2022年高中化学精讲电解原理及应用.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 考点 40 电解原理及应用 1复习重点 1电解原理及其应用,放电次序,电极反应式的书写及有关运算；2氯碱工业；2难点聚焦 一、懂得把握电解池的构成条件和工作原理电解池有外接电源 两个电极；有外接电源；有电解质溶液 阴极：与电源负极相连 阳极：与电源正极相连 阴极：本身不反应,溶液中阳离子得电子发生仍原反应；阳极：发生氧化反应,如是惰性中极,就是溶液中阴离子失电子；如是非惰性电极,就电极本身失电子电源负极e阴极,阳极e电源正极电能化学能二、把握电解反应产物及电解时溶液pH 值的变化规律及有关电化学的运算1、要判定电解产物是什么,必需懂得溶液中离子

2、放电次序 阴极放电的总是溶液中的阳离子,与电极材料无关；放电次序是K+、Ca 2+、Na+、Mg2+、Al3+、Zn2+、Fe 2+H+、Cu2+、Hg2+、Ag+、Au3+放电由难到易阳极：如是惰性电极作阳极,溶液中的阴离子放电,放电次序是S 2-、I-、Br-、Cl-、OH-、含氧酸根离子NO 3-、 SO42-、CO 3 2-、F-失电子由易到难如是非惰性电极作阳极,就是电极本身失电子；要明确溶液中阴阳离子的放电次序,有时仍需兼顾到溶液的离子浓度；假如离子浓度相差非常悬殊的情形下,离子浓度大的有可能先放电；如理论上H+的放电才能大于Fe 2+、Zn 2+,但在电解浓度大的硫酸亚铁或硫酸锌

3、溶液时,由于溶液阴极上放电的是 Fe 2+或 Zn 2+,因此, 阴极上的主要产物就为Mg 2+、Na +等是不会在阴极上放电的；2、电解时溶液 pH 值的变化规律Fe 2+或Zn 2+H +,就先在Fe 和 Zn；但在水溶液中, Al 3+、电解质溶液在电解过程中,有时溶液 pH 值会发生变化； 判定电解质溶液的 pH 值变化,有时可以从电解产物上去看；如电解时阴极上产生 H 2,阳极上无 O2 产生,电解后溶液 pH值增大；如阴极上无 H 2,阳极上产生 O2,就电解后溶液 pH 值减小；如阴极上有 H 2,阳极上有 O2,且 V H 2 2 V O 2,就有三种情形： a 假如原溶液为中

4、性溶液,就电解后 pH 值不变； b 假如原溶液是酸溶液,就 pH 值变小； c 假如原溶液为碱溶液,就 pH 值变大；如阴极上无 H 2,阳极上无 O2 产生,电解后溶液的 pH 可能也会发生变化；如电解 CuCl 2溶液（CuCl 2 溶液由于 Cu 2+水解显酸性） ,一旦 CuCl 2 全部电解完, pH 值会变大,成中性溶液；3、进行有关电化学运算,如运算电极析出产物的质量或质量比,溶液 pH 值或推断金属原子量等时,肯定要紧紧抓住阴阳极或正负极等电极反应中得失电子数相等这一规律；三、懂得金属腐蚀的本质及不怜悯形,明白用电化学原理在实际生活生产中的应电解原理的应用（1）制取物质：例如

5、用电解饱和食盐水溶液可制取氢气、氯气和烧碱；名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - （2）电镀：应用电解原理,在某些金属或非金属表面镀上一薄层其它金属或合金的过程；电镀时,镀件作阴极,镀层金属作阳极,挑选含有镀层金属阳离子的盐溶液为电解质溶液；电镀过程中该金属阳离子浓度不变；（3）精炼铜：以精铜作阴极,粗铜作阳极,以硫酸铜为电解质溶液,阳极粗铜溶解,阴极析出铜,溶液中Cu2+浓度减小（4）电冶活泼金属：电解熔融状态的 3例题精讲Al 2O3、MgCl 2、NaCl 可得到金属单质；例 1 某同学试图用电解法依据电极上析出

6、物质的质量来验证阿伏加德罗常数值,其试验 方案的要点为：用直流电电解氯化铜溶液,所用仪器如图 241；强度为 I A,通电时间为 t s 后,精确测得某电极上析出的铜的质量为 m g；图 241 试回答：1这些仪器的正确连接次序为用图中标注仪器接线柱的英文字母表示,下同 E 接_,C 接_,_接 F；试验线路中的电流方向为_C_ 2写出 B 电极上发生反应的离子方程式 _,G 试管中淀粉 KI 溶液变化的现象为 _,相应的离子方程式是 _；3为精确测定电极上析出铜的质量,所必需的试验步骤的先后次序是 _；称量电解前电极质量 刮下电解后电极上的铜并清洗 用蒸馏水清洗电解后电极低温烘干电极后称量

