山東省高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第6章第2節(jié) 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能電解

第2節(jié)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能——電解點面導(dǎo)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(yīng)式及電解反應(yīng)方程式的書寫；電解的應(yīng)用及有關(guān)簡單計算。高考對本節(jié)內(nèi)容多以選擇題和填空題呈現(xiàn)，試題中等難度。預(yù)計2013年高考，該節(jié)內(nèi)容仍會命題?；诖?，我們在復(fù)習(xí)時應(yīng)抓住以下幾方面的內(nèi)容：(1)電極名稱、電極反應(yīng)類型、電極附近溶液的酸堿性判斷，以應(yīng)對選擇題；(2)電極反應(yīng)式書寫，電解反應(yīng)方程式書寫，電解原理應(yīng)用，電解簡單計算，以應(yīng)對填空題。編輯ppt一、電解原理1．電解：使______通過電解質(zhì)溶液(或熔融的電解質(zhì))而在_______________引起______________的過程。2．能量轉(zhuǎn)化形式：__________________。3．電解裝置——電解池(1)構(gòu)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(yīng)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能直流電源熔融電解質(zhì)電解質(zhì)溶液閉合回路編輯ppt(2)電極名稱及電極反應(yīng)(如圖)陰級陽級還原反應(yīng)氧化反應(yīng)編輯ppt1．(選一選)某同學(xué)為了使反應(yīng)2HCl＋2Ag===2AgCl＋H2↑能進(jìn)行，設(shè)計了如圖所示的四個實驗，你認(rèn)為可行的方案是()【答案】C編輯ppt二、電解原理的應(yīng)用1．電解飽和食鹽水(1)電極反應(yīng)陽極：____________________。陰極：2H＋＋2e－===H2↑。(2)總反應(yīng)方程式______________________________________。(3)應(yīng)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(yīng)式陽極：Cu－2e－===Cu2＋陰極：Cu2＋＋2e－===Cu電解質(zhì)溶液可溶性銅鹽溶液電解質(zhì)溶液濃度變化Cu2＋濃度略有減小，少量其他金屬離子進(jìn)入電解質(zhì)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(chǎn)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(wǎng)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(zhì)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(yīng)類型用線連接。編輯ppt【答案】

