2013高考化学一轮总复习课件： 第6章 第2讲 电能转化为化学能—电解(鲁科版）.ppt

1、一、电解原理(1)电解：在直流电作用下，电解质在两个电极上分别发生反应和反应的过程。(2)电解池：把转化为的装置。(3)电解池的组成及工作原理(电解CuCl2溶液)。氧化还原电能化学能电极名称阴极阳极电极材料连接电源与电源极相连与电源极相连电极反应式电极反应类型反应反应铜石墨负正Cu22eCu2Cl Cl22e还原氧化电极名称阴极阳极电子流向电子从电源的极沿导线流入电解池的极，再从电解池的极流出，并沿导线流回电源的极离子移动方向阳离子移向极，阴离子移向极负阴阳正阴阳思考感悟1金属导电与电解质溶液导电有何不同？提示金属导电是通过自由电子的定向移动实现的，其导电能力随温度升高而减弱；电解质溶液导电

2、是通过阴、阳离子的定向移动完成的，电子并不能通过电解质溶液。电解质溶液的导电能力随温度升高而增强，电解质溶液导电的过程是一个氧化还原反应的过程。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：。(2)总反应方程式：。(3)应用：氯碱工业制烧碱、氯气、氢气。2Cl2eCl22H2eH22电解精炼与电镀实例(Cu)电解精炼铜电镀铜电极材料阴阳电极反应式阳极：阴极：精铜镀件粗铜纯铜CuCu22eCu22eCu实例(Cu)电解精炼铜电镀铜电解质溶液可溶性铜盐溶液电解质溶液浓度变化Cu2浓度略有减小电解质溶液成分及浓度基本不变思考感悟2电解精炼铜的过程中，溶液中的Cu2浓度为何会略有减小

3、？提示粗铜中含有Zn、Fe、Ni等比Cu活泼的金属，它们失电子后，以离子形式存在于溶液中，而阴极上只有Cu2得电子，故溶液中的Cu2浓度会略有减小。1能用电解原理说明的问题是()电解是把电能转变成化学能 电解是化学能转化成电能 电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理可以实现 任何溶液被电解时，必然导致氧化还原反应的发生ABCD解析：电解是电流通过电解质溶液或熔化的电解质，在两电极发生氧化还原反应的过程。电解是强有力的引发氧化还原反应的手段。答案：D2下列关于铜电极的叙述正确的是()A铜锌原电池中铜电极上发生氧化反应B电解饱和食盐水制烧碱时，用铜作

4、阳极C电解法精炼铜时，粗铜连接电源的正极D电镀铜和精炼铜时，均用纯铜做阴极解析：铜锌原电池中铜是正极，发生还原反应，A错误；电解饱和食盐水制烧碱时，用石墨作阳极，B错误；电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，C正确，电镀铜时，纯铜作阳极，镀件作阴极，D错误。答案：C3pHa的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的pHa，则该电解质可能是()ANaOHBH2SO4CAgNO3DNa2SO4解析：用惰性电极电解电解质溶液，A、B、D都是电解水。电解后溶液的浓度变大，A中pH增大，B中pH减小，D中pH不变，C中电解生成HNO3，pH减小。答案：A4(2011大连模拟)如下图所示

5、，下列关于实验现象的描述正确的是()a电极 b电极 X溶液实验现象A石墨石墨CuCl2a电极质量增加，b电极放出无色气体BFe石墨KNO3a电极质量增加，b电极放出无色气体CFeCuCuSO4a电极质量增加，b电极质量减少D石墨石墨HCla电极放出无色气体，b电极放出无色气体解析：这是一个电解装置，其中A、D选项中是惰性电极，且电解液都含有氯离子，所以b电极应该放出淡黄绿色的气体(氯气)；B选项中的a电极质量不变；C选项中所组成的电解池相当于电镀池，其中b电极的铜溶解，质量减少，而a电极上析出铜，质量增加。答案：C5判断下列说法的正误。(1)用铜作阴极，铁作阳极，可实现铁上镀铜。()(2)使反

6、应Cu2H2O=Cu(OH)2H2发生，可用铜作阳极电解CuCl2溶液。()(3)将铜片和石墨用导线相连插在盐酸中，可发生反应：Cu2HCl=CuCl2H2。()(4)电解饱和食盐水时阳极区c(OH)增大。()(5)电解时溶液中阳离子向阴极移动。()(6)电解池中阴极的质量会减小。()解析：(1)电镀时，镀件作阴极；(2)电解CuCl2溶液时阴极上Cu2得电子；(3)铜与盐酸不反应，不能组成原电池装置，应该令铜作阳极，电解盐酸；(4)阴极区c(OH)增大；(5)阴极质量一般不会减小，应增加或不变。答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)6如下图所示，甲、乙为相互串联的两电解池。(1)甲池若为