7、低温烘干刮下的铜后称量 再次低温烘干后称量至恒重4 已 知 电 子 的 电 量 为 1.6 10 19 C ； 试 列 出 阿 伏 加 德 罗 常 数 的 计 算 表 达 式 ：NA =_；命题意图：考查同学对电解原理的懂得及完成电解试验的才能；学问依靠：电解原理；错解分析：电解CuCl 2aq发生如下反应：G 的作Cu2 2Cl电解Cu Cl 2Cl 2有毒,须作处理,装置中G,作用即此,假如不留意观看,忽视了或猜不透用,就会得出错误的答案；不能排除干扰,也会得出错误答案；解题思路： 1B 电极上应产生Cl 2：2e=Cl 22Cl向；B 极上流出电子, 电子进入直流电源的正极,即 F 极,

8、由此可得仪器连接次序及电流方2B 中产生 Cl 2,Cl2进入 G 中与 KI 反应,有 I2 生成, I2 使淀粉变蓝色；名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3镀在 A 电极上的 Cu 是没必要刮下的,也无法刮洁净,仍能将 A 电极材料刮下,故两步须排除在外；4由电学学问,可求电量 Q：Q=I A t s=It C 由此可求出通过的电子个数：Ne=1.6ItCC1 .6It1910-1910其物质的量为：ne= 1.6It-19NA1.6It19NA=Cu 1010而电子个数与Cu 的关系为：Cu22e依据生成 C

9、u m g 得：64mg1-=16.It19NA1gmol102NA可求；答案： 1D A B F B A D E I 222Cl2e=Cl 2变蓝色Cl 22I=2Cl364 I t14NA= 19 molm 2 1 6. 10例 2.用 Pt 电极电解 AgFaq ,电流强度为 a A,通电时间为 t min ,阴极增重 m g,阳极上生成标准状况下的纯洁气体 V L,以 q C 表示一个电子的电量,M r 表示 Ag 的相对原子质量,就阿伏加德罗常数 NA 可表示为 A.1344 a tmol1 B. a tM r mol1q V q m60 a tM rC. D.以上答案都不对q m.

10、解析：如认为逸出气体是 F2,就会误选 A；如马虎未把 t min 转化为 60t s 进行运算,就会误选 B；如忽视单位就会误选 C；正确答案应是：60 a tM rmol1q m例 3.用图 242 所示的装置进行电解；通电一会儿,发觉潮湿的淀粉 KI 试纸的 C 端变为蓝色；就：名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图 242 1A 中发生反应的化学方程式为 _；2在 B 中观看到的现象是_、_ 、_；3室温下,如从电解开头到时间 t s,A 、B 装置中共收集到标准状况下的气体 0.168 L,如电解过程中无其

11、他副反应发生,经测定电解后 A 中溶液体积恰为 1000 mL ,就 A 溶液的pH 为_；解析： 可以认为线路中串联了3 个电解池； 当选定一个为讨论对象时,另外的 2 个可看作是线路或是电阻；先选定潮湿的淀粉KI 试纸为讨论对象；由于C 端变为蓝色,可知C 端有 I 2生成：2I2e=I 2由此可以肯定外接电源的E 端I2使淀粉变蓝色； 该反应是在电解池的阳极发生的反应,为负极, F 端为正极；12 选 A或 B 为讨论对象,可忽视 3由题意可得如下关系式：B或 A和淀粉 KI 试纸的存在；4HO22H2依据气体的体积可求出nH、cH及 pH；溶液中有蓝色沉淀生成答案： 14AgNO 3电

12、解4Ag O2 4HNO32石墨极有气泡产生Cu 极四周变蓝色32 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 例 4.将羧酸的碱金属盐电解可得烃类化合物；例如：2CH 3COOK H2O电解CH 3CH3 2CO2 H2 2KOH 阳 阳 阴 阴 据以下衍变关系回答疑题：ClCH 2COOKaq电解A 混合物 BOCOB D浓 H2SO4E1写出电极反应式阳极,阴极；2写出以下反应方程式AB：,BC：；E,试写出它们的结构简式、3D 和 B 在不同条件下反应会生成三种不同的、；解析： 精确懂得题给信息是解决问题的关键；电解

