1、导航页结束放映电解原理考点二以“饱和食盐水的电解”为载体串联电解原理的相关知识课堂小结一题串知课时跟踪检测(二十二)课后检测演练提能考点一电解原理的应用考点三突破电化学定量计算的三种方法第 2 节 电能转化为化学能电解导航页结束放映1.了解电解池的工作原理。2.能写出电极反应和电解反应方程式。导航页结束放映考点一基础自主落实电解原理1电解2电解池(1)概念：电解池是把能转变为能的装置。电化学导航页结束放映(2)电解池的构成条件有外接直流电源。有与相连的两个电极。形成闭合回路。电解质溶液或熔融电解质。(3)电解池中电子和离子的移动电子：从电源极流出后，流向电解池的极；再从电解池的极流向电源的正极
2、。离子：阳离子移向电解池的极，阴离子移向电解池的极。直流电源负阴阳阴阳导航页结束放映(4)电解工作原理(以电解 CuCl2 溶液为例)总反应方程式：Cu22Cl=电解 CuCl2导航页结束放映3在惰性电极上离子的放电顺序(1)阴极(与电极材料无关)：Ag Fe3 Cu2 H酸 Fe2 Zn2 H水 Al3 Mg2 Na Ca2 K得到电子 由易到难(2)阳极(与电极材料有关)：活泼电极S2IBrClOH含氧酸根离子F失去电子 由易到难 导航页结束放映4电解总方程式的书写(1)必须在连接号上标明“电解”。(2)只是电解质被电解，电解化学方程式中只写电解质及电解产物。如电解 HCl 溶液：2HCl
3、=电解 H2Cl2。(3)只有水被电解，只写水及电解产物即可。如电解稀硫酸、NaOH 溶液、Na2SO4 溶液时，化学方程式应写为 。(4)电解质、水同时被电解，则都要写进化学方程式。如电解饱和食盐水：。2H2O=电解 2H2O22NaCl2H2O=电解 2NaOHH2Cl2导航页结束放映小题热身1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)任何化学反应都可以设计成电解池反应()(2)电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程()(3)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现()(4)电解 CuCl2 溶液，阴极逸出的气体能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色()导航页结束放映(5)电
4、解盐酸、硫酸等溶液，H放电，溶液的 pH 逐渐增大()(6)电解时，电解液中阳离子移向阳极，发生还原反应()(7)用惰性电极电解饱和食盐水，溶液的 pH 不变()(8)用惰性电极电解 CuSO4 溶液一段时间后，加入 Cu(OH)2可使电解质溶液恢复到电解前的情况()导航页结束放映2用惰性电极电解 2 molL1 NaCl 和 1 molL1 CuSO4 的混合溶液，试判断阴、阳两极得到的产物是什么？并写出相应的电极反应式。提示：电解第一阶段：阳极得到 Cl2、阴极得到单质 Cu。电极反应式分别为阳极：2Cl2e=Cl2阴极：Cu22e=Cu电解第二阶段：阳极得到 O2、阴极得到 H2。电极反
5、应式分别为阳极：4OH4e=2H2OO2阴极：4H4e=2H2。导航页结束放映考向合作探究电极反应式、电解总反应式的书写1(2015四川高考)用右图所示装置除去含 CN、Cl废水中的 CN时，控制溶液 pH 为 910，阳极产生的 ClO将 CN氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是()A用石墨作阳极，铁作阴极B阳极的电极反应式：Cl2OH2e=ClOH2OC阴极的电极反应式：2H2O2e=H22OHD除去 CN的反应：2CN5ClO2H=N22CO25ClH2OA 项，若铁作阳极，则铁失电子生成 Fe2，则 CN无法除去，故铁只能作阴极，A 项正确；B 项，阳极 Cl放电生成 ClO，C
6、l 的化合价升高，故在阳极发生氧化反应，又已知该溶液呈碱性，B 项正确；C 项，阳离子在电解池的阴极得电子发生还原反应，在碱性条件下，H2O 提供阳离子(H)，C 项正确；D 项，由于溶液是碱性条件，故除去 CN发生的反应为2CN5ClOH2O=N22CO25Cl2OH，D 项错误。D导航页结束放映2(1)(2015山东高考)利用 LiOH 和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。LiOH 可由电解法制备，钴氧化物可通过处理钴渣获得。利用如图所示装置电解制备 LiOH，两电极区电解液分别为 LiOH 和 LiCl 溶液。B 极区电解液为_溶液(填化学式)，阳极电极反应式为_，电解过程中 Li向_电