7、用电解原理精炼铜的装置，则A电极名称为_极，电极材料是_，电极反应式为_，电解质溶液可以是_。(2)乙池中Fe极电极反应式为_，若在乙池中滴入少量酚酞试液，开始电解一段时间，铁极附近呈_色。解析：由图可知A为阴极，B为阳极，Fe为阴极，C为阳极。又因甲为精炼铜的装置，所以A电极材料是精铜，电极反应式为Cu22e Cu，电解质溶液用含Cu2的溶液(如CuSO4溶液)。乙池中Fe极电极反应式为2H2eH2，同时生成OH，溶液显碱性，所以在乙池中滴入少量酚酞试液，阴极附近呈红色。答案：(1)阴 精铜 Cu22e Cu 含Cu2的溶液(如CuSO4溶液)(2)2H2e H2 红1电极产物的判断(1)阳

8、极产物判断：首先看电极，如果电极材料是活性电极(金属活动顺序表Ag以前的金属)，则阳极金属电极失电子变成对应的阳离子进入溶液(Fe变成Fe2)，阴离子不失电子。如果是惰性电极(Pt、Au、石墨)，应是溶液中的阴离子失电子，生成相应的单质或高价化合物，其放电顺序如下：S2IBrClOH。(2)阴极产物判断：直接根据阳离子放电顺序进行判断，阳离子的放电顺序：AgHg2Fe3Cu2HPb2Sn2Fe2Zn2，即氧化性较强的离子先得电子，生成相应的单质或低价化合物。2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。阳极为活性电极时，电极材料放电。(2)分析

9、电解质溶液中离子的种类，根据阴、阳离子放电顺序，判断电极产物，写出电极反应式(若阳极为活性电极，则不必考虑阴离子放电)。特别提醒在溶液中活泼金属离子如K、Ca2、Na、Mg2、Al3等不会在阴极上放电，这些活泼金属的阳离子只在熔融状态下放电；当电解的是水和电解质时，电极反应式中是H或OH放电，但在总反应式中要将H和OH换为H2O。答案A11.(1)若将例1中NaCl溶液换为CuSO4溶液，电极反应式分别为：阳极_，阴极_，总反应式_。(2)若将例1中石墨电极换为铜电极，电解开始时电极反应式分别为：阳极_，阴极_，总反应式_。12.(2011温州质检)如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置

10、。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是()A逸出气体的体积：a电极的小于b电极的B一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体Ca电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色Da电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色答案：D类型电极反应特点电解质组成特点 电解对象电解质浓度pH电解质溶液复原需加入物质电解水型阴极：4H4e2H2；阳极：4OHO22H2O4e可溶性强碱如NaOH水增大增大水类型电极反应特点电解质组成特点 电解对象电解质浓度pH电解质溶液复原需加入物质电解水型阴极：4H4e2H2；阳极：4OHO22H2O4e含氧酸如H2SO4水增大减小水活泼金属含氧酸盐如Na2

11、SO4水增大不变水类型电极反应特点电解质组成特点 电解对象电解质浓度pH电解质溶液复原需加入物质电解电解质型电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电无氧酸如HCl电解质减小增大氯化氢不活泼金属无氧酸盐如CuCl2电解质减小氯化铜类型电极反应特点电解质组成特点 电解对象电解质浓度pH电解质溶液复原需加入物质放H2生碱型阴极：2H2eH2阳极：电解质阴离子放电活泼金属无氧酸盐如NaCl电解质和水生成新电解质碱增大 氯化氢类型电极反应特点电解质组成特点 电解对象电解质浓度pH电解质溶液复原需加入物质放O2生酸型阴极：电解质阳离子放电阳极：4OH O22H2O4e不活泼金属含氧酸盐如CuSO4电解质和水