13、 CH3COOKaq 时,阳极吸引阴离子：CH3COO和 OH,事实上放电的是CH 3COO,2CH 3COO2e2CO2 CH3CH3 ,阴极吸引阳离子：H和 K,放电的是H, 2H2e =2H 22H2e=H 2答案： 12ClCH 2COO2eCH2ClCH 2Cl 2CO22CH 2ClCH 2Cl2KOHCH 2OH CH2OH 2KCl CH2OH CH 2OH O2CuOHCCHO 2H2O 4实战演练一、挑选题（每道题 5 分,共 451.银锌电池广泛用做各种电子仪器的电源,它的充电和放电过程可以表示为：2Ag ZnOH 2 Ag 2OZnH 2O,A.Ag B.ZnOH 2C

14、.Ag 2O D.Zn2.（ 20XX 年上海高考题）某同学想制作一种家用环保型消毒液发生器,用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液,通电时,为使Cl 2 被完全吸取制得有较强杀菌才能的消毒液,设计了名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - A.a 为正极, b 为负极； NaClO 和 NaCl B.a 为负极, b 为正极； NaClO 和 NaCl C.a 为阳极, b 为阴极； HClO 和 NaCl D.a 为阴极, b 为阳极； HClO 和 NaCl 3.A.B.C.D.4.氢镍电池是近年开发出来的可充电电池,它可以

15、取代会产生镉污染的镉镍电池；氢镍电池的总反应式是：1 H2NO（OH ）2N（OH）2；依据此反应式判定以下表达中正确选项A. 电池放电时,电池负极四周溶液的 pH B.C.D.电池放电时, H2mol5.如下图所示两个装置中,溶液体积均为 L1,工作一段时间后,测得导线上通过200 mL,开头时电解质溶液的浓度均为0.1 0.02 mol 电子,如不考虑盐水解和溶液体积的变化,就以下表达正确选项A.B.C.溶液的 pH D.名师归纳总结 阳极： 4OH4e=2H 2O O2第 6 页,共 10 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 阴极： 2H2e=H

16、 26.甲、乙两个电解池均以Pt 为电极,且相互串联,甲池盛有AgNO 3溶液,乙池中盛有肯定量的某盐溶液,通电一段时间后,测得甲池中电极质量增加0.64 gA.C SO4 B.MgSO 4C.Al （NO 3）3 D.Na 2SO42.16 g,乙池中电极上析出7.用石墨电极电解 100 mL H 2SO4与 CuSO4的混合溶液,通电一段时间后,两极均收集2到 2.24 L 气体（标准状况） ,就原混合溶液中 Cu11A.1 mol L B.2 mol L11C.3 mol L D.4 mol L8.用惰性电极电解 V L SO4的水溶液, 当阴极上有 m 金属析出 阴极上无气体产生时,阳

17、极上产生 L 气体 标准状况 ,同时溶液的 溶液体积不变 ；就 MpH 由原先的 6.5 变为 2.0设电解前后A.100 mB.200 mVVC.22 . 4mD.x9.用 Pt 电极电解 CCl 2溶液,当电流强度为11. 2mx a A,通电时间为 时,阴极质量增加 ,阳极上生成标准状况下纯洁气体VL,电极上产生的气体在水中的溶解忽视不计,且以 表示 1 个电子的电量,表示铜的相对原子质量,就阿伏加德罗常数可表示为A.672atB.64atVqVqmC.60MatD.不能确定mq二、非挑选题 共 55 分10.12 分由于 Fe（OH） 2极易被氧化,所以试验室很难用亚铁盐溶液与烧碱反应

18、制得白色纯洁的 Fe（OH） 2 沉淀,应用下图电解试验可以制得白色纯洁的 Fe（OH） 2 沉淀；两1a 电极材料应为,电极反应式为；名师归纳总结 2电解液 c 可以是； 填编号 c 应作何简洁处理；第 7 页,共 10 页A. 纯水B.NaClC.NaOH 溶液D.CCl 23d 为苯,其作用是,在加入苯之前对4为了在较短时间内看到白色沉淀,可实行的措施是填编号 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - A.B.C.D.适当降低5如 c 中用 Na2SO4溶液,当电解一段时间看到白色Fe（OH ）2 沉淀后,再反接电源电解,除了电极上看到气泡外,混合物中另

