2022年高二化学电解池人教版知识精讲.docx
《2022年高二化学电解池人教版知识精讲.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2022年高二化学电解池人教版知识精讲.docx(19页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、精选学习资料 - - - - - - - - - 高二化学电解池人教版【本讲训练信息 】一. 教学内容:电解池1、电解原理2、电解原理的应用二. 重点、难点 1、懂得电解原理,初步把握一般电解反应产物的判定方法;2、明白氯碱工业,电镀,冶金的原理;3、把握电解电极方程式的书写;三. 教学过程(一)电解原理1、电解和电解池:使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极上引起氧化仍原反应的过程叫 做电解;把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽;CuCl 2 CuCl 22、电解池的组成:有两个电极插入电解质溶液(或熔融状态的电解质)中;两极连外接直流电源;【归纳比较 】原电池与电解池的比较3、离子的放电
2、次序:阴 离子失去电子而 阳离子得到电子 的过程叫放电 ;电解电解质溶液 时,在阴阳两极上第一发生放电反应的离子分别是溶液里最简单放电的阳离子和最简单放电 的阴离子;(1)阳极:(仍原性强的先放电)惰性电极 (Pt、 Au 、石墨、钛等)时:2F2S IBrClOH(水) NO 3SO4活性电极时:电极本身溶解放电;(2)阴极:(氧化性强的先放电)无论是惰性电极仍是活性电极都不参与电极反应,发生反应的是溶液中的阳离子;阳离子在阴极上的放电次序是:Ag+Hg2+Cu2+H+(水) Pb2+Fe2+ Na+Ca 2+ K+名师归纳总结 专心爱心专心第 1 页,共 13 页- - - - - - -
3、精选学习资料 - - - - - - - - - 4、电解规律: (惰性电极)(1)电解电解质:阳离子和阴离子放电才能均强于水电离出H+和 OH ;如无氧酸和不活泼金属的无氧酸盐;HCl (aq)阳极( ClOH)2Cl2eCl 2阴极( H)2H2eH2电解总方程式 2HCl H 2 Cl 2CuCl 2(aq)阳极( ClOH)2Cl2eCl 2H+和 OH ;如含氧酸、 强碱、阴极( Cu2 H)Cu22eCu 总方程式CuCl 2电解CuCl2(2)电解水: 阳离子和阴离子放电才能均弱于水电离出活泼金属的含氧酸盐;H2SO4(aq)阳极( SO42OH4OH 4e2H 2OO2阴极(
4、H)2H 2eH 2总方程式2H2O电解2H 2 O2NaOH (aq)阳极( OH)4OH4e2H 2OO2阴极:( NaH2H 2eH2电解总方程式 2H2O 2H 2 O2Na2SO4(aq)阳极( SO42OH4OH 4e2H 2OO2阴极:( NaH2H2eH2总方程式2H2O电解2H 2 O2(3)电解水和电解质:阳离子放电才能强于水电离出H+,阴离子放电才能弱于水电离出 OH,如活泼金属的无氧酸盐;阳离子放电才能弱于水电离出 H+,阴离子放电才能强于水电离出 OH ,如不活泼金属的含氧酸盐;NaCl(aq)阳极( ClOH)2Cl2eCl 2阴极:( NaH2H 2eH2电解总方
5、程式 2NaCl 2H 2O 2NaOHH2 Cl 2CuSO4(aq)阳极( SO4 2OH4OH 4e2H 2OO2阴极( Cu2 H)Cu22eCu 专心 爱心 专心名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 总方程式2CuSO42H 2O电解2Cu2H 2SO4O2【归纳总结 】(1)电解的四种类型(惰性电极):(2)电解质溶液浓度复原:加入物质与电解产物的反应必需符合电解方程式生成物的化学计量数;(3)电解时 pH 的变化:电极区域:阴极 H+放电产生 H 2,破坏水的电离平稳云集 OH,阴极区域 pH 变大;阳极
6、 OH放电产生 O2,破坏水的电离平稳云集 H +,阳极区域 pH 变小;电解质溶液:电解过程中,既产生 H 2,又产生 O2,就原溶液呈酸性的 pH 变小,原溶液呈碱性的 pH 变大,原溶液呈中性的 pH 不变(浓度变大) ;电解过程中, 无 H2 和 O2 产生,pH 几乎不变;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;电解过程中,只产生 O2, pH 变小;H2,pH 变大;电解过程中,只产生(4)电极方程式的书写:先看电极;再将溶液中的离子放电次序排队,依次放电;留意要遵循电荷守恒,电子
