2019高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)講義電化學(xué)專題5電解原理的應(yīng)用【word版】.doc

1、2019高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)講義：電化學(xué)專題（5）李仕才考點(diǎn)五電解原理的應(yīng)用1 .電解飽和食鹽水氯堿工業(yè)（1）電極反應(yīng)陽(yáng)極：2c廣2e=Cl2。反應(yīng)類型：氧化反應(yīng)）。陰極：2H+ + 2e-=H2 T反應(yīng)類型：還原反應(yīng)）。檢驗(yàn)陽(yáng)極產(chǎn)物的方法是：用濕潤(rùn)的 KI-淀粉試紙靠近陽(yáng)極附近，若試紙變藍(lán)， 證明生成了 C12。電解時(shí)向食鹽水中加酚酥，陰堰附近溶液變紅，說(shuō)明該電極附 近產(chǎn)生的物質(zhì)為NaOH。陽(yáng)離子交換膜（以電解NaCl溶液為例），只允許陽(yáng)離子（Na+）通過(guò)，而阻止陰離子 （C、OH）和分子（CI2）通過(guò)，這樣既能防止 H2和C12混合爆炸，又能避免 C12 和NaOH溶液作用生成NaClO影響燒

2、堿質(zhì)量。（2）電解方程式通電化學(xué)方程式：2NaCl +2H2O=2NaOH +H2 t+ Cl2 T通電離子方程式：2Cl + 2H2O=2OH +H2 t+ Cl2 T9CbH.NaOH溶液FL廠蚌生件7上泡日離卜父h n相一制飽和稀瞳溶液從股（含少里Na（）H）2.電鍍與銅的電解精煉電鍍（Fe上鍍銅）電解精煉銅陽(yáng)極電極材料Cu（或銅）粗銅（含 Zn、Fe、Ni、Ag、Au等雜質(zhì)）電極反應(yīng)八 一 2 +Cu 2e =CuCu - 2e =Cu2 （主）rc r 2 +Zn 2e =Zn2 +Fe 2e =Fe2Ni-2e =Ni2陰極電極材料Fe純銅電極反應(yīng)Cu2 +2e =Cu裝置圖1 ,

3、 J沌二|1I_.-，IJJ 二二一s三"海泯三 .匚審電解質(zhì)溶液含Cu2+的鹽溶液電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液成分及濃度均Cu2+減少，比銅活潑的金濃度的變化/、艾屬陽(yáng)離子進(jìn)入溶液電解精煉銅時(shí)，粗銅中的 Ag、Au等不反應(yīng)，沉積在電解池底部形成陽(yáng)極泥注：電解或電鍍時(shí)，電極質(zhì)量減少的電極必為金屬電極 陽(yáng)極；電極質(zhì)量增加 的電極必為陰極，即溶液中的金屬陽(yáng)離子得電子變成金屬吸附在陰極上。電解精煉銅，粗銅中含有的Zn、Fe、Ni等活潑金屬失去電子，變成金屬陽(yáng)離子 進(jìn)入溶液，其活潑性小于銅的雜質(zhì)以陽(yáng)極泥的形式沉積。 電解過(guò)程中電解質(zhì)溶液 中的Cu 2+濃度會(huì)逐漸減小。3.電冶金利用電解熔融鹽的方法來(lái)

4、冶煉活潑金屬 Na、Ca、Mg、Al等總方程式陽(yáng)極、陰極反應(yīng)式冶煉鈉 由解.2NaCl（熔融）=2Na + CI2 T2c1 2e =C12 T2Na + 2e =2Na冶煉鐵MgCl 2（熔融）=Mg + C12 T2c1 2e =C12 T_ _ 2+ _一_ _Mg +2e =Mg冶煉鋁 由解.2A12。3（熔融）=4A1 + 302?6O2 12e =302 T4A13 +12e =4A1注：電解熔融MgCl2冶煉鎂，而不能電解熔融MgO冶煉鎂，因MgO的熔點(diǎn) 很高；電解熔融AI2O3冶煉鋁，而不能電解A1C13冶煉鋁，因A1C13是共價(jià)化合物，具 熔融態(tài)不導(dǎo)電。電解的為熔點(diǎn)很高的氧化

5、鋁，為降低熔點(diǎn)，加入了助熔劑冰晶石(Na3AlF6)；而且電解過(guò)程中，陽(yáng)極生成的氧氣與石墨電極反應(yīng)，所以石墨電極 需不斷補(bǔ)充。4.電化學(xué)中的交換膜A.交換膜的功能使離子選擇性定向遷移(目的是平衡整個(gè)溶液的離子濃度或電荷)。B.交換膜在中學(xué)電化學(xué)中的作用(1)防止副反應(yīng)的發(fā)生，避免影響所制取產(chǎn)品的質(zhì)量；防止引發(fā)不安全因素。(如在電解飽和食鹽水中，利用陽(yáng)離子交換膜，防止陽(yáng)極產(chǎn)生的氯氣進(jìn)入陰極室與氫 氧化鈉反應(yīng)，導(dǎo)致所制產(chǎn)品不純；防止與陰極產(chǎn)生的氫氣混合發(fā)生爆炸)。(2)用于物質(zhì)的制備、分離、提純等。C.離子交換膜的類型常見(jiàn)的離子交換膜為：陽(yáng)離子交換膜、陰離子交換膜、特殊離子交換膜等。陽(yáng)離子交換膜：

