2012年高考化学复习基础提高课件第九章第二节电解池.ppt

1、第二节电解池全局性掌控选项式诊断诊断判断正误，在诊断一栏内打“”或“”1.用惰性电极电解熔融氯化钠的离子方程式为：2Cl2H2O2OHH2Cl2(2010江苏高考T3A)2.利用电解法进行粗铜提纯时，以精铜作阳极(2010海南高考T9A)3.利用电解法进行粗铜提纯时，阴极发生还原反应(2010海南高考T9B)4.用铜作阳极电解饱和食盐水可制Cl2和H2(2010安徽高考T8C)5.电解精炼铜时，若阴极得到电子数为2NA个，则阳极质量减少64(2010四川高考T7D)全局性掌控本节在高考中的考点主要有：一是电解池的工作原理，如电解池阳阴极的判断、电极反应式的书写及溶液pH的变化等；二是电解规律及

2、其应用，如氯碱工业、粗铜的精炼、电镀等预计将电化学、元素及其化合物、有机化学、电解质溶液、化学实验设计、化学计算等知识融合在一起进行综合考查，是今后高考命题的趋势一、电解原理1电解使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在引起的过程阴、阳两极氧化还原反应2电解池(也叫电解槽)把转变为的装置电能化学能3电解池的工作原理以电解CuCl2溶液为例电极名称阴极阳极电极反应反应类型电子流向电子从电源沿导线流入电解池的极，经过阴、阳离子定向移动形成的内电路，再从电解池的流出，并沿导线流回电源的Cu22e=Cu 2Cl2e=Cl2还原反应氧化反应负极阴阳极正极1电解质溶液通电时，一定会发生化学反应吗？为什么

3、？提示：一定发生化学反应因为在电解池的阴极、阳极分别发生了还原反应和氧化反应，发生了电子的转移，生成了新物质，所以一定有化学反应发生二、电解原理的应用1氯碱工业(1)概念：用电解饱和NaCl溶液的方法来制取、H2和，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业，称为氯碱工业Cl2NaOH2电镀电镀时，用作阳极，作阴极，用含的溶液作电解质溶液理论上讲，电镀时，电解质溶液的成分及浓度是不变的镀层金属待镀金属镀层金属离子3铜的精炼(粗铜中通常含有Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质)电极名称电极材料电极反应电解质溶液阳极粗铜Zn2e=Zn2，Fe2e=Fe2，Ni2e=Ni2，CuSO4溶液阴极纯铜Cu2e

4、=Cu2Cu22e=Cu粗铜中比较活泼的金属杂质形成阳离子进入溶液，金属活动性弱于铜的金属(Ag和Au)沉淀在电解槽底部，形成阳极泥4电冶金金属冶炼：Mnne=M.(1)电解熔融的氯化钠冶炼金属钠：阳极反应：.阴极反应：.总反应：.2Cl2e=Cl22Na2e=2Na(2)电解熔融的氯化镁冶炼金属镁：阳极反应：.阴极反应：.总反应：.2Cl2e=Cl2Mg22e=Mg(3)电解熔融的氧化铝冶炼金属铝：阳极反应：.阴极反应：.总反应：.6O212e=3O24Al312e=4Al2电解精炼铜时，阳极减少的质量与阴极增加的质量相等吗？提示：不相等电解精炼铜时，粗铜作阳极，在Cu失电子的同时，粗铜中活

5、泼金属也能失电子进入溶液，不活泼金属沉淀在电解槽底部形成阳极泥，而在阴极上Cu22e=Cu，虽然两极得失电子数相等，但阳极减少的质量大于阴极增加的质量 1.有关右图所示装置的叙述正确的是 ()A假设X为盐桥，该装置为原电池B假设X为盐桥，该装置为电解池C假设X为铜片，该装置为原电池D假设X为铜片，该装置为电解池解析：盐桥能够使阴阳离子通过，因而假设X为盐桥，就使两个烧杯成为一个整体装置原电池；但假设X为铜片，由于铜片不能使阴阳离子通过，因而该装置左边部分为电解池，右边部分为原电池；只有A项正确答案：A2(2011北京海淀期中)下列关于电解的说法中，正确的是 ()A电解池是把化学能转变为电能的装

6、置B电解精炼铜时，粗铜板做阴极C电镀时，通常把待镀的金属制品做阴极D工业电解饱和食盐水用于生产金属钠和氯气解析：电解池是把电能转变为化学能的装置，A错；电解精炼铜时，粗铜板作阳极，B错；工业电解熔融氯化钠生产金属钠和氯气，电解饱和食盐水得到氢氧化钠、氢气和氯气，D错答案：C3(2011宿州模拟)某同学为了使反应2HCl2Ag=2AgClH2能进行，设计了如图所示的四个实验，你认为可行的方案是()解析：化学反应2HClAg=2AgClH2不能够自发进行，但借助于电解能够发生，设计电解池时应选择Ag做阳极，HCl做电解质溶液即可，C项正确答案：C4下图为电解饱和食盐水的简易装置，下列有关说法正确的