12、生成新电解质酸减小氧化铜特别提醒(1)电解卤化物溶液时，在惰性阳极上一般的是得到卤素单质(如电解NaCl、CuCl2溶液)。电解含氧酸盐的溶液时，在阳极一般得到的是氧气(如电解CuSO4、NaNO3溶液等)。电解铝之前的活泼金属的盐溶液时，在阴极一般得到氢气(如电解Na2SO4、AlCl3溶液)。(2)若阴极H放电，则阴极区c(OH)增大；若阳极区OH放电，则阳极区c(H)增大；若H和OH同时放电，相当于电解水，电解质溶液浓度增大。例2(2012湛江质检)用惰性电极实现电解，下列说法正确的是()A电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为11B电解CuSO4溶液一段时间后，再加入

13、一定质量的Cu(OH)2，溶液能与原溶液完全一样C电解氢氧化钠溶液时，Na向阳极移动D电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变解析 电解氯化铜溶液，在阴极上析出Cu；阳极上析出Cl2，其物质的量之比为11；对于B，加入一定质量Cu(OH)2，则比原溶液增加了水；对于C，电解氢氧化钠溶液时，Na应向阴极移动；对于D，电解水，硫酸浓度增大，pH减小。答案A探规寻律用惰性电极电解电解质溶液时，若要使电解后的溶液恢复到原状态，一般加入阴极产物与阳极产物的化合物。21.(2011全国大纲卷)用石墨作电极电解CuSO4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()ACuSO

14、4BH2OCCuO DCuSO45H2O解析：本题考查电化学知识，意在考查考生的思维能力。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：C22.用惰性电极进行下列电解，有关说法正确的是()电解稀H2SO4电解AgNO3溶液电解KOH溶液电解NaCl溶液A电解进行一段时间后四份溶液的pH均增大B反应中电解一段时间后，向溶液中加入适量的Ag2O固体可使溶液恢复电解前的情况C反应中阳极消耗OH，故溶液浓度变小D反应中阴、阳两极上产物的物质的量之比为21解析：为电解水，H2SO4浓度增大，pH减小，KOH浓度增大；pH

15、增大，A、C错误；阴极析出Ag，阳极生成O2，故加入Ag2O固体可使电解液复原，B正确；阴极生成H2，阳极生成Cl2，物质的量之比为11，D错误。答案：B电解池中有关量的计算或判断主要包括以下方面：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。例3(2011杭州师大附中质检)1 L某溶

16、液中含有的离子如下表：用惰性电极电解该溶液，当电路中有3 mol e通过时(忽略电解时溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)，下列说法正确的是()A电解后溶液的pH0Ba3C阳极生成1.5 mol Cl2D阴极析出的金属是铜与铝解析 根据电子守恒可知，该反应过程中涉及到的反应有：阳极：2ClCl22e，产生氯气0.5 mol,4OH2H2OO24e，产生氧气0.5 mol，阴极：Cu Cu22e，2H2eH2，产生氢气0.5 mol，C、D项错误；根据电子守恒知，溶液中c(H)1 molL1，pH0，A项正确。从电荷守恒的角度可知，a4，B项错误。答案A31.在水中加入等物质的量的AgN

17、O3、Ba(NO3)2、NaCl、K2SO4混合均匀。取一定量溶液，用惰性电极电解，片刻后在两个极区析出的氧化产物与还原产物的质量之比为()A35.5108B12C10835.5 D81解析：电解前，AgNO3、Ba(NO3)2、NaCl、K2SO4之间发生反应，最终溶质只剩下NaNO3、KNO3。只有水被电解，显然D项正确。答案：D32.用铂电极电解CuSO4和KNO3的混合溶液500 mL，经过一段时间后，两极均得到标准状况下11.2 L的气体，则原混合溶液中CuSO4的物质的量浓度为()A0.5 molL1B0.8 molL1C1.0 molL1 D1.5 molL1答案：C一、命题常设

18、误角度诊断2病例：用铜作阳极电解饱和食盐水可制得Cl2和H2(2011江苏模拟)诊断：判断阳极产物时，不能区分阳极是活性电极还是惰性电极3病例：铜和铁分别连接直流电源的正、负极，电压足够大时，Cu2向铜电极移动(2011广东高考)诊断：电解质溶液通电后，阳离子应向阴极移动二、本节关键点数字记忆1熟记2个电极上的反应类型：阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。2牢记2个方向：电子流动方向：电子从电源负极流出，流向阴极，从阳极流向电源正极。离子移动方向：阳离子移向阴极；阴离子移向阳极。3掌握2个电极的放电顺序：阳极：活性电极阴极：AgFe3Cu2H4必记4个电解反应：电解NaCl溶液，电解CuSO4溶液，电解AgNO3溶液，电解CuCl2溶液。