7、极迁移(填“A”或“B”)。(1)根据电解装置图，两电极区电解液分别为 LiOH 和 LiCl 溶液，B极区产生 H2，电极反应式为 2H2e=H2，剩余 OH与 Li结合生成 LiOH，所以 B 极区电解液应为 LiOH 溶液，B 电极为阴极，则 A 电极应为阳极。阳极区电解液应为 LiCl 溶液，电极反应式为2Cl2e=Cl2。根据电流方向，电解过程中 Li向 B 电极迁移。2Cl2e=Cl2LiOHB导航页结束放映(2)(2014江苏高考)将烧碱吸收 H2S 后的溶液加入到如图所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应：S22e=S(n1)SS2=S2n写出电解时阴极的电
8、极反应式：_。电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成_。(2)由题图知，阴极区的电解质为氢氧化钠，且阴极生成 H2，故阴极的电极反应式为 2H2O2e=H22OH。S2n 在酸性条件下发生歧化反应，生成硫单质和硫化氢气体，离子方程式为 S2n 2H=(n1)SH2S。2H2O2e=H22OHS2n 2H=(n1)SH2S导航页结束放映规避电解池中方程式书写的 3 个易失分点(1)书写电解池中电极反应式时，要以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成化学式。(2)要确保两极得失电子数目相等，且注明条件“电解”。(3)电解水溶液时，应注意放电顺序中 H、O
9、H之后的离子一般不参与放电(电镀锌时除外)。易错警示 导航页结束放映电解类型及规律3(2014海南高考)以石墨为电极，电解 KI 溶液(其中含有少量酚酞和淀粉)。下列说法错误的是()A阴极附近溶液呈红色 B阴极逸出气体C阳极附近溶液呈蓝色D溶液的 pH 变小解析：以石墨为电极，电解 KI 溶液的方程式是 2KI2H2O=通电 I2H22KOH。由于其中含有少量酚酞和淀粉，所以在阳极附近碘单质遇淀粉，溶液变为蓝色；在阴极由于产生氢气，溶液显碱性，遇酚酞，溶液变为红色。因为产生了碱，溶液碱性增强，所以溶液的 pH 变大。因此选项是 D。D导航页结束放映4用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶液，在
10、电解的过程中，溶液的 pH 依次为升高、不变、降低的是()AAgNO3 CuCl2 Cu(NO3)2BKCl Na2SO4 CuSO4CCaCl2KOH NaNO3DHCl HNO3K2SO4解析：由电解电解质溶液的四种类型可知：类 型化学物质pH变化放O2生酸型CuSO4、AgNO3、Cu(NO3)2降低放H2生碱型KCl、CaCl2升高电解电解质型CuCl2升高HCl升高电解H2O型NaNO3、Na2SO4、K2SO4不变KOH升高HNO3降低B导航页结束放映探规寻律以惰性电极电解电解质溶液的规律类型实例电极反应特点电解质浓度pH电解质溶液复原电解水型NaOH阴：4H4e=2H2阳：4OH
11、4e=2H2OO2增大增大加水H2SO4增大减小加水Na2SO4增大不变加水电解电解质型HCl电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电减小增大 通氯化氢CuCl2减小加氯化铜导航页结束放映类型实例电极反应特点电解质浓度pH电解质溶液复原放H2生碱型NaCl阴极：H2O放H2生碱阳极：电解质阴离子放电生成新电解质增大通氯化氢放O2生酸型CuSO4阴极：电解质阳离子放电阳极：H2O放O2生酸生成新电解质减小加氧化铜导航页结束放映电解原理的应用考点二基础自主落实1电解饱和食盐水(1)电极反应阳极：(反应类型：反应)，阴极：(反应类型：反应)。(2)总反应方程式：。离子方程式：。2Cl2e=Cl2氧化2
12、H2e=H2还原2NaCl2H2O=电解 2NaOHH22Cl2H2O=电解 2OHH2Cl2Cl2导航页结束放映(3)应用：氯碱工业制烧碱、氢气和氯气阳极：钛网(涂有钛、钌等氧化物涂层)。阴极：碳钢网。阳离子交换膜：只允许阳离子通过，能阻止阴离子和气体通过。将电解槽隔成阳极室和阴极室。导航页结束放映2电解精炼铜导航页结束放映3电镀铜导航页结束放映4电冶金利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属 Na、Ca、Mg、Al 等。总方程式阳极、阴极反应式冶炼钠_冶炼镁_冶炼铝_2NaCl(熔融)=电解 2NaCl2MgCl2(熔融)=电解 MgCl22Al2O3(熔融)=电解 4Al3O22Cl2e=Cl
