1、高考总复习化学 第三节 电能转化为化学能电解第五章化学反应中的能量的转化高考总复习化学 电极产物的判断与电极反应式的书写1电解时电极产物的判断。阳极 根据电极活性电极(Fe、Cu、Ag等)：电极材料失电子惰性电极(Pt、Au、石墨)：溶液中的阴离子失电子阴离子放电顺序：S2IBrClOH 含氧酸根阴极根据离子活动性溶液中的阳离子得到电子。阳离子放电顺序：AgFe3Cu2HFe2Zn2Al3Mg2NaCa2K高考总复习化学 2电解池中电极反应式的书写。(1)根据装置书写。根据电源确定阴、阳两极确定阳极是否是活性金属电极据电极类型及电解质溶液中阴、阳离子的放电顺序写出电极反应式。在确保阴、阳两极转
2、移电子数目相同的条件下，将两极电极反应式合并即得总反应式。高考总复习化学(2)由氧化还原反应方程式书写电极反应式。找出发生氧化反应和还原反应的物质两极名称和反应物利用得失电子守恒分别写出两极反应式。若写出一极反应式，而另一极反应式不好写，可用总反应式减去已写出的电极反应式即得另一电极反应式。高考总复习化学 特别提醒(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，弱电解质要写成分子式。(2)要确保两极电子转移数目相同，且注明条件“电解”。(3)电解水溶液时，应注意放电顺序中H、OH之后的离子一般不参与放电。高考总复习化学【例1】Cu2O是一种半导体材料，基于绿色
3、化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如下图所示，电解总反应为：2CuH2O Cu2OH2。下列说法正确的是()=通电A石墨电极上产生氢气B铜电极发生还原反应C铜电极接直流电源的负极D当有0.1 mol电子转移时，有0.1 mol Cu2O生成高考总复习化学 思维点拨：分析电解应用的解题思路：(1)“分电离”，即仔细分析通电前电解质溶液的电离过程(包括溶质和水的电离)。(2)“清移向”，即分析通电后离子移动的方向：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。(3)“注电极”，即看清楚两个电极的材料是惰性电极(常见的是碳棒和铂棒)还是活泼性电极(Ag和Ag之前的金属电极)以及所连接电源的正极还是负极。(4
4、)“写反应”，即依据电解原理，结合溶液中离子的放电顺序，正确写出电解过程中两个电极的电极反应式。高考总复习化学 解析：从反应中得知Cu在通电时失电子，在阳极放电，发生氧化反应，另一电极(石墨)作阴极，发生还原反应，2H2O2e=H22OH，相应的Cu Cu2O，转移0.1 mol电子生成0.05 mol Cu2O，故B、C、D三项错误。答案：Ae 12高考总复习化学 针对训练1某小组为研究电化学原理，设计下图装置，下列叙述不正确的是()Aa和b不连接时，铁片上会有金属铜析出Ba和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu22e=CuC无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色D
5、a和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2向铜电极移动高考总复习化学 解析：a和b不连接时，铁与CuSO4溶液发生反应：FeCu2=Fe2Cu，A项正确；a和b用导线连接时，组成了原电池，Fe作负极，Cu作正极，铜片上发生还原反应：Cu22e=Cu，铁片上发生氧化反应：Fe2e=Fe2，B项正确；通过以上分析可知，无论a和b是否连接，均发生反应：FeCu2=Fe2Cu，故溶液均从蓝色(Cu2的颜色)逐渐变成浅绿色(Fe2的颜色)，C项正确；a和b分别连接直流电源正、负极时，构成电解池，铜片作阳极，铁片作阴极，Cu2应向阴极(铁电极)移动，D项错误。答案：D高考总复习化学 电解规律(用
6、惰性电极)及有关计算1电解规律(用惰性电极电解)。电解质(水溶液)电极方程式被电解的物质总化学方程式或离子方程式电解质浓度变化溶液pH变化电解质溶液复原方法含氧酸(如H2SO4)阳极：4OH4e=O22H2O阴极：4H4e=2H2水2H2O O22H2增大减小加H2O=电解高考总复习化学 强碱(如NaOH)阳极：4OH4e=O22H2O阴极：4H4e=2H2水2H2O O22H2增大增大加H2O活泼金属的含氧酸盐(如KNO3、Na2SO4)阳极：4OH4e=O22H2O阴极：4H4e=2H2水2H2O O22H2增大不变加H2O无氧酸(如HCl)，除HF外阳极：2Cl2e=Cl2阴极：2H2e
7、=H2酸2HCl Cl2H2减小增大通入HCl气体=电解=电解=电解高考总复习化学 不活泼金属的无氧酸盐(如CuCl2)，除氟化物外阳极：2Cl2e=Cl2阴极：Cu22e=Cu盐CuCl2 CuCl2减小加CuCl2活泼金属的无氧酸盐(如NaCl)阳极：2Cl2e=Cl2阴极：2H2e=H2水和盐2Cl2H2OCl2H22OH生成新电解质增大通入HCl气体不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4)阳极：4OH4e=O22H2O阴极：2Cu24e=2Cu水和盐2Cu22H2O2CuO24H生成新电解质减小加CuO或CuCO3=电解=电解=电解高考总复习化学 特别提醒电解的规律(1)若阴极为H放电，则