7、得失的数目要相等;(二)电解原理的应用1、铜的电解精炼2、阳极(粗铜棒) :Cu2eCu 2阴极(精铜棒) :Cu22e Cu 电解质溶液:含铜离子的可溶性电解质专心爱心专心名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 分析: 由于粗铜中含有金、银、锌、铁、镍等杂质,电解时,比铜活泼的锌、铁、镍会在阳极放电形成阳离子进入溶液中,Zn2e = Zn 2+ 、Fe2e = Fe 2+ 、Ni 2e =Ni 2+,Fe2+、Zn2+、Ni 2+不会在阴极析出, 最终留存溶液中, 所以电解质溶液的浓度、质量、pH 均会转变;仍原性比铜
8、差的银、金等不能失去电子,它们以单质的形式沉积在电解槽溶液中,成为阳极泥;阳极泥可再用于提炼金、银等珍贵金属;2、电镀阳极(镀层金属) :Cu2e Cu2阴极(镀件) :Cu2 2eCu 电镀液:含镀层金属的电解质分析: 由于由得失电子数目守恒可知,阳极放电形成的Cu2离子和阴极Cu2离子放电的量相等,所以电解质溶液的浓度、质量、pH 均不会转变;(1)电镀是电解的应用;电镀是以镀层金属为阳极,待镀金属制品为阴极,含镀层金属离子为电镀液;(2)电镀过程的特点:牺牲阳极;电镀液的浓度(严格说是镀层金属离子的浓度)保持不变;在电镀的条件下,水电离产生的H+、 OH一般不放电;【小结】 原电池、电解
9、池、电镀池的比较:3、电解饱和食盐水氯碱工业名师归纳总结 专心爱心专心第 4 页,共 13 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 氯碱工业所得的 NaOH 、Cl 2 、H2 都是重要的化工生产原料,进一步加工可得多种化工产品,涉及多种化工行业,如:有机合成、医药、农药、造纸、纺织等,与人们的生活息息相关;阳极:石墨或金属钛2Cl2eCl 2阴极:铁网2H2eH 2电解质溶液:饱和食盐水Cl总方程式: 2NaCl 2H 2O电解2NaOHH2 Cl 2分析: 在饱和食盐水中接通直流电源后,溶液中带负电的OH和 Cl向阳极移动, 由于比 OH简单失去电子,
10、在阳极被氧化成氯原子,氯原子结合成氯分子放出;溶液中带正电的 Na+和 H+向阴极移动,由于H+比 Na+简单失去电子,在阴极被仍原成氢原子,氢原子结合成氢分子放出;在阴极上得到 NaOH ;(1)饱和食盐水的精制:缘由:除去 NaCl 中的 M Cl 2、Na2SO4 等杂质,防止生成氢氧化镁沉淀影响 溶液的导电性,防止氯化钠中混有硫酸钠影响烧碱的质量;试剂加入的次序: 先加过量的BaCl 2 和过量的 NaOH(次序可换) ,再加入过量的Na 2CO 3,过滤,加盐酸调剂pH 为 7;(2)隔膜的作用:防止氢气和氯气混合发生爆炸;防止氯气和氢氧化钠反应影响烧碱的质量;4、电解法冶炼活泼金属
11、:(1)电解熔融的氯化钠制金属钠:2NaCl (熔融)电解2NaCl 2(2)电解熔融的氯化镁制金属镁:MgCl 2(熔融)电解MgCl 2(3)电解熔融的氧化铝制金属铝:2Al 2O3(熔融)电解4Al 3O2分析: 在金属活动次序表中K、Ca、Na、Mg 、Al 等金属的仍原性很强,这些金属都很简单失电子, 因此不能用一般的方法和仍原剂使其从化合物中仍原出来,只能用电解其化合物熔融状态方法来冶炼;名师归纳总结 专心爱心专心第 5 页,共 13 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 留意: 电解熔融 NaCl 和饱和 NaCl 溶液的区分; 不能用 M
12、gO 替代 MgCl 2 的缘由;不能用 AlCl 3 替代 Al 2O3的缘由;【典型例题】例 1、下图中 x、y 分别是直流电源的两极,通电后发觉 无臭气体放出,符合这一情形的是()a 极板质量增加, b 极板处有无色A a 极板b 极板x 电极Z 溶液锌石墨负极CuSO4B 石墨石墨负极NaOH C 银铁正极AgNO 3D 铜石墨负极CuCl 2分析: 通电后 a 极板增重,说明溶液中金属阳离子在a 极板上放电, 发生仍原反应析出了金属单质, 因此可确定 a 极板是电解池的阴极,与它相连接的直流电源的 x 极是负极; 选项 C 中 x 极为正极,故 C 不正确; A 中电解液为 CuSO