7、是 ()A电解一段时间后，往蛋壳内溶液中滴加几滴酚酞，呈红色B蛋壳表面缠绕的铁丝发生氧化反应C铁丝表面生成的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝D蛋壳可阻止生成的氯气与氢气、氢氧化钠溶液接触解析：正确判断电解池的阴阳极与其发生的电极反应很重要图中所示的蛋壳相当于阳离子交换膜，可以阻止氯气进入阴极区，D项正确；电源的正极接碳棒，为电解池的阳极，发生氧化反应，即2Cl2e=Cl2，因此碳棒上生成的气体可使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，铁丝与电源的负极相连，为电解池的阴极，发生还原反应，电极反应为2He=H2，因消耗了氢离子，所以水的电离程度增大，溶液中的OH浓度增大，溶液显碱性，滴入酚酞后，溶液呈红色答案

8、：D5按如图所示装置进行实验，并回答问题：(1)判断装置的名称：A池为_，B池为_(2)锌极为_，电极反应式为_；铜极为_，电极反应式为_；石墨棒C1为_，电极反应式为_；石墨棒C2附近产生的实验现象为_(3)当C2极析出224 mL气体(标准状况下)，锌的质量变化(增加或减少)了_gCuSO4溶液的质量变化(增加或减少)了_g.解析：A池中Zn、Cu放入CuSO4溶液中构成原电池，B池中两个电极均为石墨电极与KCl溶液构成电解池，A池中Zn为负极，Cu为正极，B池中C1为阳极，C2为阴极，C2析出H2，周围OH富集，使酚酞溶液变红，且n(H2)0.01 mol，故电路中转移电子的物质的量为0

9、.01 mol20.02 mol，根据得失电子守恒，锌极有0.01 mol Zn溶解，即Zn极质量减少0.01 mol65 gmol10.65 g，铜极上有0.01 mol Cu析出，即CuSO4溶液增加了0.01 mol65 gmol10.01 mol64 gmol10.01 g.答案：(1)原电池 电解池(2)负极 Zn2e=Zn2 正极 Cu22e=Cu 阳极 2Cl2e=Cl2 有无色气体产生，附近溶液变为红色(3)0.650.011电解池电极的判断2电解时电极产物的判断(1)阳极产物的判断首先看电极，如果是活性电极(金属活动性顺序表Ag以前)，则电极材料失电子，电极被溶解，溶液中的阴

10、离子不能失电子；如是惰性电极(Pt、Au、石墨)，则要看溶液中离子的失电子能力此时根据阴离子放电顺序加以判断，阴离子放电顺序：S2IBrClOH含氧酸根F.(2)阴极产物的判断直接根据阳离子放电顺序进行判断，阳离子放电顺序与金属活动性顺序相反，其中：AgFe3Cu2H(酸)Fe2Zn2Al3Mg2Na.例1(2011江西高三联考)用下图装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则下表中所列各项对应关系均正确的一组是()选项 电源X极实验前U形管中液体通电后现象及结论A正极Na2SO4溶液U形管两端滴入酚酞试液后，a管中呈红色B正极AgNO3溶液b管中电极反应式是4OH4e=2H2OO

11、2C负极KCl和CuCl2混合溶液相同条件下，a、b两管中产生的气体总体积可能相等D负极Fe(OH)3胶体和导电液b管中液体颜色加深名师精析X为正极，电解Na2SO4溶液时，实质是电解水，a管中电极为阳极，OH放电，a管中c(H)c(OH)，滴加酚酞试液不变色，A错；X为正极，电解AgNO3溶液时，b管中电极为阴极，电极反应式为Age=Ag，B错；Fe(OH)3胶体粒子带有正电荷，X为负极时，Fe(OH)3胶体粒子向a管移动，a管中液体颜色加深，D错答案C解答电解类的题目必须注意两点：一是判断阳极材料是活性还是惰性，二是判断溶液中可能在阳极或阴极放电的离子，抓住这两点，题目就迎刃而解了1.(2