6、只允許陽(yáng)離子通過(guò)陰離子交換膜：只允許陰離子通過(guò)質(zhì)子交換膜：只允許H+通過(guò)A電解原理的傳統(tǒng)”應(yīng)用1. 利用如圖所示裝置模擬電解原理在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用。下列說(shuō)法正確的是()直流電源A.氯堿工業(yè)中，X電極上反應(yīng)式是4OH -4e =2H2O + O2?B.電解精煉銅時(shí)，Z溶液中的Cu2 +濃度不變C.在鐵片上鍍銅時(shí)，Y是純銅D.制取金屬鎂時(shí)，Z是熔融的氯化鎂2. (1)電鍍時(shí)，鍍件與電源的 極連接?；瘜W(xué)鍍的原理是利用化學(xué)反應(yīng)生成金屬單質(zhì)沉積在鍍件表面形成鍍層。若用 銅鹽進(jìn)行化學(xué)鍍銅，應(yīng)選用 (填氧化劑”或還原劑"期之反應(yīng)。Vc |-L-| r-L| d硫酸銅溶漁(2)粗銅的電解精煉如圖所示

7、。在粗銅的電解過(guò)程中，粗銅板應(yīng)是圖中電極 (填圖中的字母)；在電極d上發(fā)生的電極反應(yīng)式為;若粗銅中還含有 Au、Ag、Fe,它們?cè)陔娊獠壑械拇嬖谛问胶臀恢脼?0(3)以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進(jìn)行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì))的電解精煉，下列說(shuō)法中正確的是 0a.電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能b.粗銅接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng)c.溶液中Cu"向陽(yáng)極移動(dòng)d.利用陽(yáng)極泥可回收 Ag、Pt、Au等金屬(4)離子液體是一種室溫熔融鹽，為非水體系。由有機(jī)陽(yáng)離子、Al2Cl7和AlCl4組 成的離子液體作電解液時(shí)，可在鋼制品上電鍍鋁。鋼制品應(yīng)接電源的 極, 已知電鍍過(guò)程中不產(chǎn)生其他離子且有機(jī)

8、陽(yáng)離子不參與電極反應(yīng)，陰極電極反應(yīng)式 為。若改用A1C13水溶液作電解液，則陰極產(chǎn)物為。3. (2015高考上海卷節(jié)選)氯堿工業(yè)以電解精制飽和食鹽水的方法制取氯氣、氫氣、燒堿和氯的含氧酸鹽等系列化工產(chǎn)品。如圖所示是離子交換膜法電解食鹽水 的示意圖，圖中的離子交換膜只允許陽(yáng)離子通過(guò)。完成下列填空:(1)寫出電解飽和食鹽水的離子方程式： 。(2)離子交換膜的作用為： 、。(3)精制飽和食鹽水從圖中 位置補(bǔ)充，NaOH溶液從圖中 位置流出。(填 “a” “b” “豉 “d”)B電解原理在物質(zhì)制備中的應(yīng)用1 .氨是生產(chǎn)氮肥、尿素等物質(zhì)的重要原料。電化學(xué)法是合成氨的一種新方法，其原理如圖所示，下列有關(guān)說(shuō)

9、法正確的是()F型膜電源1A.圖中所示物質(zhì)中，X為H2, Y為N2B. Y參與的電極反應(yīng)為 H2 + 2e =2HC.當(dāng)有3 mol H 卡通過(guò)質(zhì)子交換膜時(shí)，Z的體積為22.4 LD.反應(yīng)過(guò)程中左邊區(qū)域溶液 pH逐漸升高2.在電解液不參與反應(yīng)的情況下，采用電化學(xué)法還原CO2可制備ZnC2O4,原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()8-= pi 5疏屏痕送領(lǐng)崎g陽(yáng)離子交換瞑B.電解液I應(yīng)為ZnSO4溶液D.當(dāng)通入44 g CO2時(shí)，溶液中轉(zhuǎn)A.電解結(jié)束后電解液II中c(Zn")增大C. Pt 極反應(yīng)式為 2CO2+2e =C2O2移1 mol電子3 .電解尿素CO(NH 2)2的堿性溶液制

10、氫氣的裝置示意圖如下:電解池中隔膜僅阻止氣體通過(guò)，陰陽(yáng)兩極均為惰性電極。(1)A極為,電極反應(yīng)式為(2)B極為,電極反應(yīng)式為。電解NO制備NH4NO3,其工作原理如圖所示，為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3,需補(bǔ)充物質(zhì) A, A是,說(shuō)明理由：物質(zhì)2f*nh*no3濃溶液陰極陽(yáng)極二NO ' *NH；NOj- -N0|_ NO NONHiNOa稀溶液C 電解原理在環(huán)境治理中的應(yīng)用4 .用Na2SO3溶液吸收硫酸工業(yè)尾氣中的二氧化硫，將所得的混合液進(jìn)行電解 循環(huán)再生，這種新工藝叫再生循環(huán)脫硫法。 其中陰、陽(yáng)離子交換膜組合循環(huán)再生 機(jī)理如圖所示，下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是（）二百怵也逾P（n）soNlSCL溶液I =FJH. 1*! MlNz，SCL. NuHSd溶流 S(JW%琉酸A. X為直接電源的負(fù)極，Y為直流電源的正極B.陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為 4OH -4e =2H2O + O2 tC.圖中的b>aD.該過(guò)程中的產(chǎn)品主要為 H2SO4和H2 5. （2017南師附中模擬）電化學(xué)降解法治理水中硝酸鹽的污染原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（）A. B為電源正極B.電解過(guò)程中H +向陽(yáng)極移動(dòng)C.陰極反應(yīng)式為 2NO3 +6H2O + 10e =N2 t+ 120HD.理論上電解過(guò)程中陰、陽(yáng)兩極產(chǎn)生的氣體在同溫同