山東省高考化學一輪復習 第6章第2節(jié) 電能轉化為化學能電解

第2節(jié)電能轉化為化學能——電解點面導圖考向分析本節(jié)高考重點考查：(1)電解池的工作原理；(2)電極反應式及電解反應方程式的書寫；電解的應用及有關簡單計算。高考對本節(jié)內容多以選擇題和填空題呈現(xiàn)，試題中等難度。預計2013年高考，該節(jié)內容仍會命題?；诖耍覀冊趶土晻r應抓住以下幾方面的內容：(1)電極名稱、電極反應類型、電極附近溶液的酸堿性判斷，以應對選擇題；(2)電極反應式書寫，電解反應方程式書寫，電解原理應用，電解簡單計算，以應對填空題。編輯ppt一、電解原理1．電解：使______通過電解質溶液(或熔融的電解質)而在_______________引起______________的過程。2．能量轉化形式：__________________。3．電解裝置——電解池(1)構成條件①與___________相連的兩個電極。②______________(或____________)。③形成________________。電流陰、陽兩極氧化還原反應電能轉化為化學能直流電源熔融電解質電解質溶液閉合回路編輯ppt(2)電極名稱及電極反應(如圖)陰級陽級還原反應氧化反應編輯ppt1．(選一選)某同學為了使反應2HCl＋2Ag===2AgCl＋H2↑能進行，設計了如圖所示的四個實驗，你認為可行的方案是()【答案】C編輯ppt二、電解原理的應用1．電解飽和食鹽水(1)電極反應陽極：____________________。陰極：2H＋＋2e－===H2↑。(2)總反應方程式______________________________________。(3)應用：氯堿工業(yè)用于制燒堿、氯氣和________。2Cl－－2e－===Cl2↑氫氣編輯ppt2．銅的電解精煉與電鍍銅電解精煉銅電鍍銅電極材料陰精銅鍍件陽粗銅純銅電極反應式陽極：Cu－2e－===Cu2＋陰極：Cu2＋＋2e－===Cu電解質溶液可溶性銅鹽溶液電解質溶液濃度變化Cu2＋濃度略有減小，少量其他金屬離子進入電解質溶液成分及濃度基本不變編輯ppt2．(判一判)下列描述是否符合生產實際(符合的打“√”，不符合的打“×”) (1)電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁，用鐵作陽極() (2)電解法精煉粗銅，用純銅作陰極() (3)電解飽和食鹽水制燒堿，用涂鎳碳鋼網作陰極() (4)在鍍件上電鍍鋅，用鋅作陽極() (5)鍍件上鍍銅時，電鍍液中c(Cu2＋)幾乎不變() (6)電解法精煉粗銅時，電解質溶液中各離子濃度基本不變() 【答案】(1)×(2)√(3)√(4)√(5)√(6)×編輯ppt3．(連一連)將左欄的電極與右欄的反應類型用線連接。編輯ppt【答案】

編輯ppt類型電極反應特點實例電解對象電解質濃度pH電解質溶液復原電解水型陰極：4H＋＋4e－===2H2↑陽極：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑NaOH水增大增大加水H2SO4水增大減小加水Na2SO4水增大不變加水電解電解質型電解質電離出的陰、陽離子分別在兩極放電HCl電解質減小增大通氯化氫CuCl2電解質減小加氯化銅編輯ppt放H2生堿型陰極：H2O放H2生堿陽極：電解質陰離子放電NaCl電解質和水生成新電解質增大通氯化氫放O2生酸型陰極：電解質陽離子放電陽極：H2O放O2生酸CuSO4電解質和水生成新電解質減小加氧化銅編輯ppt

若陰極為H＋放電，則陰極區(qū)c(OH－)增大；若陽極為OH－放電，則陽極區(qū)c(H＋)增大；若陰極、陽極同時有H＋、OH－放電，相當于電解水，電解質溶液濃度增大。編輯ppt (2012·陽信檢測)從H＋、Cu2＋、Na＋、SO、Cl－五種離子中兩兩恰當地組成電解質，按下列要求進行電解：(1)以碳棒為電極，使電解質質量減少，水量不變進行電解，則采用的電解質是______________。(2)以碳棒為電極，使電解質質量不變，水量減少進行電解，則采用的電解質是______________。(3)以鉑為電極，使電解質和水量都減少進行電解，則電解質是________。編輯ppt 【精講精析】(1)電解電解質型，水不參與反應，可以是無氧酸或較不活潑金屬的無氧酸鹽，如HCl、CuCl2。 (2)電解水型，電解質不參與反應，只起增強溶液導電性作用，可以是含氧酸，活潑金屬的含氧酸鹽或強堿，如H2SO4、Na2SO4。 (3)電解質和水均參與反應，可以是較不活潑金屬的含氧酸鹽或活潑金屬的無氧酸鹽，如CuSO4、NaCl。 【答案】(1)HCl、CuCl2(2)H2SO4、Na2SO4(3)CuSO4、NaCl編輯ppt1．在pH＝a的某電解質溶液中插入兩支惰性電極，電解一段時間后，溶液pH>a，則電解質是() A．Na2SO4B．H2SO4 C．NaOHD．CuSO4【答案】C編輯ppt1.電極反應式的書寫 (1)首先判斷陰、陽極，分析電極材料，判斷是電極材料放電還是溶液中的離子放電。陽極為金屬活性電極時，電極材料放電。 (2)再分析溶液中的離子種類，根據離子放電順序，分析電極反應式，并判斷電極產物，寫出電極反應式。 (3)電解水溶液時，應注意放電順序中H＋、OH－之后的離子一般不參與放電。編輯ppt編輯ppt