8、阴极区c(OH)增大；若阳极为OH放电，则阳极区c(H)增大；若阴极、阳极同时有H、OH放电，相当于电解水，电解质溶液浓度增大。(2)用惰性电极电解电解质溶液时，若要使电解后的溶液恢复到原状态，应遵循“缺什么加什么，缺多少加多少”的原则，一般加入阴极产物与阳极产物反应的化合物。高考总复习化学 2有关计算。(1)电子守恒法：阴、阳两极转移电子的物质的量相等，若多个电解池串联，则各电极转移电子的物质的量相等。(2)电荷守恒法：电解质溶液中阳离子所带正电荷总数与阴离子所带负电荷总数相等。(3)方程式法：根据电极反应式或电解总反应的化学方程式进行相关计算。(4)常见的电极产物中计算关系式。物质：H2O
9、2Cl2CuAgHOHen/mol 2 1 2 2 4 4 4 4高考总复习化学【例2】(2013潮州高三模拟)如图为相互串联的甲、乙两个电解池，试回答：(1)若甲池利用电解原理在铁上镀上银，则A是_、_(依次填电极材料和电极名称，下同)，电极反应式是_；B是_、_，电极反应式是_，应选用的电解质溶液是_。高考总复习化学(2)乙池中若滴入少量酚酞试液，开始电解一段时间，铁极附近呈_色，C极附近呈_色。(3)若甲槽阴极增重43.2 g，则乙槽中阳极上放出的气体在标况下的体积是_mL。(4)若乙槽中剩余溶液仍为400 mL，则电解后所得溶液的物质的量浓度为_molL1，pH等于_。高考总复习化学
10、Ag+e-Ag高考总复习化学 针对训练2.(2013北京卷)用石墨电极电解CuCl2溶液(见右图)。下列分析正确的是()Aa端是直流电源的负极B通电使CuCl2发生电离C阳极上发生的反应：Cu22e=CuD通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体高考总复习化学 解析：由溶液中离子移动方向可知，U型管左侧电极是阴极，连接电源的负极，a端是电源的负极，A正确；通电使CuCl2发生电解，不是电离，B错误；阳极发生氧化反应，Cl在阳极放电2Cl2e=Cl2，C错误；Cl发生氧化反应，在阳极放电生成Cl2，D错误。答案：A高考总复习化学 实验课题：用电解原理制取白色氢氧化亚铁1实验目的。用电解法制取白
11、色氢氧化亚铁。2实验原理。以铁为阳极，石墨为阴极，电解NaCl和NaOH的混合溶液，溶液中的OH向阳极迁移，阳极附近有Fe2和OH离子富集，从而产生氧化亚铁白色沉淀。高考总复习化学 3探究活动。(1)取200 mL U型管一支，加入约160 mL的4 mol/L的NaCl和1 mol/L的NaOH的混合物，在混合物上方再放一层乙酸乙酯(或植物油)，用铁架台、铁夹固定U型管。(2)U型管分别放入铁棒和石墨棒，铁连接电源正极，石墨棒连接电源负极。(3)接通16 V的工作电压，5分钟之内，就可以在铁极上看到大量白色沉淀，且能保存较长时间而不变色。高考总复习化学 4操作提示。在中等浓度的NaOH溶液中
12、加入适量的NaCl，使Fe在阳极正常溶解。在阳极的U型管上方放一层乙酸乙酯或植物油，防止氧化亚铁与空气中氧气接触而被氧化。高考总复习化学【例 3】电镀等工业废水中常含有剧毒、致癌的 Cr2O27。该废水处理的一种方法是：利用还原剂把 Cr2O27 还原成毒性较低的 Cr3，再加碱生成沉淀。另一种方法是：向废水中加入适当的NaCl，用 Fe 作电极进行电解。下列说法错误的是()A电解时，阳极反应为：Fe2e=Fe2B电解过程中阴极能产生氢气C电解法中，转化 Cr2O27 的离子方程式为：Cr2O27 6Fe214H=2Cr36Fe37H2OD电解过程中，阳极附近生成 Fe(OH)3 和 Cr(O
13、H)3 沉淀高考总复习化学 思路点拨：电解过程中，H在阴极放电生成H2，使阴极附近溶液中c(H)c(OH)，显碱性，阳离子Fe3、Cr3移到阴极附近后与OH结合转化成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀，故D项错误。答案：D高考总复习化学 针对训练3如下图所示，X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色、无味气体放出。符合这一情况的是附表中的()高考总复习化学 a极板b极板X电极Z溶液A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨正极NaOHC银铁正极AgNO3D铜石墨负极CuCl2高考总复习化学 解析：由题意知，通电后a极板质量增加，说明有金属析出，由此可知，a极为电解池的阴极，则X为电源负极，B、C项均不符合条件；又有b极放出的是无色无味的气体，则D项不符合条件。答案：A高考总复习化学
