山东省高考化学一轮复习-第6章第2节-电能转化为化学能——电解课件.ppt

菜 单,策略探究,备高考,一轮复习,L,K,化学（山东专用）,课时知能训练,自主落实,固基础,真题体验,明考情,要点突破,提知能,本小节结束,请按,ESC,键返回,第,2,节电能转化为化学能,电解,点面导图,考向分析,本节高考重点考查：,(1),电解池的工作原理；,(2),电极反应式及电解反应方程式的书写；电解的应用及有关简单计算。,高考对本节内容多以选择题和填空题呈现，试题中等难度。预计,2013,年高考，该节内容仍会命题。基于此，我们在复习时应抓住以下几方面的内容：,(1),电极名称、电极反应类型、电极附近溶液的酸碱性判断，以应对选择题；,(2),电极反应式书写，电解反应方程式书写，电解原理应用，电解简单计算，以应对填空题。,一、电解原理,1,电解：使,_,通过电解质溶液,(,或熔融的电解质,),而在,_,引起,_,的过程。,2,能量转化形式：,_,。,3,电解装置,电解池,(1),构成条件,与,_,相连的两个电极。,_,(,或,_,),。,形成,_,。,电流,阴、阳两极,氧化还原反应,电能转化为化学能,直流电源,熔融电解质,电解质溶液,闭合回路,(2),电极名称及电极反应,(,如图,),阴级,阳级,还原反应,氧化反应,1,(,选一选,),某同学为了使反应,2HCl,2Ag=2AgCl,H,2,能进行，设计了如图所示的四个实验，你认为可行的方案是,(,),【,答案,】,C,二、电解原理的应用,1,电解饱和食盐水,(1),电极反应,阳极：,_,。,阴极：,2H,2e,=H,2,。,(2),总反应方程式,_,。,(3),应用：氯碱工业用于制烧碱、氯气和,_,。,2Cl,2e,=Cl,2,氢气,2,铜的电解精炼与电镀铜,电解精炼铜,电镀铜,电极材,料,阴,精铜,镀件,阳,粗铜,纯铜,电极反应式,阳极：,Cu,2e,=Cu,2,阴极：,Cu,2,2e,=Cu,电解质溶液,可溶性铜盐溶液,电解质溶液,浓度变化,Cu,2,浓度略有减小，少量其他金属离子进入,电解质溶液成分及浓度基本不变,2,(,判一判,),下列描述是否符合生产实际,(,符合的打,“”,，不符合的打,“,”,),(1),电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极,(,),(2),电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极,(,),(3),电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极,(,),(4),在镀件上电镀锌，用锌作阳极,(,),(5),镀件上镀铜时，电镀液中,c,(Cu,2,),几乎不变,(,),(6),电解法精炼粗铜时，电解质溶液中各离子浓度基本不变,(,),【,答案,】,(1),(2),(3),(4),(5),(6),3,(,连一连,),将左栏的电极与右栏的反应类型用线连接。,【,答案,】,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,电解水型,阴极：,4H,4e,=2H,2,阳极：,4OH,4e,=2H,2,O,O,2,NaOH,水,增大,增大,加水,H,2,SO,4,水,增大,减小,加水,Na,2,SO,4,水,增大,不变,加水,电解电解质型,电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电,HCl,电解质,减小,增大,通氯化氢,CuCl,2,电解质,减小,加氯化铜,放,H,2,生碱型,阴极：,H,2,O,放,H,2,生碱,阳极：电解质阴离子放电,NaCl,电解质和水,生成新电解质,增大,通氯化氢,放,O,2,生酸型,阴极：电解质阳离子放电,阳极：,H,2,O,放,O,2,生酸,CuSO,4,电解质和水,生成新电解质,减小,加氧化铜,若阴极为,H,放电，则阴极区,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。,(2012,阳信检测,),从,H,、,Cu,2,、,Na,、,SO,、,Cl,五种离子中两两恰当地组成电解质，按下列要求进行电解：,(1),以碳棒为电极，使电解质质量减少，水量不变进行电解，则采用的电解质是,_,。,(2),以碳棒为电极，使电解质质量不变，水量减少进行电解，则采用的电解质是,_,。,(3),以铂为电极，使电解质和水量都减少进行电解，则电解质是,_,。,【,精讲精析,】,(1),电解电解质型，水不参与反应，可以是无氧酸或较不活泼金属的无氧酸盐，如,HCl,、,CuCl,2,。,(2),电解水型，电解质不参与反应，只起增强溶液导电性作用，可以是含氧酸，活泼金属的含氧酸盐或强碱，如,H,2,SO,4,、,Na,2,SO,4,。,(3),电解质和水均参与反应，可以是较不活泼金属的含氧酸盐或活泼金属的无氧酸盐，如,CuSO,4,、,NaCl,。,【,答案,】,(1)HCl,、,CuCl,2,(2)H,2,SO,4,、,Na,2,SO,4,(3)CuSO,4,、,NaCl,1,在,pH,a,的某电解质溶液中插入两支惰性电极，电解一段时间后，溶液,pH,a,，则电解质是,(,),A,Na,2,SO,4,B,H,2,SO,4,C,NaOH,D,CuSO,4,【,答案,】,C,1.,电极反应式的书写,(1),首先判断阴、阳极，分析电极材料，判断是电极材料放电还是溶液中的离子放电。