化學(xué)選修4 專題1 第二單元 化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化4 電解原理的應(yīng)用（學(xué)案）

1、.高中化學(xué)電解原理的應(yīng)用【考點精講】1. 電解飽和食鹽水1電極反響陽極反響式：2Cl2eCl2氧化反響陰極反響式：2H2eH2復(fù)原反響2總反響方程式：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2離子反響方程式：2Cl2H2O2OHH2Cl23應(yīng)用：氯堿工業(yè)制燒堿、氯氣和氫氣。2. 電鍍以下圖為金屬外表鍍銀的工作示意圖，據(jù)此答復(fù)以下問題：1鍍件作陰極，鍍層金屬銀作陽極。2電解質(zhì)溶液是AgNO3溶液等含鍍層金屬陽離子的鹽溶液。3電極反響：陽極：AgeAg；陰極：AgeAg。4特點：陽極溶解，陰極沉積，電鍍液的濃度不變。3. 電解精煉銅1電極材料：陽極為粗銅；陰極為純銅。2電解質(zhì)溶液：含Cu2的鹽溶液。3

2、電極反響：陽極：Zn2eZn2、Fe2eFe2、Ni2eNi2、Cu2eCu2；陰極：Cu22eCu。4. 電冶金利用電解熔融鹽的方法來冶煉活潑金屬Na、Ca、Mg、Al等。1冶煉鈉2NaCl熔融2NaCl2電極反響：陽極：2Cl2eCl2；陰極：2Na2e2Na。2冶煉鋁2Al2O3熔融4Al3O2電極反響：陽極：6O212e3O2；陰極：4Al312e 4Al?！镜淅觥坷}1 新課標(biāo)全國卷粗銅的電解精煉如以下圖所示。在粗銅的電解過程中，粗銅板應(yīng)是圖中電極_填圖中的字母；在電極d上發(fā)生的電極反響式為_；假設(shè)粗銅中還含有Au、Ag、Fe，它們在電解槽中的存在形式和位置為_。思路導(dǎo)航：電解精

3、煉銅時，粗銅作陽極，純銅作陰極，CuSO4溶液作電解液，比銅活潑的金屬失電子生成離子進(jìn)入溶液，不如銅活潑的金屬形成陽極泥沉積下來。答案：c Cu22eCu Au、Ag以單質(zhì)的形式沉積在c陽極下方，F(xiàn)e以Fe2的形式進(jìn)入電解液例題2 四川理綜按以下圖電解NaCl的飽和溶液，寫出該電解池中發(fā)生反響的總反響方程式：_。將充分電解后所得溶液逐滴參加到酚酞試液中，觀察到的現(xiàn)象是_。思路導(dǎo)航：由于陽極是惰性電極，那么電解飽和氯化鈉溶液的方程式為2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，生成的Cl2與NaOH溶液發(fā)生反響：Cl22NaOHNaClNaClOH2O，故總反響方程式為NaClH2ONaClOH2，

4、酚酞試液遇NaOH顯紅色后被NaClO氧化褪色。答案：NaClH2ONaClOH2 酚酞試液先變紅后褪色例題3 某小組同學(xué)認(rèn)為，假如模擬工業(yè)上離子交換膜法制燒堿的方法，那么可以設(shè)想用如圖裝置電解硫酸鉀溶液來制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鉀。1該電解槽的陽極反響式為_。此時通過陰離子交換膜的離子數(shù)_填“大于、“小于或“等于通過陽離子交換膜的離子數(shù)。2制得的氫氧化鉀溶液從出口_填“A、“B、“C或“D導(dǎo)出。3通電開場后，陰極附近溶液pH會增大，請簡述原因_。4假設(shè)將制得的氫氣、氧氣和氫氧化鉀溶液組合為氫氧燃料電池，那么電池正極的反響式為_。思路導(dǎo)航：溶液中的OH在陽極失電子產(chǎn)生O2：4OH4e2H2