13、22Na2e=2Na2Cl2e=Cl2Mg22e=Mg6O212e=3O24Al312e=4Al导航页结束放映1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)电冶炼镁、铝通常电解镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中的 c(Cu2)均保持不变()(2)电解 MgCl2 和 Al2O3，也可电解 MgO 和 AlCl3()(3)若把 CuH2SO4=CuSO4H2设计成电解池，应用Cu 作阳极()(4)电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料()(5)在镀件上电镀铜时，镀件应连接电源的正极()(6)电解精炼时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料()小题热身导航页结束放映2比较下列两种装置有哪些不同？(
14、1)请分析两装置中各电极的质量变化？(2)请分析两装置中电解质溶液浓度的变化？提示：(1)甲图中铜片质量减小，铁制品质量增加；乙图中粗铜质量减小，精铜质量增加。(2)甲图中 CuSO4 溶液浓度几乎未变化，因为阳极溶解多少铜，阴极增加多少铜；乙图中 CuSO4 溶液浓度逐渐变小，因为粗铜中混有 Zn、Fe 等杂质，放电后转化成 Zn2、Fe2等离子，此时 Cu2会转化为 Cu，造成 CuSO4 溶液浓度减小。导航页结束放映考向合作探究1(2012福建高考)(1)电镀时，镀件与电源的_极连接。(2)化学镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉积在镀件表面形成镀层。若用铜盐进行化学镀铜，应选用_(填“
15、氧化剂”或“还原剂”)与之反应。某化学镀铜的反应速率随镀液 pH 变化如图所示。该镀铜过程中，镀液pH控制在 12.5左右。据图中信息，给出使反应停止的方法：_。(1)电镀时，镀件与电源的负极相连。负还原剂调节溶液 pH 在 89 之间铜盐中，铜化合价降低，作氧化剂，需要选择还原剂；pH 降低，镀铜反应速率降低，pH 在 89 之间，反应几乎停止。导航页结束放映2(2014新课标卷节选)次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品，具有较强还原性，回答下列问题：H3PO2 也可用电渗析法制备。“四室电渗析法”工作原理如下图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)：(1)写出阳极的电极反应式：
16、_。(1)阳极为水电离出的 OH放电，电极反应式为 2H2O4e=O24H。2H2O4e=O24H导航页结束放映2(2014新课标卷节选)次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品，具有较强还原性，回答下列问题：H3PO2 也可用电渗析法制备。“四室电渗析法”工作原理如下图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)：(2)分析产品室可得到 H3PO2 的原因：_。阳极室的 H穿过阳膜扩散至产品室，原料室的 H2PO2 穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成 H3PO2(2)阳极室中的 H穿过阳膜进入产品室，原料室中的 H2PO2 穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成 H3PO2。导航页结束放映2(
