2019高考化学第一轮复习 专题 电能转化为化学能 电解学案 鲁科版.doc

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1、1专题专题 电能转化为化学能电能转化为化学能 电解电解【本讲教育信息本讲教育信息】 一. 教学内容： 高考第一轮复习化学选修 4 第 1 章 化学反应与能量变化 第 2 节 电能转化为化学能电解 1. 电解的原理。 2. 电解原理的应用 （1）电解食盐水制备烧碱、氢气和氯气。 （2）铜的电解精炼。 （3）电镀。二. 教学目的 1、掌握电解、电解池的概念，建立电极反应概念，正确判断阴、阳极。 2、了解食盐水的电解、铜的电解精炼、电镀的反应原理。 3、从能量的角度理解化学科学的重要性。三. 重点和难点 1、电解原理。 2、电极反应的概念、阴、阳极的判断。 3、电极反应式的书写。四. 考点分析 本节

2、内容在高考中的主要考查点是： 1、电解池、电镀池的构成条件及区别。 2、电路中电子的流向、电极反应类型与电极种类的关系。 3、金属活泼性与电极的关系，阴、阳极放电顺序及应用。 4、两极反应式的书写，两极产物的判断及数量关系。 5、电解质溶液中离子浓度的变化、pH 变化。 6、反应式的现象，根据离子、电解产物与电子相关量关系的计算。五. 知识要点1. 电解是指_。电解池是将_转化为_的装置。电解 池由_、_以及_或_组成。2. 按照电化学的规定，_叫做阳极，_叫做阴极。3. 水的电离过程可表示为_。4. 电解饱和食盐水时，阴极产物有_，阳极产物有_，电解反应 总方程式是_。5. 在铜的电解精炼中

3、，_做阳极，_做阴极。6. 电镀的主要目的是_。在电镀槽中，_作为阴极， _作为阳极。7. 电解2CuCl溶液分析2（1）现象：2CuCl溶液通电后，_极上逐渐覆盖了一层红色物质，析出_，阳极上有气泡产生，并可闻到_的气味。同时看到湿润的碘化 钾淀粉试纸变蓝，阳极上有_生成。 （2）电极反应： 阴极：阴极上生成铜，电极反应为：_。阳极：阳极上生成2Cl，电极反应为：_。总的电解反应为_。8. 怎样判断电解时的电极产物？9. 分析电解饱和食盐水的产物？10. 什么是电镀以及电镀池的组成？ 注意： （1）电解 在直流电的作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。 （2）电解质导电

4、的实质：电解质溶液（或熔融态电解质）的导电过程，就是电解质溶 液（或熔融态电解质）的电解过程。 （3）电解池 把电能转化为化学能的装置。 形成条件：a. 外接直流电源；b. 电解质溶液或熔融电解质；c. 氧化反应与电源正极相连阳极还原反应与电源负极相连阴极电极电解池工作原理：以电解2CuCl溶液为例（石墨作电极） （如下图）（4）离子在电极上的放电规律阴极：溶液中阳离子得电子能力强的先得电子。阳离子放电顺序：32FeHgAgKCaNaMgAlZnFeSnPbHCu22322222阳极：若是惰性电极，则是溶液中阴离子失电子能力强的先失电子；若是活泼电极，则是活泼电极失电子。阴离子放电顺序：OHC

5、lBrIS2含氧酸根。（5）电解原理的应用：3电解饱和食盐水制取氯气和烧碱（氯碱工业）电解前应除去食盐溶液中的2Ca、2Mg、2 4SO等杂质离子电极反应：阳极（石墨）： 2Cle2Cl2阴极（钢铁）： 2He2H2总反应：222HClNaOH2OH2NaCl2电解电解法冶炼活泼金属Na、Mg、Al等活泼金属都可用电解它们的熔融盐或氧化物制得。如制Al：阳极： 22O3e12O6阴极：Al4e12Al43总反应：232O3Al4OAl2电解电镀 电镀是一种特殊的电解，用含镀层金属离子的电解质配成电镀液用待镀金属作阴极； 镀层金属作阳极电镀时，理论上，电解质溶液的浓度保持不变。 电解精炼电解精炼

6、铜时，阳极材料是粗铜，阴极材料是纯铜，电解质溶液是4CuSO（或2CuCl）溶液。长时间电解后，电解质溶液必须补充。 （6）电解与溶液 pH 值的变化 酸、碱、盐溶液的电解规律表（惰性电极）类型电极反应特点实例电解对 象电解 质浓 度pH 电解质溶液复 原加入NaOH水增大增 大水42SOH水增大减 小水电解水 型阴极： 2He2H2阳极： 22OOH2e4OH442SONa水增大不 变水HCl电解质减小不 变氯化氢电解电 解质型电解质电离出的阴阳离子分 别在两极放电2CuCl电解质减小不 变氯化铜放2H生碱型阴极：OH2放2H生碱阳极：电解质阴离子放电NaCl电解质 和水减小不 变氯化氧4放

