高考化學(xué)58個(gè)考點(diǎn)精講考點(diǎn)40電解原理及應(yīng)用

1、考點(diǎn)40電解原理及應(yīng)用1復(fù)習(xí)重點(diǎn)1電解原理及其應(yīng)用，放電順序，電極反應(yīng)式的書寫及有關(guān)計(jì)算；2氯堿工業(yè)。2難點(diǎn)聚焦一、理解掌握電解池的構(gòu)成條件和工作原理電解池有外接電源兩個(gè)電極；有外接電源；有電解質(zhì)溶液陰極：與電源負(fù)極相連陽極：與電源正極相連陰極：本身不反應(yīng)，溶液中陽離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)。陽極：發(fā)生氧化反應(yīng)，若是惰性中極，則是溶液中陰離子失電子；若是非惰性電極，則電極本身失電子電源負(fù)極陰極，陽極電源正極電能化學(xué)能二、掌握電解反應(yīng)產(chǎn)物及電解時(shí)溶液pH值的變化規(guī)律及有關(guān)電化學(xué)的計(jì)算1、要判斷電解產(chǎn)物是什么，必須理解溶液中離子放電順序陰極放電的總是溶液中的陽離子，與電極材料無關(guān)。放電順序是K+、Ca

2、2+、Na+、Mg2+、Al3+、Zn2+、Fe2+(H+)、Cu2+、Hg2+、Ag+、Au3+ 放電由難到易陽極：若是惰性電極作陽極，溶液中的陰離子放電，放電順序是S2-、I-、Br-、Cl-、OH-、含氧酸根離子(NO3-、SO42-、CO32-)、F-失電子由易到難若是非惰性電極作陽極，則是電極本身失電子。要明確溶液中陰陽離子的放電順序，有時(shí)還需兼顧到溶液的離子濃度。如果離子濃度相差十分懸殊的情況下，離子濃度大的有可能先放電。如理論上H+的放電能力大于Fe2+、Zn2+，但在電解濃度大的硫酸亞鐵或硫酸鋅溶液時(shí)，由于溶液Fe2+或Zn2+H+，則先在陰極上放電的是Fe2+或Zn2+，因此

3、，陰極上的主要產(chǎn)物則為Fe和Zn。但在水溶液中，Al3+、Mg2+、Na+等是不會(huì)在陰極上放電的。2、電解時(shí)溶液pH值的變化規(guī)律電解質(zhì)溶液在電解過程中，有時(shí)溶液pH值會(huì)發(fā)生變化。判斷電解質(zhì)溶液的pH值變化，有時(shí)可以從電解產(chǎn)物上去看。若電解時(shí)陰極上產(chǎn)生H2，陽極上無O2產(chǎn)生，電解后溶液pH值增大；若陰極上無H2，陽極上產(chǎn)生O2，則電解后溶液pH值減??；若陰極上有H2，陽極上有O2，且，則有三種情況：a 如果原溶液為中性溶液，則電解后pH值不變；b 如果原溶液是酸溶液，則pH值變??；c 如果原溶液為堿溶液，則pH值變大；若陰極上無H2，陽極上無O2產(chǎn)生，電解后溶液的pH可能也會(huì)發(fā)生變化。如電解Cu

4、Cl2溶液（CuCl2溶液由于Cu2+水解顯酸性），一旦CuCl2全部電解完，pH值會(huì)變大，成中性溶液。3、進(jìn)行有關(guān)電化學(xué)計(jì)算，如計(jì)算電極析出產(chǎn)物的質(zhì)量或質(zhì)量比，溶液pH值或推斷金屬原子量等時(shí)，一定要緊緊抓住陰陽極或正負(fù)極等電極反應(yīng)中得失電子數(shù)相等這一規(guī)律。三、理解金屬腐蝕的本質(zhì)及不同情況，了解用電化學(xué)原理在實(shí)際生活生產(chǎn)中的應(yīng)電解原理的應(yīng)用（1）制取物質(zhì)：例如用電解飽和食鹽水溶液可制取氫氣、氯氣和燒堿。（2）電鍍：應(yīng)用電解原理，在某些金屬或非金屬表面鍍上一薄層其它金屬或合金的過程。電鍍時(shí)，鍍件作陰極，鍍層金屬作陽極，選擇含有鍍層金屬陽離子的鹽溶液為電解質(zhì)溶液。電鍍過程中該金屬陽離子濃度不變。（