17、2014新课标卷节选)次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品，具有较强还原性，回答下列问题：H3PO2 也可用电渗析法制备。“四室电渗析法”工作原理如下图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)：(3)早期采用“三室电渗析法”制备 H3PO2：将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用 H3PO2 稀溶液代替。并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有_杂质。该杂质产生的原因是_。(3)在阳极区 H2PO2 或 H3PO2 可能失电子发生氧化反应，即生成物中会混有 PO34。PO34H2PO2 或 H3PO2被氧化导航页结束放映电化学的综合计算包括：两极产物
18、的定量计算、溶液 pH的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数测定的计算、根据电荷量求产物的量、根据产物的量求电荷量等等，不论哪类计算，均可采用下列三种方法：突破电化学定量计算的三种方法考点三导航页结束放映例如由关系式法通过 4 mol e为基准可构建电极产物之间的如下关系式：(M 为金属，x 为其化合价)导航页结束放映依据电子守恒，突破分阶段计算1用惰性电极电解 100 mL 4 molL1Cu(NO3)2 溶液，一定时间后在阳极收集到标准状况下气体 1.12 L。停止电解，向电解后的溶液中加入足量的铁粉，充分作用后溶液中的 Fe2浓度为(设溶液的体积不变)()A0.75 molL1 B3 mo
19、lL1C4 molL1D3.75 molL1解析：本题涉及的反应过程可分为两个阶段，第一个阶段是电解 Cu(NO3)2 溶液，第二个阶段是混合溶液与足量的铁粉反应，注意硝酸与足量铁粉反应是生成硝酸亚铁。电解后溶液中硝酸和硝酸铜分别为 0.2 mol、0.3 mol，前者与足量的铁粉反应生成硝酸亚铁 0.075 mol，后者与足量的铁粉反应生成 0.3 mol 硝酸亚铁。D导航页结束放映2(2016山西四校联考)500 mL NaNO3 和 Cu(NO3)2 的混合溶液中 c(NO3)0.3 molL1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到气体 1.12 L(标准状况下)，假定
20、电解后溶液体积仍为 500 mL，下列说法正确的是()A原混合溶液中 c(Na)0.2 molL1B电解后溶液中 c(H)0.2 molL1C上述电解过程中共转移 0.4 mol 电子D电解后得到的 Cu 的物质的量为 0.1 mol阳极是阴离子放电(放电能力：OHNO3)，根据题给信息，阳极一定是 OH放电，生成 0.05 mol 氧气，转移 0.2 mol 电子；阴极离子放电能力：Cu2HNa，所以 Cu2先放电，然后是 H放电，阴极生成 0.05 mol 氢气时，转移 0.1 mol 电子，根据得失电子守恒知，Cu2转移 0.1 mol 电子，n(Cu2)0.05 mol。所以原溶液中
21、nCu(NO3)20.05 mol，n(NO3)0.3 molL10.5 L0.15 mol，n(NaNO3)0.05 mol。原混合溶液中 c(Na)0.1 molL1，A 项错误；结合以上分析及电解总方程式 Cu22H2O=电解 CuH2O22H可知，生成 0.05 mol Cu、0.05 mol O2、0.05 mol H2和 0.1 mol H，电解后溶液中 c(H)0.1 mol0.5 L 0.2 molL1，B 项正确，D 项错误；上述电解过程中共转移 0.2 mol 电子，C 项错误。B导航页结束放映依据总反应式，建立等量关系进行计算3将两个铂电极插入 500 mL CuSO4
22、溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重 0.064 g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢离子浓度约为()A4103 molL1B2103 molL1C1103 molL1D1107 molL1解析：阴极反应：Cu22e=Cu，增重 0.064 g 应是 Cu 的质量，设生成 H的物质的量为 x，根据总反应方程式：2Cu22H2O=电解 2CuO24H 264 g 4 mol 0.064 g xx0.002 molc(H)0.002 mol0.5 L4103 molL1。A导航页结束放映4(2016六盘水质检)用惰性电极电解 400 mL 一定浓度的硫酸