12、010武汉高三联考)右图中，两电极上发生的电极反应为：a极：Cu22e=Cub极：Fe2e=Fe2.下列说法中不正确的是()A该装置可能是电解池Ba极上一定发生还原反应Ca、b可能是同种电极材料D该过程中能量的转换一定是化学能转化为电能.解析：自发进行的反应可以形成原电池，也可以形成电解池，不能自发进行的反应只能形成电解池，电解池要注意阳极是否为活泼金属若为电解池，b电极一定是铁棒，a电极可为任意导电材料做成的电极，包括铁故D项错误答案：DA溶液中c(A2)减小BB极的电极反应：B2e=B2CY电极上有H2产生，发生还原反应D反应初期，X电极周围出现白色胶状沉淀答案：D类型电极反应特点电解质类

13、型及实例电解的对象电解质浓度的变化溶液pH变化恢复原浓度的方法电解水型水电离出的H、OH放电阴极：2H2e=H2阳极：4OH4e=2H2OO2强碱(NaOH)水增大升高加水含氧酸(H2SO4)降低活泼金属含氧酸盐(Na2SO4)不变电解电解质型电解质电离出的阴离子在阳极上失电子，阳离子在阴极上得电子无氧酸(HCl)电解质减小升高加电解质本身不活泼金属无氧酸盐(CuCl2)1以惰性电极电解电解质溶液的类型类型电极反应特点电解质类型及实例电解的对象电解质浓度的变化溶液pH变化恢复原浓度的方法放H2生碱型阴极：水电离出的H放电2H2e=H2阳极：电解质电离出的阴离子放电活泼金属的无氧酸盐(NaCl、

14、MgCl2)电解质和水生成新电解质，原电解质浓度减小升高加对应的无氧酸放O2生酸型阴极：电解质电离出的阳离子放电阳极：水电离出的OH放电4OH4e=2H2OO2不活泼金属含氧酸盐(CuSO4、AgNO3)电解质和水生成新电解质，原电解质浓度减小降低加对应的氧化物例2(2010全国卷)如图是一个用铂丝作电极，电解稀的MgSO4溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色(指示剂的pH变色范围：6.88.0，酸色红色，碱色黄色)回答下列问题：(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是_(填编号)；A管溶液由红变黄 B管溶液由红变黄A管溶液不变色 B管溶液不变色(2)写出A管

15、中发生反应的反应式：_；(3)写出B管中发生反应的反应式：_；(4)检验a管中气体的方法是_；(5)检验b管中气体的方法是_；(6)电解一段时间后，切断电源，将电解液倒入烧杯内观察到的现象是_.名师精析A与电源负极相连，为阴极，B与电源正极相连，为阳极，溶液中H、OH分别在A、B两极上放电，反应式为：A极：2H2e=H2B极：4OH4e=O22H2O则A极附近会产生OH(水电离出来的)，B极附近会产生H(水电离出来的)，所以A处溶液由红变黄，B处溶液不变色；电解一段时间后，溶液底部会产生Mg(OH)2沉淀，溶液中有H2SO4，切断电源后，Mg(OH)2会溶解答案(1)(2)2H2e=H2(写2

16、H2O2e=2OHH2同样正确)，Mg22OH=Mg(OH)2(3)4OH4e=2H2OO2(写2H2O4e=4HO2同样正确)(4)用拇指按住管口，取出试管，靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声，管口有蓝色火焰(5)用拇指按住管口，取出试管，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内会复燃(6)溶液呈红色，白色沉淀溶解(或大部分溶解)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、阳两极同时有H、OH放电，相当于电解水，电解质溶液浓度增大解析：A项，在原电池的正极上发生的是还原反应；B项，用惰性电极电解NaCl溶液，阴、阳两极产生的气体分别是H2和Cl2，体积之比为1

17、1；C项，用Cu作阳极电解稀硫酸即可发生该反应；D项，用惰性电极电解稀硫酸即是电解水，硫酸浓度增大，溶液pH减小答案：C4.(2011烟台模拟)如图所示，A、F为石墨电极，B、E为铁片电极按要求回答下列问题(1)打开K2，闭合K1时B为_极，A的电极反应为_，最终可观察到的现象是_，涉及的化学反应方程式有：_；(2)打开K1，闭合K2时E为_极，F极的电极反应为_，检验F极产生气体的方法是_(3)若往U形管中滴加酚酞试液，进行(1)(2)操作时，A、B、E、F电极周围能变红的是_解析：(1)当打开K2，闭合K1时，刚好形成原电池，较活泼的Fe作负极，A作正极，在正极，溶液中O2得电子发生还原反

18、应，生成Fe(OH)2，进一步被氧化为红褐色的Fe(OH)3.(2)打开K1，闭合K2，形成电解池，故E为电解池的阴极，F为电解池的阳极，在阳极Cl失电子生成Cl2.(3)A、E两极都生成了OH，故遇酚酞试液会变红答案：(1)负 O22H2O4e=4OH 溶液中有红褐色沉淀生成 2FeO22H2O=2Fe(OH)2；4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(2)阴 2Cl2e=Cl2 用湿润的淀粉碘化钾试纸靠近F极，试纸变蓝，证明是氯气(3)AE原电池电解池电镀池定义 将化学能转变成电能的装置将电能转变成化学能的装置应用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属的装置装置举例原电池电解池电镀