5、3）精煉銅：以精銅作陰極，粗銅作陽極，以硫酸銅為電解質(zhì)溶液，陽極粗銅溶解，陰極析出銅，溶液中Cu2+濃度減?。?）電冶活潑金屬：電解熔融狀態(tài)的Al2O3、MgCl2、NaCl可得到金屬單質(zhì)。3例題精講例1某學(xué)生試圖用電解法根據(jù)電極上析出物質(zhì)的質(zhì)量來驗(yàn)證阿伏加德羅常數(shù)值，其實(shí)驗(yàn)方案的要點(diǎn)為：用直流電電解氯化銅溶液，所用儀器如圖241。強(qiáng)度為I A，通電時(shí)間為t s后，精確測得某電極上析出的銅的質(zhì)量為m g。圖241試回答：(1)這些儀器的正確連接順序?yàn)?用圖中標(biāo)注儀器接線柱的英文字母表示，下同)E接_，C接_，_接F。實(shí)驗(yàn)線路中的電流方向?yàn)開C_(2)寫出B電極上發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_，G試管中

6、淀粉KI溶液變化的現(xiàn)象為_，相應(yīng)的離子方程式是_。(3)為精確測定電極上析出銅的質(zhì)量，所必需的實(shí)驗(yàn)步驟的先后順序是_。稱量電解前電極質(zhì)量 刮下電解后電極上的銅并清洗 用蒸餾水清洗電解后電極 低溫烘干電極后稱量 低溫烘干刮下的銅后稱量 再次低溫烘干后稱量至恒重(4)已知電子的電量為1.61019 C。試列出阿伏加德羅常數(shù)的計(jì)算表達(dá)式：NA=_。命題意圖：考查學(xué)生對電解原理的理解及完成電解實(shí)驗(yàn)的能力。知識(shí)依托：電解原理。錯(cuò)解分析：電解CuCl2(aq)發(fā)生如下反應(yīng)：Cu22ClCuCl2Cl2有毒，須作處理，裝置中G，作用即此，如果不注意觀察，忽略了或猜不透G的作用，就會(huì)得出錯(cuò)誤的答案。不能排除干

7、擾，也會(huì)得出錯(cuò)誤答案。解題思路：(1)B電極上應(yīng)產(chǎn)生Cl2：2Cl2e=Cl2B極上流出電子，電子進(jìn)入直流電源的正極，即F極，由此可得儀器連接順序及電流方向。(2)B中產(chǎn)生Cl2，Cl2進(jìn)入G中與KI反應(yīng)，有I2生成，I2使淀粉變藍(lán)色。(3)鍍在A電極上的Cu是沒必要刮下的，也無法刮干凈，還能將A電極材料刮下，故兩步須排除在外。(4)由電學(xué)知識(shí)，可求電量Q：Q=I At s=It C由此可求出通過的電子個(gè)數(shù)：N(e)=其物質(zhì)的量為：n(e)= 而電子個(gè)數(shù)與Cu的關(guān)系為：Cu22e=Cu根據(jù)生成Cu m g得： =NA可求。答案：(1)DABFBADE(2)2Cl2e=Cl2 變藍(lán)色 Cl22I