編輯ppt類型電極反應(yīng)特點實例電解對象電解質(zhì)濃度pH電解質(zhì)溶液復(fù)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(zhì)型電解質(zhì)電離出的陰、陽離子分別在兩極放電HCl電解質(zhì)減小增大通氯化氫CuCl2電解質(zhì)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(zhì)陰離子放電NaCl電解質(zhì)和水生成新電解質(zhì)增大通氯化氫放O2生酸型陰極：電解質(zhì)陽離子放電陽極：H2O放O2生酸CuSO4電解質(zhì)和水生成新電解質(zhì)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(dāng)于電解水，電解質(zhì)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(dāng)?shù)亟M成電解質(zhì)，按下列要求進(jìn)行電解：(1)以碳棒為電極，使電解質(zhì)質(zhì)量減少，水量不變進(jìn)行電解，則采用的電解質(zhì)是______________。(2)以碳棒為電極，使電解質(zhì)質(zhì)量不變，水量減少進(jìn)行電解，則采用的電解質(zhì)是______________。(3)以鉑為電極，使電解質(zhì)和水量都減少進(jìn)行電解，則電解質(zhì)是________。編輯ppt 【精講精析】(1)電解電解質(zhì)型，水不參與反應(yīng)，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(zhì)不參與反應(yīng)，只起增強(qiáng)溶液導(dǎo)電性作用，可以是含氧酸，活潑金屬的含氧酸鹽或強(qiáng)堿，如H2SO4、Na2SO4。 (3)電解質(zhì)和水均參與反應(yīng)，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(zhì)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(zhì)是() A．Na2SO4B．H2SO4 C．NaOHD．CuSO4【答案】C編輯ppt1.電極反應(yīng)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(jù)離子放電順序，分析電極反應(yīng)式，并判斷電極產(chǎn)物，寫出電極反應(yīng)式。 (3)電解水溶液時，應(yīng)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(xué)方程式時，首先看清是電解的水溶液還是熔融電解質(zhì)。編輯ppt (2012·青州質(zhì)檢)某水溶液中含有等物質(zhì)的量濃度的Cu(NO3)2和NaCl，以惰性電極對該溶液進(jìn)行電解，分階段寫出電解反應(yīng)的化學(xué)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(yīng)式合并可得電解反應(yīng)的化學(xué)方程式。編輯ppt編輯ppt編輯ppt2．(2012·淄博一中質(zhì)檢)某水溶液中含有等物質(zhì)的量的Cu(NO3)2和MgCl2，對該溶液進(jìn)行電解。(1)當(dāng)用石墨為電極時，分階段寫出對應(yīng)的電極反應(yīng)式及電解的總方程式。 ________________________________________________________________________(2)當(dāng)用銅為電極時，寫出對應(yīng)的電極反應(yīng)式。 ________________________________________________________________________編輯ppt編輯ppt編輯ppt 電解池中有關(guān)量的計算主要包括以下方面：根據(jù)直流電源提供的電量求產(chǎn)物的量(析出固體的質(zhì)量、產(chǎn)生氣體的體積等)、溶液的pH、相對原子質(zhì)量或某元素的化合價、化學(xué)式等。解題依據(jù)是得失電子守恒，解題方法一般有如下幾種： (1)根據(jù)電子守恒法計算： 用于串聯(lián)電路、陰陽兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。 (2)根據(jù)總反應(yīng)式計算： 先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式計算。編輯ppt (3)根據(jù)關(guān)系式計算： 根據(jù)得失電子守恒關(guān)系，在已知量與未知量之間，建立計算所需的關(guān)系式。 在如圖所示的裝置中，若通入直流電5min時，銅電極質(zhì)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(biāo)準(zhǔn)狀況)，溶液體積為200mL。則通電前CuSO4溶液的物質(zhì)的量濃度為________(設(shè)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(shè)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(zhì)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(zhì)，故銅極為陰極，由此可確定X極為負(fù)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(dāng)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(zhì)，陽極上的銀失去電子變成銀離子，理論上溶液的物質(zhì)的量濃度不變。編輯ppt 【答案】(1)負(fù)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(diào)換正負(fù)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(shè)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(zhuǎn)移的1.5mol電子中，只有1mol由OH－放電產(chǎn)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(yīng)用 電解原理應(yīng)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(hù)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(fù)極②電鍍液必須含有鍍層金屬的離子編輯ppt電極反應(yīng)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(xué)工業(yè)中有廣泛的應(yīng)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(dǎo)線與直流電源相連。

編輯ppt (1)若A、B都是惰性電極，電解質(zhì)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(fù)”)，B是________極(填“陰”或“陽”)； ②A電極上的電極反應(yīng)式為 ________________________________________________________________________， B電極上的電極反應(yīng)式為 ________________________________________________________________________； ③檢驗A電極產(chǎn)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(yīng)式為___________________________________________________________________________________________； ②B電極的材料是________，電極反應(yīng)式為___________________________________________________________________________________________。 (3)用惰性電極電解CuSO4溶液。若陰極上析出Cu的質(zhì)量為3.2g，則陽極上產(chǎn)生氣體在標(biāo)準(zhǔn)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(lán) (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(shè)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(zhì)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(fù)到起始狀態(tài)，應(yīng)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(yīng)得到氧氣，陰極發(fā)生還原反應(yīng)得到銅，因此補(bǔ)充氧化銅即可使電解液恢復(fù)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(yīng)的總反應(yīng)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(yīng)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(yīng)式為 ____________________________________________。 (2)若C處通入O2，則A極的電極反應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)狀況)，則E處收集的氣體中O3所占的體積分?jǐn)?shù)為________。(忽略O(shè)3的分解) 【解析】觀察電化學(xué)裝置圖知，特殊惰性電極B上產(chǎn)生了氧氣和臭氧，該極OH－失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，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(yīng)，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑；若從C處通入氧氣，氧氣將參與反應(yīng)，陰極生成的將是水，電極反應(yīng)為O2＋4H＋＋4e－===2H2O；設(shè)yL混合氣體中臭氧的體積分?jǐn)?shù)為a，由電子守恒有2x＝y(tǒng)a×6＋y(1－