苏教版选修4 专题1 第二单元 化学能与电能的转化4 电解原理的应用 学案.doc

高中化学电解原理的应用【考点精讲】1.电解饱和食盐水（1）电极反应阳极反应式：2cl2ecl2（氧化反应）阴极反应式：2h2eh2（还原反应）（2）总反应方程式：2nacl2h2o2naohh2cl2离子反应方程式：2cl2h2o2ohh2cl2（3）应用：氯碱工业制烧碱、氯气和氢气。2.电镀下图为金属表面镀银的工作示意图，据此回答下列问题：（1）镀件作阴极，镀层金属银作阳极。（2）电解质溶液是agno3溶液等含镀层金属阳离子的盐溶液。（3）电极反应：阳极：ageag；阴极：ageag。（4）特点：阳极溶解，阴极沉积，电镀液的浓度不变。3.电解精炼铜（1）电极材料：阳极为粗铜；阴极为纯铜。（2）电解质溶液：含cu2的盐溶液。（3）电极反应：阳极：zn2ezn2、fe2efe2、ni2eni2、cu2ecu2；阴极：cu22ecu。4.电冶金利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属na、ca、mg、al等。（1）冶炼钠2nacl（熔融）2nacl2电极反应：阳极：2cl2ecl2；阴极：2na2e2na。（2）冶炼铝2al2o3（熔融）4al3o2电极反应：阳极：6o212e3o2；阴极：4al312e 4al。【典例精析】例题1 新课标全国卷粗铜的电解精炼如下图所示。在粗铜的电解过程中，粗铜板应是图中电极_（填图中的字母）；在电极d上发生的电极反应式为_；若粗铜中还含有au、ag、fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为_。思路导航：电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，cuso4溶液作电解液，比铜活泼的金属失电子生成离子进入溶液，不如铜活泼的金属形成阳极泥沉积下来。答案：c cu22ecu au、ag以单质的形式沉积在c（阳极）下方，fe以fe2的形式进入电解液例题2 四川理综按下图电解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_。思路导航：由于阳极是惰性电极，则电解饱和氯化钠溶液的方程式为2nacl2h2o2naohh2cl2，生成的cl2与naoh溶液发生反应：cl22naohnaclnacloh2o，故总反应方程式为naclh2onacloh2，酚酞试液遇naoh显红色后被naclo氧化褪色。答案：naclh2onacloh2 酚酞试液先变红后褪色例题3某小组同学认为，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。（1）该电解槽的阳极反应式为_。此时通过阴离子交换膜的离子数_（填“大于”、“小于”或“等于”）通过阳离子交换膜的离子数。（2）制得的氢氧化钾溶液从出口_（填“a”、“b”、“c”或“d”）导出。（3）通电开始后，阴极附近溶液ph会增大，请简述原因_。（4）若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极的反应式为_。思路导航：溶液中的oh在阳极失电子产生o2：4oh4e2h2oo2，所以在b口放出o2，从a口导出h2so4。溶液中的h在阴极得到电子产生h2：2h2eh2，则从c口放出h2，从d口导出koh溶液。因so所带电荷数大于k所带电荷数，so通过阴离子交换膜，k通过阳离子交换膜，所以通过阳离子交换膜的离子数大于通过阴离子交换膜的离子数。o2、h2、koh溶液构成燃料电池时，o2在电池正极放电：o24e2h2o4oh。答案：（1）4oh4e2h2oo2 小于（2）d（3）h在阴极附近放电，引起水的电离平衡向右移动，使c（oh）c（h）（4）o22h2o4e4oh【总结提升】有关电解计算的方法技巧（1）利用电极反应计算，应用的是阴、阳两极电子守恒。（2）利用电解总方程式计算，应用化学方程式计量数之比。（3）电解后溶液的ph计算，对于只电解水的溶液，就是溶液的浓缩计算；对于既电解水又电解电解质本身的计算，要求出生成的c（h+）或c（oh）。（4）长时间的电解计算，要注意溶剂的电解问题。（5）对于混合溶液的电解计算，要注意多种离子分段电解的问题。例题1500 ml kno3和cu（no3）2的混合溶液中c（no）0.6 moll1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到2.24 l气体（标准状况下），假定电解后溶液体积仍为500 ml，下列说法正确的是（）a.原混合溶液中c（k）为0.2 moll1b.上述电解过程中共转移0.2 mol电子c.电解得到的cu的物质的量为0.05 mold.电解后溶液中c（h）为0.2 moll1思路导航：石墨作电极电解kno3和cu（no3）2的混合溶液，阳极反应式为4oh4e2h2oo2，阴极先后发生两个反应：cu22ecu，2h2eh2。从收集到o2为2.24 l这个事实可推知上述电解过程中共转移0.4 mol电子，而在生成2.24 l h2的过程中转移0.2 mol电子，所以cu2共得到0.4 mol0.2 mol0.2 mol电子，电解前cu2的物质的量和电解得到的cu的物质的量都为0.1 mol。电解前后分别有以下守恒关系：c（k）2c（cu2）c（no），c（k）c（h）c（no），不难算出：电解前c（k）0.2 moll1，电解后c（h）0.4 moll1。答案：a例题2将等物质的量浓度的cuso4和nacl等体积混合后，用石墨电极进行电解，电解过程中，溶液ph随时间t变化的曲线如下图所示，则下列说法错误的是（）a.阳极先析出cl2，后析出o2，阴极先产生cu，后析出h2b.ab段阳极只产生cl2，阴极只产生cuc.bc段表示在阴极上是h放电产生了h2d.cd段相当于电解水思路导航：由于两种溶液的体积相等，物质的量浓度也相等，即溶质的物质的量相等，设cuso4和nacl的物质的量各1 mol，电解分3个阶段：第一阶段阳极：1 mol氯离子失1 mol电子，阴极：0.5 mol铜离子得1 mol电子，因为铜离子水解使溶液显酸性，随着电解的进行，铜离子的浓度降低，酸性减弱，ph将增大。第二阶段阳极：1 mol氢氧根离子失1 mol电子（来源于水的电