阳极为金属活性电极时，电极材料放电。,(2),再分析溶液中的离子种类，根据离子放电顺序，分析电极反应式，并判断电极产物，写出电极反应式。,(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。,书写电解化学方程式时，首先看清是电解的水溶液还是熔融电解质。,(2012,青州质检,),某水溶液中含有等物质的量浓度的,Cu(NO,3,),2,和,NaCl,，以惰性电极对该溶液进行电解，分阶段写出电解反应的化学方程式。,【,精讲精析,】,第一阶段阳极：,2Cl,2e,=Cl,2,阴极：,Cu,2,2e,=Cu,第二阶段阴极：,2Cu,2,4e,=2Cu,阳极：,4OH,4e,=O,2,2H,2,O,第三阶段阴极：,4H,4e,=2H,2,阳极：,4OH,4e,=O,2,2H,2,O,将电极反应式合并可得电解反应的化学方程式。,2,(2012,淄博一中质检,),某水溶液中含有等物质的量的,Cu(NO,3,),2,和,MgCl,2,，对该溶液进行电解。,(1),当用石墨为电极时，分阶段写出对应的电极反应式及电解的总方程式。,_,(2),当用铜为电极时，写出对应的电极反应式。,_,电解池中有关量的计算主要包括以下方面：根据直流电源提供的电量求产物的量,(,析出固体的质量、产生气体的体积等,),、溶液的,pH,、相对原子质量或某元素的化合价、化学式等。解题依据是得失电子守恒，解题方法一般有如下几种：,(1),根据电子守恒法计算：,用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。,(2),根据总反应式计算：,先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式计算。,(3),根据关系式计算：,根据得失电子守恒关系，在已知量与未知量之间，建立计算所需的关系式。,在如图所示的装置中，若通入直流电,5 min,时，铜电极质量增加,2.16 g,，试回答：,(1),电源电极,X,名称为,_,。,(2)pH,变化：,A_,，,B_,，,C_,。,(,填,“,增大,”,、,“,减小,”,或,“,不变,”,),(3),通电,5 min,时，,B,中共收集,224,mL,气体,(,标准状况,),，溶液体积为,200,mL,。则通电前,CuSO,4,溶液的物质的量浓度为,_(,设电解前后溶液体积无变化,),。,(4),若,A,中,KCl,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,),。,【,精讲精析,】,(1)C,装置的铜电极质量增加，说明铜极上有金属析出，即溶液中的银离子被还原生成银单质，故铜极为阴极，由此可确定,X,极为负极。,(2)A,装置是电解,KCl,溶液，阴极析出氢气，阳极析出氯气，溶液中氢氧根离子浓度增大。,B,装置阴极上先析出铜，当铜离子消耗完后析出氢气，而阳极上析出氧气，溶液中氢离子浓度增大。,C,装置阴极析出银单质，阳极上的银失去电子变成银离子，理论上溶液的物质的量浓度不变。,【,答案,】,(1),负极,(2),增大减小不变,(3)0.025,molL,1,(4)13,3,用惰性电极电解,2 L 1.0,molL,1,CuSO,4,溶液，在电路中通过,0.5 mol,电子后，调换正负极继续电解，电路中通过了,1 mol,电子，此时溶液中,c,(H,),为,(,假设体积不变,)(,),A,1.5 molL,1,B,0.75 molL,1,C,0.5 molL,1,D,0.25 molL,1,故电路中转移的,1.5 mol,电子中，只有,1 mol,由,OH,放电产生，即消耗的,n,(OH,),1 mol,，亦即溶液中积累的,n,(H,),1 mol,，则,c,(H,),0.5,molL,1,。,【,答案,】,C,热点探究,电解原理的应用,电解原理应用是近几年高考的热点，主要考查金属冶炼、金属精炼、电镀、金属防护等,电解饱和食盐水,精炼铜,电镀铜,实验装置,电极与电解液,阴极：石墨阳极：石墨电解液：饱和食盐水,不纯金属作阳极，纯金属作阴极,含该金属离子的可溶性盐作电解液,镀层金属接电源正极，待镀金属接电源负极,电镀液必须含有镀层金属的离子,电极反应,阴极：,2H,2e,=H,2,阳极：,2Cl,2e,=Cl,2,阳极：,Zn,2e,=Zn,2,Fe,2e,=Fe,2,Cu,2e,=Cu,2,阴极：,Cu,2,2e,=Cu,阳极：,Cu,2e,=Cu,2,阴极：,Cu,2,2e,=Cu,电解原理在化学工业中有广泛的应用。如图表示一个电解池，装有电解液,c,；,A,、,B,分别是两块电极板，通过导线与直流电源相连。,(1),若,A,、,B,都是惰性电极，电解质溶液,c,是饱和,NaCl,溶液，实验开始时，同时在,U,形管两边各滴入几滴酚酞试液，试判断,a,是,_,极,(,填,“,正,”,或,“,负,”,),，,B,是,_,极,(,填,“,阴,”,或,“,阳,”,),；,A,电极上的电极反应式为,_,，,B,电极上的电极反应式为,_,；,检验,A,电极产物的方法是,_,。