書寫電解化學方程式時，首先看清是電解的水溶液還是熔融電解質。編輯ppt (2012·青州質檢)某水溶液中含有等物質的量濃度的Cu(NO3)2和NaCl，以惰性電極對該溶液進行電解，分階段寫出電解反應的化學方程式。 【精講精析】第一階段陽極：2Cl－－2e－===Cl2↑陰極：Cu2＋＋2e－===Cu第二階段陰極：2Cu2＋＋4e－===2Cu陽極：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O第三階段陰極：4H＋＋4e－===2H2↑陽極：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O將電極反應式合并可得電解反應的化學方程式。編輯ppt編輯ppt編輯ppt2．(2012·淄博一中質檢)某水溶液中含有等物質的量的Cu(NO3)2和MgCl2，對該溶液進行電解。(1)當用石墨為電極時，分階段寫出對應的電極反應式及電解的總方程式。 ________________________________________________________________________(2)當用銅為電極時，寫出對應的電極反應式。 ________________________________________________________________________編輯ppt編輯ppt編輯ppt 電解池中有關量的計算主要包括以下方面：根據直流電源提供的電量求產物的量(析出固體的質量、產生氣體的體積等)、溶液的pH、相對原子質量或某元素的化合價、化學式等。解題依據是得失電子守恒，解題方法一般有如下幾種： (1)根據電子守恒法計算： 用于串聯(lián)電路、陰陽兩極產物、正負兩極產物、相同電量等類型的計算，其依據是電路中轉移的電子數相等。 (2)根據總反應式計算： 先寫出電極反應式，再寫出總反應式，最后根據總反應式計算。編輯ppt (3)根據關系式計算： 根據得失電子守恒關系，在已知量與未知量之間，建立計算所需的關系式。 在如圖所示的裝置中，若通入直流電5min時，銅電極質量增加2.16g，試回答：編輯ppt (1)電源電極X名稱為________。 (2)pH變化：A________，B________，C________。(填“增大”、“減小”或“不變”) (3)通電5min時，B中共收集224mL氣體(標準狀況)，溶液體積為200mL。則通電前CuSO4溶液的物質的量濃度為________(設電解前后溶液體積無變化)。 (4)若A中KCl溶液的體積也是200mL，電解后，溶液的pH為________(設電解前后溶液體積無變化)。編輯ppt 【精講精析】(1)C裝置的銅電極質量增加，說明銅極上有金屬析出，即溶液中的銀離子被還原生成銀單質，故銅極為陰極，由此可確定X極為負極。 (2)A裝置是電解KCl溶液，陰極析出氫氣，陽極析出氯氣，溶液中氫氧根離子濃度增大。B裝置陰極上先析出銅，當銅離子消耗完后析出氫氣，而陽極上析出氧氣，溶液中氫離子濃度增大。C裝置陰極析出銀單質，陽極上的銀失去電子變成銀離子，理論上溶液的物質的量濃度不變。編輯ppt 【答案】(1)負極(2)增大減小不變 (3)0.025mol·L－1(4)13編輯ppt編輯ppt3．用惰性電極電解2L1.0mol·L－1CuSO4溶液，在電路中通過0.5mol電子后，調換正負極繼續(xù)電解，電路中通過了1mol電子，此時溶液中c(H＋)為(假設體積不變)() A．1.5mol·L－1B．0.75mol·L－1 C．0.5mol·L－1D．0.25mol·L－1編輯ppt故電路中轉移的1.5mol電子中，只有1mol由OH－放電產生，即消耗的n(OH－)＝1mol，亦即溶液中積累的n(H＋)＝1mol，則c(H＋)＝0.5mol·L－1。 【答案】C