23、铜溶液(不考虑电解过程中溶液体积的变化)，通电一段时间后进行如下操作。(1)如果向所得的溶液中加入 0.1 mol CuO 后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和 pH，电解过程中转移的电子为_mol。0.2电解硫酸铜溶液的反应方程式为 2CuSO42H2O=电解 2Cu2H2SO4O2，从方程式可以看出，电解硫酸铜过程中只析出铜和释放出氧气，加入 0.1 mol CuO 可以使溶液恢复至原来状态，说明参与反应的硫酸铜只有 0.1 mol，转移的电子为 0.2 mol。导航页结束放映(2)如果向所得的溶液中加入 0.1 mol Cu(OH)2 后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和 pH，电解过程中转
24、移的电子为_mol。0.44(2016六盘水质检)用惰性电极电解 400 mL 一定浓度的硫酸铜溶液(不考虑电解过程中溶液体积的变化)，通电一段时间后进行如下操作。解析导航页结束放映利用电子守恒，突破电化学多池“串联”的计算5在如图所示的装置中，若通直流电 5 min 时，铜电极质量增加 2.16 g。试回答下列问题。(1)电源中 X 电极为直流电源的_极。(2)pH 变化：A：_，B：_，C：_。(填“增大”“减小”或“不变”)三个装置是串联的电解池。电解 AgNO3 溶液时，Ag在阴极发生还原反应变为 Ag，所以质量增加的铜电极是阴极，则银电极是阳极，Y 是正极，X 是负极。负不变增大减小
25、电 解KCl溶 液 生 成KOH，溶液 pH 增大；电解 CuSO4 溶液生成H2SO4，溶液 pH 减小；电解 AgNO3 溶液，银为阳极，不断溶解，Ag浓度基本不变，pH 不变。导航页结束放映(3)通电 5 min 时，B 中共收集 224 mL(标准状况下)气体，溶液体积为 200 mL，则通电前 CuSO4 溶液的物质的量浓度为_(设电解前后溶液体积无变化)。0.025 molL1解析导航页结束放映通电 5 min 时，A中放出 0.01 mol H2，溶液中生成 0.02 mol KOH，c(OH)0.02 mol0.2 L0.1 molL1，pH13。(4)若 A 中 KCl 足量
26、且溶液的体积也是 200 mL，电解后，溶液的 pH 为_(设电解前后溶液体积无变化)。13导航页结束放映无明显“外接电源”的电解池的“串联”问题，主要是根据“原电池”的形成条件判断“电源”的正、负极，从而判断电解池的阴、阳极。“串联”电池中，各电极上转移电子的物质的量相等，依据这一特点进行计算。导航页结束放映以“饱和食盐水的电解”为载体串联电解原理的相关知识高考载体(2014上海高考 T12)如下图所示，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和 NaCl溶液的 U 型管中。导航页结束放映知识串联设计(1)闭合 K2，该装置为电解装置，则：阴极反应式：_，阳极反应式：_，如何通过实验检验 C 电极产物？_，
27、总反应的化学方程式：_。考查电极反应式的书写及Cl2的检验方法高考载体(2014上海高考 T12)如下图所示，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和 NaCl 溶液的 U 型管中。2H2e=H22Cl2e=Cl2 将湿润的 KI-淀粉试纸置于 U 形管右侧管口，若试纸变蓝，说明产生的气体是 Cl22NaCl2H2O=电解 2NaOHH2Cl2导航页结束放映高考载体(2014上海高考 T12)如下图所示，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和 NaCl 溶液的 U 型管中。知识串联设计(2)闭合 K2，电解一段时间后，如何操作才能使电解液恢复到电解前的状态？_。考查电解原理(3)闭合 K1，铁棒上发生的电极反应式是_，此时石墨棒周围溶液 pH 如何变化？_。考查原电池原理 通入 HCl 气体Fe2e=Fe2升高导航页结束放映高考载体(2014上海高考 T12)如下图所示，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和 NaCl 溶液的 U 型管中。知识串联设计(4)闭合 K2，电路中通过 0.002NA 个电子时，两极共产生气体的物质的量是_。考查电解的计算0.002 mol返回导航页结束放映“课后检测演练提能”见“课时跟踪检测(二十二)”(单击进入电子文档)