,(2),如用电解法精炼粗铜，电解液,c,选用,CuSO,4,溶液，则,A,电极的材料是,_,，电极反应式为,_,；,B,电极的材料是,_,，电极反应式为,_,。,(3),用惰性电极电解,CuSO,4,溶液。若阴极上析出,Cu,的质量为,3.2 g,，则阳极上产生气体在标准状况下的体积为,_,；常温下，若将电解后的溶液稀释至,1 L,，则溶液的,pH,约为,_,。,【,答案,】,(1),正阴,2Cl,2e,=Cl,2,2H,2e,=H,2,把湿润的淀粉碘化钾试纸放在,A,电极附近，试纸变蓝,(2),粗铜,Cu,2e,=Cu,2,纯铜,Cu,2,2e,=Cu,(3)0.56 L,1,在铁制品上镀一层一定厚度的锌层，以下方案设计正确的是,(,),A,锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子,B,铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子,C,锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子,D,锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含有亚铁离子,【,解析,】,本题考查的是电镀的原理。电镀原理是镀层作阳极、镀件作阴极，含有镀层金属阳离子的电解质溶液作电镀液。故正确答案为,A,。,【,答案,】,A,高考题组一电解原理,1,(2011,全国高考,),用石墨作电极电解,CuSO,4,溶液。通电一段时间后，欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的,(,),A,CuSO,4,B,H,2,O,C,CuO D,CuSO,4,5H,2,O,【,解析,】,石墨电极电解硫酸铜溶液一段时间，阳极发生氧化反应得到氧气，阴极发生还原反应得到铜，因此补充氧化铜即可使电解液恢复到起始状态。,【,答案,】,C,2,(2011,四川高考节选,),如图电解,NaCl,的饱和溶液，写出该电解池中发生反应的总反应方程式：,_,。,将充分电解后所得溶液逐滴加入到酚酞试液中，观察到的现象是,_,。,【,答案,】,NaCl,H,2,O,通电,NaClO,H,2,先变红后褪色,高考题组二电解原理应用,3,(2011,重庆高考节选,)O,3,可由臭氧发生器,(,原理如图,),电解稀硫酸制得。,(1),图中阴极为,_(,填,“,A,”,或,“,B,”,),，其电极反应式为,_,。,(2),若,C,处通入,O,2,，则,A,极的电极反应式为,_,。,(3),若,C,处不通入,O,2,，,D,、,E,处分别收集到,x,L,和,y,L,气体,(,标准状况,),，则,E,处收集的气体中,O,3,所占的体积分数为,_,。,(,忽略,O,3,的分解,),【,解析,】,观察电化学装置图知，特殊惰性电极,B,上产生了氧气和臭氧，该极,OH,失去电子发生氧化反应，故,B,极作阳极，则特殊惰性电极,A,为阴极，得电子发生还原反应，电极反应式为,2H,2e,=H,2,；若从,C,处通入氧气，氧气将参与反应，阴极生成的将是水，电极反应为,O,2,4H,4e,=2H,2,O,；设,y,L,混合气体中臭氧的体积分数为,a,，由电子守恒有,2,x,ya,6,y,(1,a,),4,，解得,a,(,x,2,y,)/,y,。,【,答案,】,(1)A,2H,2e,=H,2,(2)O,2,4H,4e,=2H,2,O,(3)(,x,2,y,)/,y,4,(1),(2011,北京高考节选,),氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如下图所示。,(1),溶液,A,的溶质是,_,。,(2),电解饱和食盐水的离子方程式是,_,。,(3),电解时用盐酸控制阳极区溶液的,pH,在,2,3,。用化学平衡移动原理解释盐酸的作用：,_,。,【,解析,】,(1),根据电解原理以及,H,在阴极放电可知在阴极区有大量的,OH,剩余，所以溶质为,NaOH,。,【,答案,】,(1)NaOH,(2)2Cl,2H,2,O,通电,H,2,Cl,2,2OH,5,(2011,山东高考,),以,KCl,和,ZnCl,2,混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是,(,),A,未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程,B,因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系,C,电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率,D,镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用,【,解析,】,未通电前，题述装置不能构成原电池，,A,项错误；锌的析出量与通过的电量成正比，,B,错；电镀时电解反应速率只与电流大小有关，与温度无关，,C,项对；镀锌层破损后，会形成铁锌原电池，铁作正极，得到保护，,D,项错误。,【,答案,】,C,课时知能训练,