13、4 溶液,阴极 a 板上析出 Cu 而增重,阳极 b 板上由于 OH离子放电而放出无色无臭的 O2,故 A 正确;B 中电解液为 NaOH 溶液,通电后阴极 a 上应放出 H2,a 极板不会增重,故 B 不正确; D 中电解液为 CuCl 2 溶液,阴极a 板上因析出 Cu 而增重,但阳板 b 板上因 Cl离子放电,放出黄绿色有刺激性气味的 Cl2,故 D 不正确;答案为 A;例 2、高铁电池是一种新型可充电电池,与一般高能电池相比,该电池能长时间保持稳固的放电电压;高铁电池的总反应为3Zn+2K 2FeO4+8H 2O3Zn(OH ) 2+2Fe(OH )3+4KOH 以下表达不正确的是2+
14、 4H 2O A、放电时负极反应为:Zn2e+2OH= Zn(OH ) 2B、充电时阳极反应为:Fe(OH) 33e+ 5 OH= FeO4C、放电时每转移3 mol 电子,正极有1mol K 2FeO4 被氧化D、放电时正极邻近溶液的碱性增强分析: A 是关于负极反应式的判定,判定的要点是: 抓住总方程式中 “ 放电”是原电池、“ 充电”是电解池的规律, 再分析清晰价态的变化趋势,从而快速精确的判定,A 是正确的;B 是充电时的阳极方程式,第一判定应当从右向左,再判定阳极应当是失去电子,就应当是元素化合价上升的元素所在的化合物参与反应,然后留意电子、电荷以及元素三个守恒,B正确; C 主要是
15、分析原总方程式即可,应当是 1mol K 2FeO4 被仍原,而不是氧化;D 选项中关于放电时正极邻近的溶液状况,主要是分析正极参与反应的物质以及其电极反应式即可,本答案是正确的;答案选 C;例 3、下图中能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是()专心 爱心 专心名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 分析: 此题给出电解饱和食盐水的四个装置,考查同学对电解饱和食盐水原理的懂得、产物的判定和检验及装置的辨认才能,同时也考查同学对所学学问的迁移才能;由电解原理可知,电解饱和食盐水时阳极(电子流出的一端)发生氧化反应:2
16、Cl2e Cl 2 ,可用淀粉 KI 溶液来检验产生的 Cl 2,阴极(电子流入的一端) 发生仍原反应: 2H 2e H 2 ,由于该极因 H+放电而使溶液中 C(OH)增大,酚酞试液变红,结合四个装置图分析,符合要求的为 D;例 4、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,设计了如图的装置,就对电源电极名称和消毒液的主要成分判定正确选项()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
17、和 NaCl D、 a 为阴极, b 为阳极; HClO 和 NaCl 分析: 电解 NaCl 溶液得到 Cl 2、H2 、NaOH 是比较熟识的,解题关键是从实物简图中获取信息,为了制较强杀菌才能的消毒剂,又不使 Cl2 逸散污染环境;因此 Cl 2 应由下端电极上产生,在上逸过程中,被 NaOH 较充分吸取,才能得到有较强杀菌才能的 NaClO,所以 b应是直流电源正极,B 选项符合题要求;例 5、通以相等的电量,分别电解等浓度的硝酸银和硝酸亚汞(亚汞的化合价为 +1 价)溶液,如被仍原的硝酸银和硝酸亚汞的物质的量之比 以下表述正确选项()A、在两个阴极上得到的银和汞的物质的量之比 B、在
18、两个阳极上得到的产物的物质的量不相等 C、硝酸亚汞的分子式为 HgNO 3 D、硝酸亚汞的分子式为 Hg 2(NO 3) 2n(硝酸银) n(硝酸亚汞) =21,就n(Ag ) n(Hg)=21 分析: 通以相等的电量即是通过相同的电子数,银和亚汞都是 +1 价,因此,得到的单质银和汞的物质的量也应相等;又因电解的n(硝酸银) n(硝酸亚汞) =21,硝酸银的名师归纳总结 专心爱心专心第 7 页,共 13 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 化学式为 AgNO 3,故硝酸亚汞的化学式不行能为HgNO 3,只能为 Hg 2(NO 3)2;答案为 D;例
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2022 年高 化学 电解池 人教版 知识
限制150内