8、=2ClI2(3)(4)NA=mol1例2.用Pt電極電解AgF(aq)，電流強(qiáng)度為a A，通電時(shí)間為t min，陰極增重m g，陽極上生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的純凈氣體V L，以q C表示一個(gè)電子的電量，Mr表示Ag的相對原子質(zhì)量，則阿伏加德羅常數(shù)NA可表示為( )A.mol1B.mol1C.D.以上答案都不對.解析：若認(rèn)為逸出氣體是F2，則會(huì)誤選A；若粗心未把t min轉(zhuǎn)化為60t s進(jìn)行計(jì)算，則會(huì)誤選B；若忽視單位則會(huì)誤選C。正確答案應(yīng)是：mol1例3.用圖242所示的裝置進(jìn)行電解。通電一會(huì)兒，發(fā)現(xiàn)濕潤的淀粉KI試紙的C端變?yōu)樗{(lán)色。則：圖242(1)A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(2)在B中觀察到

9、的現(xiàn)象是_、_、_。(3)室溫下，若從電解開始到時(shí)間t s，A、B裝置中共收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體0.168 L，若電解過程中無其他副反應(yīng)發(fā)生，經(jīng)測定電解后A中溶液體積恰為1000 mL，則A溶液的pH為_。解析：可以認(rèn)為線路中串聯(lián)了3個(gè)電解池。當(dāng)選定一個(gè)為研究對象時(shí)，另外的2個(gè)可看作是線路或是電阻。先選定濕潤的淀粉KI試紙為研究對象。由于C端變?yōu)樗{(lán)色，可知C端有I2生成：2I2e=I2I2使淀粉變藍(lán)色。該反應(yīng)是在電解池的陽極發(fā)生的反應(yīng)，由此可以斷定外接電源的E端為負(fù)極，F(xiàn)端為正極。(1)(2)選A(或B)為研究對象，可忽略B(或A)和淀粉KI試紙的存在。(3)由題意可得如下關(guān)系式：4HO22H

10、2根據(jù)氣體的體積可求出n(H)、c(H)及pH。答案：(1)4AgNO34AgO24HNO3(2)石墨極有氣泡產(chǎn)生 Cu極周圍變藍(lán)色 溶液中有藍(lán)色沉淀生成(3)2例4.將羧酸的堿金屬鹽電解可得烴類化合物。例如：2CH3COOKH2OCH3CH32CO2H22KOH(陽)(陽)(陰)(陰)據(jù)下列衍變關(guān)系回答問題：濃 H2SO4ClCH2COOK(aq)A(混合物)(1)寫出電極反應(yīng)式陽極 ，陰極 。(2)寫出下列反應(yīng)方程式AB： ，BC： 。(3)D和B在不同條件下反應(yīng)會(huì)生成三種不同的E，試寫出它們的結(jié)構(gòu)簡式 、 、 。解析：準(zhǔn)確理解題給信息是解決問題的關(guān)鍵。電解CH3COOK(aq)時(shí)，陽極吸

11、引陰離子：CH3COO和OH，事實(shí)上放電的是CH3COO，2CH3COO2e2CO2CH3CH3，陰極吸引陽離子：H和K，放電的是H，2H2e=2H2答案：(1)2ClCH2COO2eCH2ClCH2Cl2CO22H2e=H2(2)CH2ClCH2Cl2KOHCH2(OH)CH2(OH)2KClCH2(OH)CH2(OH)O2OHCCHO2H2O4實(shí)戰(zhàn)演練一、選擇題（每小題5分，共45分）1.銀鋅電池廣泛用做各種電子儀器的電源，它的充電和放電過程可以表示為：2AgZn(OH)2 Ag2OZnH2O,在此電池放電時(shí)，負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是A.AgB.Zn(OH)2C.Ag2OD.Zn2.（200

12、2年上海高考題）某學(xué)生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液，通電時(shí)，為使Cl2被完全吸收制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液，設(shè)計(jì)了如圖的裝置，則對電源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是A.a為正極，b為負(fù)極；NaClO和NaClB.a為負(fù)極，b為正極；NaClO和NaClC.a為陽極，b為陰極；HClO和NaClD.a為陰極，b為陽極；HClO和NaCl3.下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述不正確的是A.把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中，銅片表面出現(xiàn)氣泡B.用鋅片做陽極，鐵片做陰極，電解氯化鋅溶液，鐵片表面出現(xiàn)一層鋅C.把銅片插入三氯化鐵溶液中，在銅片表面出現(xiàn)一層鐵D.把鋅粒放入