5、OO2，所以在B口放出O2，從A口導(dǎo)出H2SO4。溶液中的H在陰極得到電子產(chǎn)生H2：2H2eH2，那么從C口放出H2，從D口導(dǎo)出KOH溶液。因SO所帶電荷數(shù)大于K所帶電荷數(shù)，SO通過陰離子交換膜，K通過陽離子交換膜，所以通過陽離子交換膜的離子數(shù)大于通過陰離子交換膜的離子數(shù)。O2、H2、KOH溶液構(gòu)成燃料電池時，O2在電池正極放電：O24e2H2O4OH。答案：14OH4e2H2OO2 小于 2D3H在陰極附近放電，引起水的電離平衡向右挪動，使cOH>cH4O22H2O4e4OH【總結(jié)提升】有關(guān)電解計算的方法技巧1利用電極反響計算，應(yīng)用的是陰、陽兩極電子守恒。2利用電解總方程式計算，應(yīng)用化

6、學(xué)方程式計量數(shù)之比。3電解后溶液的pH計算，對于只電解水的溶液，就是溶液的濃縮計算；對于既電解水又電解電解質(zhì)本身的計算，要求出生成的cH+或cOH。4長時間的電解計算，要注意溶劑的電解問題。5對于混合溶液的電解計算，要注意多種離子分段電解的問題。例題1 500 mL KNO3和CuNO32的混合溶液中cNO0.6 mol·L1，用石墨作電極電解此溶液，當(dāng)通電一段時間后，兩極均搜集到2.24 L氣體標(biāo)準(zhǔn)狀況下，假定電解后溶液體積仍為500 mL，以下說法正確的選項是 A. 原混合溶液中cK為0.2 mol·L1B. 上述電解過程中共轉(zhuǎn)移0.2 mol電子C. 電解得到的Cu的

7、物質(zhì)的量為0.05 molD. 電解后溶液中cH為0.2 mol·L1思路導(dǎo)航：石墨作電極電解KNO3和CuNO32的混合溶液，陽極反響式為4OH4e2H2OO2，陰極先后發(fā)生兩個反響：Cu22eCu，2H2eH2。從搜集到O2為2.24 L這個事實可推知上述電解過程中共轉(zhuǎn)移0.4 mol電子，而在生成2.24 L H2的過程中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子，所以Cu2共得到0.4 mol0.2 mol0.2 mol電子，電解前Cu2的物質(zhì)的量和電解得到的Cu的物質(zhì)的量都為0.1 mol。電解前后分別有以下守恒關(guān)系：cK2cCu2cNO，cKcHcNO，不難算出：電解前cK0.2 mol&#

8、183;L1，電解后cH0.4 mol·L1。答案：A例題2 將等物質(zhì)的量濃度的CuSO4和NaCl等體積混合后，用石墨電極進(jìn)展電解，電解過程中，溶液pH隨時間t變化的曲線如以下圖所示，那么以下說法錯誤的選項是 A. 陽極先析出Cl2，后析出O2，陰極先產(chǎn)生Cu，后析出H2B. AB段陽極只產(chǎn)生Cl2，陰極只產(chǎn)生CuC. BC段表示在陰極上是H放電產(chǎn)生了H2D. CD段相當(dāng)于電解水來源：1思路導(dǎo)航：由于兩種溶液的體積相等，物質(zhì)的量濃度也相等，即溶質(zhì)的物質(zhì)的量相等，設(shè)CuSO4和NaCl的物質(zhì)的量各1 mol，電解分3個階段：第一階段陽極：1 mol氯離子失1 mol電子，陰極：0.5 mol銅離子得1 mol電子，因為銅離子水解使溶液顯酸性，隨著電解的進(jìn)展，銅離子的濃度降低，酸性減弱，pH將增大。第二階段陽極：1 mol氫氧根離子失1 mol電子來源于水的電離，