編輯ppt熱點探究——電解原理的應用 電解原理應用是近幾年高考的熱點，主要考查金屬冶煉、金屬精煉、電鍍、金屬防護等電解飽和食鹽水精煉銅電鍍銅實驗裝置電極與電解液陰極：石墨陽極：石墨電解液：飽和食鹽水不純金屬作陽極，純金屬作陰極②含該金屬離子的可溶性鹽作電解液鍍層金屬接電源正極，待鍍金屬接電源負極②電鍍液必須含有鍍層金屬的離子編輯ppt電極反應陰極：2H＋＋2e－===H2↑陽極：2Cl－－2e－===Cl2陽極：Zn－2e－===Zn2＋Fe－2e－===Fe2＋Cu－2e－===Cu2＋陰極：Cu2＋＋2e－===Cu陽極：Cu－2e－===Cu2＋陰極：Cu2＋＋2e－===Cu編輯ppt 電解原理在化學工業(yè)中有廣泛的應用。如圖表示一個電解池，裝有電解液c；A、B分別是兩塊電極板，通過導線與直流電源相連。

編輯ppt (1)若A、B都是惰性電極，電解質溶液c是飽和NaCl溶液，實驗開始時，同時在U形管兩邊各滴入幾滴酚酞試液，試判斷①a是________極(填“正”或“負”)，B是________極(填“陰”或“陽”)； ②A電極上的電極反應式為 ________________________________________________________________________， B電極上的電極反應式為 ________________________________________________________________________； ③檢驗A電極產物的方法是 ___________________________________________________________________________________________。編輯ppt (2)如用電解法精煉粗銅，電解液c選用CuSO4溶液，則 ①A電極的材料是________，電極反應式為___________________________________________________________________________________________； ②B電極的材料是________，電極反應式為___________________________________________________________________________________________。 (3)用惰性電極電解CuSO4溶液。若陰極上析出Cu的質量為3.2g，則陽極上產生氣體在標準狀況下的體積為________；常溫下，若將電解后的溶液稀釋至1L，則溶液的pH約為________。編輯ppt 【答案】(1)①正陰 ②2Cl－－2e－===Cl2↑2H＋＋2e－===H2↑ ③把濕潤的淀粉碘化鉀試紙放在A電極附近，試紙變藍 (2)①粗銅Cu－2e－===Cu2＋ ②純銅Cu2＋＋2e－===Cu (3)0.56L1編輯ppt 在鐵制品上鍍一層一定厚度的鋅層，以下方案設計正確的是() A．鋅作陽極，鍍件作陰極，溶液中含有鋅離子 B．鉑作陰極，鍍件作陽極，溶液中含有鋅離子 C．鋅作陽極，鍍件作陰極，溶液中含有亞鐵離子 D．鋅作陰極，鍍件作陽極，溶液中含有亞鐵離子 【解析】本題考查的是電鍍的原理。電鍍原理是鍍層作陽極、鍍件作陰極，含有鍍層金屬陽離子的電解質溶液作電鍍液。故正確答案為A。 【答案】A

編輯ppt 高考題組一電解原理1．(2011·全國高考)用石墨作電極電解CuSO4溶液。通電一段時間后，欲使電解液恢復到起始狀態(tài)，應向溶液中加入適量的() A．CuSO4B．H2O C．CuOD．CuSO4·5H2O 【解析】石墨電極電解硫酸銅溶液一段時間，陽極發(fā)生氧化反應得到氧氣，陰極發(fā)生還原反應得到銅，因此補充氧化銅即可使電解液恢復到起始狀態(tài)。 【答案】C編輯ppt2．(2011·四川高考節(jié)選) 如圖電解NaCl的飽和溶液，寫出該電解池中發(fā)生反應的總反應方程式： ________________________________________________________________________。 將充分電解后所得溶液逐滴加入到酚酞試液中，觀察到的現(xiàn)象是 ________________________________________________________________________。編輯ppt【答案】NaCl＋H2O通電,NaClO＋H2↑先變紅后褪色編輯ppt高考題組二電解原理應用3．(2011·重慶高考節(jié)選)O3可由臭氧發(fā)生器(原理如圖)電解稀硫酸制得。 (1)圖中陰極為________(填“A”或“B”)，其電極反應式為 ____________________________________________。 (2)若C處通入O2，則A極的電極反應式為______________________________________________。

編輯ppt(3)若C處不通入O2，D、E處分別收集到xL和yL氣體(標準狀況)，則E處收集的氣體中O3所占的體積分數為________。(忽略O3的分解) 【解析】觀察電化學裝置圖知，特殊惰性電極B上產生了氧氣和臭氧，該極OH－失去電子發(fā)生氧化反應，故B極作陽極，則特殊惰性電極A為陰極，得電子發(fā)生還原反應，電極反應式為2H＋＋2e－===H2↑；若從C處通入氧氣，氧氣將參與反應，陰極生成的將是水，電極反應為O2＋4H＋＋4e－===2H2O；設yL混合氣體中臭氧的體積分數為a，由電子守恒有2x＝y(tǒng)a×6＋y(1－