高二化学金属的电化学腐蚀与防护

高二化学金属的电化学腐蚀与防护内容摘要：

(2)C为 ________极，试管里收集到___________________________________________； D为 ________极，试管里收集到___________________________________________。 (3)C极的电极反应式是___________________________________________。 (4)在电解过程中，测得了 C、 D两极上产生的气体的实验数据如下： 时间 /min 1 2 3 4 5 阴极生成气体体积 /cm3 6 12 20 29 39 阳极生成气体体积 /cm3 2 4 7 11 16 时间 /min 6 7 8 9 10 阴极生成气体体积 /cm3 49 59 69 79 89 阳极生成气体体积 /cm3 21 26 31 36 41 仔细分析以上实验数据，请说出可能的原因是_____________________。 (5)当反应进行一段时间后， A、 B两电极附近溶液的 pH________(填 “增大 ”、 “减小 ”或 “不变 ”)。 (6)当电路中通过 mol电子时， B电极上沉积金属 X为 g，则此金属的摩尔质量为____________。 解析： (1)接通电源， X沉积于 B极，说明 B为阴极，则 A为阳极，故 q为负极， p为正极， A上发生氧化反应。 (2)H2SO4电解池中， C为阳极，此试管内得 O2， D为阴极，此试管内得 H2。 (4)C、 D两极所得 O H2体积比应该为 1∶ 2，但实验数据由 1∶ 3随时间变化而增大，到达 10分钟时约为 1∶ 2，因为开始 O2溶解的缘故。 (5)A极： X－ 2e－ ===X2＋ ， B极： X2＋ ＋ 2e－ ===X，两极附近 pH不变。 (6)设 X的摩尔质量为 M g/mol，则 X2＋ ＋ 2e－ === X 2 mol M g 0． 004 mol g，得 M＝ 64。 答案： (1)正 氧化 (2)阳 氧气 阴 氢气 (3)4OH－ － 4e－ ===O2↑＋ 2H2O (4)开始 O2溶解没有达饱和，一段时间后达到饱和 (5)不变 (6)64 gmol－ 1 电解类型及有关计算 1．以惰性电极电解电解质溶液的类型 电解池中有关量的计算或判断主要包括以下几方面：根据直流电源提供的电量求产物的量 (析出固体的质量、产生气体的体积等 )、溶液的 pH、相对原子质量或某元素的化合价、化学式等。 解题依据是得失电子守恒，有如下解题方法： (1)根据电子守恒法计算： 用于串联电路、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)根据总反应式计算： 先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式计算。 (3)根据关系式计算： 根据得失电子守恒关系，在已知量与未知量之间，建立计算所需的关系式。 【 特别提醒 】 H＋ 放电，则阴极区c(OH－ )增大；若阳极为 OH－ 放电，则阳极区 c(H＋ )增大；若阴极、阳极同时有 H＋ 、 OH－ 放电，相当于电解水，电解质溶液浓度增大。 2．用惰性电极电解电解质溶液时，若要使电解后的溶液恢复到原状态，应遵循 “缺什么加什么，缺多少加多少 ”的原则，一般加入阴极产物与阳极产物的化合物。 3．电解过程中产生的 H＋ 或 OH－ ，其物质的量等于转移电子的物质的量。 (2020年汕头统考 )如下图所示，若电解 5 min时，测得铜电极的质量增加 g。 试回答： 例 2 (1)电源中 X极是 ________(填 “正 ”或 “负 ”)极。 (2)通电 5 min时， B中共收集到 224 mL(标准状况 )气体，溶液体积为 200 mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计 )，则通电前 c(CuSO4)＝ ________。 (3)若 A中 KCl溶液的体积也是 200 mL，则电解后溶液的 pH＝ ________。 【 解析 】 (1)铜极增重，说明银在铜极析出，则铜极为阴极， X为负极。 (2)C中铜极增重 g，即析出 mol Ag，电路中通过 mol电子。 由 4e－ ～ O2，可知 B中产生的 O2只有 mol，即 112 mL。 但 B中共收集到224 mL气体，说明还有 112 mL是 H2，即 Cu2＋ 全部在阴极放电后， H＋ 接着放电产生了 112 mL H2，则通过 mol电子时， Cu2＋ 已被电解完。 由 2e－ ～ Cu，可知 n(Cu2＋ )＝ mol，则：c(CuSO4)＝ mol247。 L＝ molL－ 1。 (3)由 4e－ ～ 4OH－ 知， A。