13、盛有鹽酸的試管中，加入幾滴氯化銅溶液，氣泡放出速率加快4.氫鎳電池是近年開發(fā)出來的可充電電池，它可以取代會(huì)產(chǎn)生鎘污染的鎘鎳電池。氫鎳電池的總反應(yīng)式是：H2NO（OH） N（OH）2。根據(jù)此反應(yīng)式判斷下列敘述中正確的是A.電池放電時(shí)，電池負(fù)極周圍溶液的pH不斷增大B.電池放電時(shí)，鎳元素被氧化C.電池充電時(shí)，氫元素被還原D.電池放電時(shí)，H2是負(fù)極5.如下圖所示兩個(gè)裝置中，溶液體積均為200 mL，開始時(shí)電解質(zhì)溶液的濃度均為0.1 molL1，工作一段時(shí)間后，測得導(dǎo)線上通過0.02 mol電子，若不考慮鹽水解和溶液體積的變化，則下列敘述正確的是A.產(chǎn)生氣體的體積：B.電極上析出固體的質(zhì)量：C.溶液的

14、pH變化：增大，減小D.電極反應(yīng)式：陽極：4OH4e=2H2OO2陰極：2H2e=H26.甲、乙兩個(gè)電解池均以Pt為電極，且互相串聯(lián)，甲池盛有AgNO3溶液，乙池中盛有一定量的某鹽溶液，通電一段時(shí)間后，測得甲池中電極質(zhì)量增加2.16 g，乙池中電極上析出0.64 g金屬，則乙池中溶質(zhì)可能是A.CSO4B.MgSO4C.Al（NO3）3D.Na2SO47.用石墨電極電解100 mL H2SO4與CuSO4的混合溶液，通電一段時(shí)間后，兩極均收集到2.24 L氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則原混合溶液中Cu2的物質(zhì)的量濃度為A.1 molL1B.2 molL1C.3 molL1D.4 molL18.用惰性電極電

15、解VLSO4的水溶液，當(dāng)陰極上有m 金屬析出(陰極上無氣體產(chǎn)生)時(shí)，陽極上產(chǎn)生 L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，同時(shí)溶液的pH由原來的6.5變?yōu)?.0(設(shè)電解前后溶液體積不變)。則M的相對原子質(zhì)量的表示式為A.B.C.D.9.用Pt電極電解CCl2溶液，當(dāng)電流強(qiáng)度為a A，通電時(shí)間為 時(shí)，陰極質(zhì)量增加 ，陽極上生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下純凈氣體VL，電極上產(chǎn)生的氣體在水中的溶解忽略不計(jì)，且以表示1個(gè)電子的電量，表示銅的相對原子質(zhì)量，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為A.B.C.D.不能確定二、非選擇題(共55分)10.(12分)由于Fe（OH）2極易被氧化，所以實(shí)驗(yàn)室很難用亞鐵鹽溶液與燒堿反應(yīng)制得白色純凈的Fe（OH）2沉淀，

16、應(yīng)用下圖電解實(shí)驗(yàn)可以制得白色純凈的Fe（OH）2沉淀。兩電極材料分別為石墨和鐵。 (1)a電極材料應(yīng)為 ，電極反應(yīng)式為 。(2)電解液c可以是 。(填編號(hào))A.純水B.NaCl溶液C.NaOH溶液D.CCl2溶液(3)d為苯，其作用是 ，在加入苯之前對c應(yīng)作何簡單處理 。(4)為了在較短時(shí)間內(nèi)看到白色沉淀，可采取的措施是(填編號(hào)) 。A.改用稀硫酸做電解液B.適當(dāng)增大電源的電壓C.適當(dāng)減小兩電極間距離D.適當(dāng)降低電解液的溫度(5)若c中用Na2SO4溶液，當(dāng)電解一段時(shí)間看到白色Fe（OH）2沉淀后，再反接電源電解，除了電極上看到氣泡外，混合物中另一明顯現(xiàn)象為 。11.(8分)蓄電池使用日久后，