19、一明显现象为；11.8 分蓄电池使用日久后,正负极标志模糊, 现依据以下两种条件,如何判定正负极：（1）氯化铜溶液,两根带铜导线的碳棒；（2）硫酸铜溶液,两根铜导线；12.（12 分）氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH 的工艺流程如下图：1在电解过程中,与电源正极相连的电极上的电极反应式为；与电源负极相连的电极邻近溶液 pH 填“ 不变” “ 上升” 或“ 下降”2 工 业 食 盐 含 Ca 2、 Mg 2等 杂 质 ； 精 制 过 程 发 生 反 应 的 离 子 方 程 式为、；3假如粗盐中 SO 24含量较高, 必需添加钡试剂除去 SO 24,该钡试剂可以是 选填“A” “ B”“C” ,多

20、项扣分 A.BaOH 2 B.BaNO 32 C.BaCl 24为有效除去 Ca 2、Mg 2、SO 24,加入试剂的合理次序为 选填“A”“ B” “ C” ,多项扣分 A. 先加 NaOH ,后加 Na2CO3B.先加 NaOH ,后加钡试剂,再加 Na2CO3C.先加钡试剂,后加 NaOH ,再加 Na2CO35脱盐工序中利用 NaOH 和 NaCl 在溶解度上的差异,通过、冷却、填写操作名称 除去 NaCl6在隔膜法电解食盐水时,电解槽分隔为阳极区和阴极区,防止 Cl 2与 NaOH 反应； 采用无隔膜电解冷的食盐水时,Cl 2 与 NaOH 充分接触,产物仅是NaClO 和 H2,无

21、隔膜电解食盐水的总的化学方程式为；13.12 分碘缺乏症遍及全球,多发生于山区,南美的安第斯山区、欧洲的阿尔卑斯山区和亚洲的喜马拉雅山区是高发病地区；我国云南、 河南等十余省的山区发病率也较高,据估量我国患者大约有 1000 万人左右； 为掌握该病的发生,较为有效的方法是食用含碘食盐；我国政府以国家标准的方式规定在食盐中添加碘酸钾 KIO 31名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - A. 胰岛素 B.C.生长激素 D.2A. 甲状腺亢进 B.C.地方性甲状腺肿 D.3 可 用 盐 酸 酸 化 的 碘 化 钾 和 淀 粉

22、检 验 食 盐 中 的 碘 酸 钾 ； 反 应 的 化 学 方 程 式为,氧化产物与仍原产物的物质的量之比为,能观看到的明显现象是；4已知 KIO 3可用电解方法制得,原理是：以石墨为阳极,以不锈钢为阴极,在肯定电电解流强度和温度下电解 KI 溶液；总反应化学方程式为：KI 3H 2O KIO 33H2 ,就两极反应式分别为：阳极,阴极；5在某温度下,如以 12 A 的电流强度电解 KI 溶液达 10 min,理论上可得标准状况下的氢气 L ；14.11 分100.0 g 无水氢氧化钾溶于 100.0 g 水；在 T 温度下电解该溶液,电流强度 I 600 A,电解时间 10.00 h；电解终

23、止温度重新调至 ,分别析出 KOH 2H 2O 固体后,测得剩余溶液的总质量为 1648 ；已知不同温度下每 100 g 饱和溶液中无水氢氧化温度0 10 20 30 KOH 49 2 508 528 558 通过运算先确定温度 T 的区间,然后求出 最终运算结果只要求两位有效数字 ；注：法拉第常数 F965 10 4 Cmol 1A安培 h小时 相对原子质量：H：101 O：160 K：39 1 附参考答案一、 1.D2.解析： Cl 2被完全吸取, Cl2应在下部生成,推知 b 为正极, a答案： B3.C 4.CD 5.B 6.A 7.A 8.BD 9.A加热 c,以除去溶解的O2二、

24、10.1Fe Fe2e=Fe2（2） C3隔离空气,防止生成的Fe（OH ） 2被氧化4BC5名师归纳总结 11.（1）有红色物质析出为负极（ 2电解2NaOH H2 +Cl2第 9 页,共 10 页12.12Cl2e =Cl 22Ca2+CO2 3=CaCO 3Mg2+2OH=MgOH23AC 4BC 5蒸发6NaCl+H 2O电解NaClO+H 2 或 2NaCl+2H2O- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - Cl 22NaOH=NaCl+NaClO+H 2O13.1B 2C535K K O36HCl=6KCl 323H2O 4阳极：3H 2O6e= O36H阴极： 6H 2O6e =3H 2 6OH50 837名师归纳总结 14.T 介于 20 30之间T 为 28第 10 页,共 10 页- - - - - - -