19、池形成条件活动性不同的两电极(连接)电解质溶液(电极插入其中，并与电极发生自发反应)形成闭合电路两电极接直流电源两电极插入电解质溶液形成闭合电路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(电镀过程浓度不变)电极名称负极：较活泼金属等正极：较不活泼金属(或能导电的非金属)阳极：与电源正极相连的极阴极：与电源负极相连的极名称同电解池，但有限制条件阳极：必须是镀层金属阴极：镀件例3(2011安庆模拟)观察下列几个装置示意图，有关叙述正确的是()A装置中阳极上析出红色固体B装置的待镀铁制品应与电源正极相连C装置中外电路电子由a极流向b极D装置的离子交换膜允许阳离子、阴离子、水分

20、子自由通过名师精析 本题考查原电池和电解池的应用装置阳极上Cl放电，发生氧化反应：2Cl2e=Cl2，A错；装置待镀铁制品上发生还原反应Cu22e=Cu，与电源负极相连，B错；装置的离子交换膜只允许阳离子自由通过，D错答案C可充电电池可以认为是原电池和电解池的统一体，放电时作原电池，充电时作电解池两池的电极反应式刚好相反，即电解池的阴极反应式对应原电池负极反应的逆反应式，电解池的阳极反应式对应原电池正极反应的逆反应式，但电解池反应与原电池反应并不是相应的可逆反应解析：电解熔融的氧化铝制取金属铝，不可用铁作阳极，否则发生反应：Fe2e=Fe2，使制取的铝中混有铁答案：A6如图，通电5 min后，

21、电极5质量增加2.16 g，回答：(1)电源：a是_极，b是_极；A池电极反应：电极1：_；电极2：_.C池电极反应：电极5：_；电极6：_.(2)如果B池中共收集到224 mL气体(标准状况)，且溶液体积为200 mL(设电解过程中溶液体积不变)，则通电前溶液中Cu2的物质的量浓度为_答案：(1)负 正 2H2e=H22Cl2e=Cl22Ag2e=2AgCu2e=Cu2(2)0.025 molL1原电池和电解池的计算包括：两极产物的定量计算、溶液pH的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数测定的计算，根据电荷量求产物的量与根据产物的量求电荷量等不论哪类计算，均可以概括为下列三种方法：(1)根据电

22、子守恒法计算：用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、电荷量等类型的计算，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，最后根据总反应式列比例式计算(3)根据关系式计算：根据得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式答案A1将质量相等的铜片和铂片插入硫酸铜溶液中，铜片与电源正极相连，铂片与电源负极相连，以电流强度为1 A通电10 min，然后反接电源，以电流强度2 A继续通电10 min.下列表示铜电极、铂电极、电解池中产生气体的质量和电解时间的关系图正确的是()解析：开始10 min，阳极反应为：Cu2e=Cu2，阴极反应为C

23、u22e=Cu，所以铜片质量减少，铂片质量增加，铜片上所溶解的铜与铂片上析出的铜的质量相等后10 min，电源反接，表面附有铜的铂片成为阳极，铜片成为阴极，又由于电流强度为开始时的2倍，附着在铂片上的铜在第5 min时即可完全溶解，后5 min，阳极的电极反应式为：4OH4e=2H2OO2，此时阳极铂片质量不发生变化作为阴极的铜片在第5 min时为即恢复到开始时的质量，后5 min内质量继续增加答案：C 2.(2011合肥高三质检)如右图所示的两个实验装置中，溶液的体积均为200 mL，开始时电解质溶液的浓度均为0.1 molL1，工作一段时间后，测得导线中均通过0.02 mol电子，若不考虑

24、溶液体积的变化，则下列叙述中不正确的是().A电极上产生气体的体积：(相同条件)B和中溶液的pH都减小C电极上析出物质的质量：D发生氧化反应的电极为：中阳极，中负极解析：为电解池，阳极产生氯气：2Cl2e=Cl2，为原电池，正极产生氢气：2H2e=H2，通过相同量的电子，两装置产生气体的体积相同，A对；通过0.02 mol电子时，中阴极析出0.01 mol铜，阳极析出0.01 mol Cl2，而中只有正极析出0.01 mol H2，C对；为电解池，阳极发生氧化反应，为原电池，负极发生氧化反应，D对；中溶质CuCl2不断消耗，最终为水，pH增大，中H不断被消耗，最终为ZnSO4，pH增大，B错答案：B