17、正負(fù)極標(biāo)志模糊，現(xiàn)根據(jù)下列兩種條件，如何判斷正負(fù)極：（1）氯化銅溶液，兩根帶銅導(dǎo)線的碳棒 。（2）硫酸銅溶液，兩根銅導(dǎo)線 。12.（12分）氯堿廠電解飽和食鹽水制取NaOH的工藝流程如下圖：完成下列填空：(1)在電解過程中，與電源正極相連的電極上的電極反應(yīng)式為 。與電源負(fù)極相連的電極附近溶液pH (填“不變”“升高”或“下降”)。(2)工業(yè)食鹽含Ca2、Mg2等雜質(zhì)。精制過程發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 、 。(3)如果粗鹽中SO含量較高，必須添加鋇試劑除去SO，該鋇試劑可以是 (選填“A”“B”“C”，多選扣分)。A.Ba(OH)2 B.Ba(NO3)2 C.BaCl2(4)為有效除去Ca2、Mg

18、2、SO，加入試劑的合理順序?yàn)?(選填“A”“B”“C”，多選扣分)A.先加NaOH，后加Na2CO3，再加鋇試劑B.先加NaOH，后加鋇試劑，再加Na2CO3C.先加鋇試劑，后加NaOH，再加Na2CO3(5)脫鹽工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差異，通過 、冷卻、 (填寫操作名稱)除去NaCl。(6)在隔膜法電解食鹽水時(shí)，電解槽分隔為陽極區(qū)和陰極區(qū)，防止Cl2與NaOH反應(yīng)；采用無隔膜電解冷的食鹽水時(shí)，Cl2與NaOH充分接觸，產(chǎn)物僅是NaClO和H2，無隔膜電解食鹽水的總的化學(xué)方程式為 。13.(12分)碘缺乏癥遍及全球，多發(fā)生于山區(qū)，南美的安第斯山區(qū)、歐洲的阿爾卑斯山區(qū)和亞洲的

19、喜馬拉雅山區(qū)是高發(fā)病地區(qū)。我國云南、河南等十余省的山區(qū)發(fā)病率也較高，據(jù)估計(jì)我國患者大約有1000萬人左右。為控制該病的發(fā)生，較為有效的方法是食用含碘食鹽。我國政府以國家標(biāo)準(zhǔn)的方式規(guī)定在食鹽中添加碘酸鉀(KIO3）。據(jù)此回答下列問題：(1)碘是合成下列哪種激素的主要原料之一A.胰島素 B.甲狀腺激素C.生長激素 D.雄性激素(2)長期生活在缺碘山區(qū)，又得不到碘鹽供應(yīng)，易患A.甲狀腺亢進(jìn) B.佝僂病C.地方性甲狀腺腫D.糖尿病(3)可用鹽酸酸化的碘化鉀和淀粉檢驗(yàn)食鹽中的碘酸鉀。反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ，氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為 ，能觀察到的明顯現(xiàn)象是 。(4)已知KIO3可用電解方法制得，原理是：以石墨為陽極，以不銹鋼為陰極，在一定電流強(qiáng)度和溫度下電解KI溶液?？偡磻?yīng)化學(xué)方程式為： KI3H2OKIO33H2，則兩極反應(yīng)式分別為：陽極 ，陰極 。(5)在某溫度下，若以12 A的電流強(qiáng)度電解KI溶液達(dá)10 min，理論上可得標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氫氣 L。14.(11分)100.0 g無水氫氧化鉀溶于100.0