【创新设计】高考化学总复习 第6章 第2讲 电能转化为化学能—电解.ppt

第6章 一举双得的课前预案 一气贯通的课堂学案 一卷冲关的课后练案 第2讲 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 铜 石墨 负 正 cu2 2e cu2cl cl2 2e 还原 氧化 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 2cl 2e cl2 2h 2e h2 2 电解精炼与电镀 精铜镀件粗铜纯铜 cu cu2 2e cu2 2e cu 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 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a b c d 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 d 2 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 c 3 ph a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ph a 则该电解质可能是 a naohb h2so4c agno3d na2so4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 a 4 2011 大连模拟 如下图所示 下列关于实验现象的描述正确的是 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 c 5 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 使反应cu 2h2o cu oh 2 h2 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 cu 2hcl cucl2 h2 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cu2 2e 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2h 2e h2 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cu2 2e cu含cu2 的溶液 如cuso4溶液 2 2h 2e h2 红 1 电极产物的判断 1 阳极产物判断 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 s2 i br cl oh 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 ag hg2 fe3 cu2 h pb2 sn2 fe2 zn2 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 a 1 1 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 1 2 2011 温州质检 如图为直流电源电解稀na2so4水溶液的装置 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c a电极附近呈红色 b电极附近呈蓝色d a电极附近呈蓝色 b电极附近呈红色 答案 d 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1 1b 电解cuso4溶液一段时间后 再加入一定质量的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1 1 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 2 1 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 a cuso4b h2oc cuod cuso4 5h2o 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 c 2 2 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2 1 解析 为电解水 h2so4浓度增大 ph减小 koh浓度增大 ph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1 1 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 1l某溶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3mole 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ph 0b a 3c 阳极生成1 5molcl2d 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 2cl cl2 2e 产生氯气0 5mol 4oh 2h2o o2 4e 产生氧气0 5mol 阴极 cu cu2 2e 2h 2e h2 产生氢气0 5mol c d项错误 根据电子守恒知 溶液中c h 1mol l 1 ph 0 a项正确 从电荷守恒的角度可知 a 4 b项错误 答案 a 3 1 在水中加入等物质的量的agno3 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 a 35 5 108b 1 2c 108 35 5d 8 1 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 d 3 2 用铂电极电解cuso4和kno3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cuso4的物质的量浓度为 a 0 5mol l 1b 0 8mol l 1c 1 0mol l 1d 1 5mol l