7、2O生酸型阴极：电解质的离子放电阳极：OH2放2O生酸4CuSO电解质 和水减小减 小氧化铜（7）惰性电极电解电解质溶液的规律无氧酸（除 HF） 、不活泼金属无氧酸盐（F除外）的电解是电解质本身电解，例如2CuCl、HBr、HCl；不活泼金属的含氧酸盐、活泼金属的无氧酸盐的电解是电解质与水同时电解，例如NaCl、4CuSO、3AgNO；含氧酸、可溶性碱、活泼金属的金属含氧酸盐的电解是水的电解，例如42SOH、NaOH、3NaNO。【典型例题典型例题】例 1. 下列关于铜电极的叙述正确的是（ ） A. 铜锌原电池中铜是正极 B. 用电解法精炼粗铜时，粗铜做阴极 C. 在镀件上电镀铜时可用金属铜做

8、阳极D. 电解稀硫酸制2H和2O时铜做阳极分析：铜锌原电池中锌活泼，锌做负极；电解精炼铜时，粗铜中的铜失去电子，做阳 极；电镀铜时，应选用铜片做阳极，待镀件做阴极，含有铜离子的溶液做电镀液。电解稀硫酸时，铜做阳极，失电子的是铜而不是溶液中的OH，因而得不到氧气。答案：AC例 2. 用石墨做电极电解 1L/mol4CuSO溶液，当2Cuc为L/mol5 . 0时，停止电解，向剩余溶液中加入下列何种物质可使电解质溶液恢复至原来状态（ ）A. 4CuSOB. CuOC. 2OHCuD. OH5CuSO24分析：电解过程中的反应为：阳极：e4OOH2OH422阴极：Cu2e4Cu22。总反应为：242

9、24OCu2SOH2OH2CuSO2电解。由以上反应可知，电解使 24CuSOmol和 2 OHmol2变成了 2 mol42SOH，同时析5出铜，放出2O，溶液中每生成 2 molCu则放出 1mol2O，故需补充CuO。答案：B例 3. 用 Pt 电极电解含有2Cu和3X均为 0.1 mol 的溶液，阴极析出金属的质量m（g）与溶液中通过电子的物质的量 n（mol）关系如图，则离子的氧化能力由大到小排列 正确的是（ ）A. HXCu32B. 23CuXHC. 23CuHXD. 32XHCu分析：此题有些学生一看，立即想到3X是3Fe，不加以仔细分析，即选答案 C。先分析图中变化：一开始通电

10、，阴极就有固体析出，且通过mol2 . 0电子后，质量不再增加。根据离子放电规律，是2Cu先放电，再是H放电，3X在溶液中不放电，答案应选 D。答案：D例 4. 用铂电极电解4CuSO和3KNO的混合溶液 500mL，经过一段时间后，两极均得到标准状况下 11.2L 的气体，则原混合溶液中4CuSO的物质的量浓度为（ ）A. L/mol5 . 0B. L/mol8 . 0C. L/mol0 . 1D. L/mol5 . 1分析：阳极电极反应：e4OOH2OH422失去电子的物质的量mol24mol/L4 .22L2 .114On2；阴极电极反应：首先发生的是Cue2Cu2，其次发生的是 2He

11、2H2，阴极还原反应物质得到电子的总量2mol/L4 .22L2 .112Cun2Hn2Cun2 22，6两电极物质得与失电子数相等，即2mol/L4 .22L2 .112Cunmol22。解得2 42CunCuSOlnmo5 . 0Cunmol5 . 0，所以其物质的量浓度L/mol0 . 1L10500mol5 . 03。答案：C。例 5. 电解原理在化学工业中有着广泛的应用。如图所示为一个电解池，装有电解液 a；X、Y 是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：（1）若 X、Y 都是惰性电极，a 是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几 滴酚酞试液，则 电解池中 X

12、 极上的电极反应式是_。在 X 极附近观察到的现象是 _。 Y 电极上的电极反应式是_，检验该电极反应产物的方法是 _。（2）如果用电解方法精炼粗铜，电解液 a 选用4CuSO溶液，则X 电极的材料是_，电极反应式是_。 Y 电极的材料是_，电极反应式是_。 （说明：杂质发生的电极反应不必写出） 分析：本题考查了电解池的知识，包含了电解的两个重要应用：氯碱工业和铜的电解 精炼。 正确书写电解的离子方程式要从以下几个环节入手：分清电极，与电源正极相连的 为阳极，与负极相连的为阴极。分析溶液，电解质溶液中有哪些阳离子，哪些阴离子。 注意先后，即离子放电顺序。书写电极反应式，注意电子得失守恒。 （1）X 连接电源的负极，为阴极，发生还原反应，Y 连接电源的正极，为阳极，发生 氧化反应。（2）电解精炼是电解的应用。电解是以粗铜为阳极，纯铜为阴极，4CuSO溶液为电7解液。答案：（1） 2He2H2；放出气体，溶液变红 2Cle2Cl2；把湿润的碘化钾淀粉试纸放在 Y 电极附近，试纸变蓝色（2）纯铜；Cue2Cu2粗铜；2Cue2Cu