mg2+和SO42-离子，必须考虑添加试剂的顺序。现有试剂①Na2CO3溶液、② 盐酸、③BaCl2溶液、④NaOH溶液，还有一个必须的操作⑤过滤。请按正确顺序排列(用①～⑤表示)是
。
(6)若电解100 mL NaCl溶液时，生成气体总体积0.224 L，则：
①电路中通过电子的物质的量为 。
②生成溶液(溶液体积仍为100 mL)的pH为__________。
9．用石墨电极电解500 mL饱和食盐水，从阴极得到的气体的体积为56 mL（标准状况）时，求电解后溶液（体积保持不变）的pH为多少？
课后作业答案
1．C 2．D 3．C 4．D 5．B
6．变浅 有红色铜析出 变蓝 Cu2+ +2e → Cu 还原2Cl-－2e→ Cl2↑ 氧化CuCl2Cu + Cl2↑
7．16 5.6
8．(1)阴极 铁丝网作阳极，铁本身发生失电子的氧化反应
(2)防止阳极产生的Cl2与阴极产生的H2混合后发生爆炸；防止Cl2跟阴极的NaOH发生反应生成NaClO，影响烧碱的质量与产量。
(3)防止杂质混入产品影响质量；防止生成Mg(OH)2等沉淀阻塞隔膜，影响正常的电解。
(4)①氯化钡溶液Ba2+ +SO42- → BaSO4↓ ②氢氧化钠溶液Mg2+ + 2OH- → Mg(OH)2↓ ③碳酸钠溶液 Ca2+ + CO32- → CaCO3↓ (5)③、④(或④、③)、①、⑤、②
(6)①0.01 mol ②13
9．pH=12