2014届新课标高考总复习·化学6-2电能转化为化学能——电解

第二节电能转化为化学能 电解 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 而在阴 阳两极引起的过程 2 电解池 电解槽 电解池是把的装置 3 电解池的组成和工作原理以电解CuCl2溶液为例 氧化还原反应 电能转化为化学能 二 电解原理的应用有如图的电解池装置 1 电解时 a极是阴极 电极反应式为 b极发生反应 电极反应式为 电极总反应的离子方程式为2Cl 2H2O 通电后极 填 a 或 b 附近溶液变红色 2 电解时 电子从电源沿导线流入电解池的 再从电解池的流出 并沿导线流回电源的 2H 2e H2 氧化 2Cl 2e Cl2 Cl2 H2 2OH a 负极 阴极 阳极 正极 3 若用该装置给铁钉镀铜 则a极为 b极为 电解质溶液应为溶液 4 若用该装置电解精炼粗铜 则作a极 作b极 电解质溶液应为溶液 一段时间后溶液中c Cu2 粗铜中的等沉淀至极底部 形成极泥 电解是物理变化 还是化学变化 提示 电解过程发生氧化还原反应 故是化学变化 铁钉 Cu CuSO4 纯铜 粗铜 CuSO4 减小 Ag Au Pt 阳 阳 4 电解精炼铜时 若阴极得到的电子数为2NA个 则阳极质量减少64g 5 用石墨做电极电解CuSO4溶液 通电一段时间后 欲使电解液恢复到原状态 应向溶液中加入适量的CuO而不是Cu OH 2 6 用铜做阳极电解饱和食盐水可制得H2和Cl2 特别提醒 1 Al3 Mg2 Na Ca2 K 只有在熔融状态下放电 2 电解质溶液的导电过程 就是该溶液的电解过程 是化学变化 3 在水溶液中 含氧酸根和活泼金属离子一般不放电 而是OH 和H 放电 特别提醒 1 书写电解化学方程式时 首先看清是电解的是水溶液还是熔融电解质 2 当电解过程中被电解的是水和电解质时 电极反应式中出现的是H 或OH 放电 但在书写总反应式时要将反应物中的H 或OH 均换成水 例1 2013年济南调研 某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4 它们的物质的量之比为3 1 滴入几滴石蕊溶液后 用石墨作电极电解该混合溶液 根据电极产物 电解过程可明显分为三个阶段 下列叙述中 不正确的是 A 阴极自始至终只产生H2B 电解过程中 溶液颜色呈现红色 紫色 蓝色的变化C 电解过程中 Na 和SO的物质的量浓度保持不变D 第一阶段中阴 阳两极产生的气体混合引燃后 恰好完全反应得到HCl 答案 C 1 2012年高考安徽卷 某兴趣小组设计如下微型实验装置 实验时 先断开K2 闭合K1 两极均有气泡产生 一段时间后 断开K1 闭合K2 发现电流表A指针偏转 B 断开K2 闭合K1时 石墨电极附近溶液变红C 断开K1 闭合K2时 铜电极上的电极反应式为 Cl2 2e 2Cl D 断开K1 闭合K2时 石墨电极作正极 答案 D 热点二电解类型及有关计算1 用惰性电极电解电解质溶液 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 4e 4Ag 2Cu 2Cl2 2H2 O2 4H 4OH 特别提醒 1 电解过程中产生的H 或OH 其物质的量等于转移电子的物质的量 2 在电解池中阳极生成的气体一般是O2或Cl2 阴极生成的气体一定是H2 3 电解后要恢复原电解质溶液的浓度 可以按 析出什么 加上什么 的思路 加上适量某物质 该物质可以是阴极与阳极产物的化合物 如用惰性电极电解CuSO4溶液时 若要恢复原溶液 可加入CuO CuCO3 而不是Cu OH 2 Cu2 OH 2CO3 4 Fe3 的放电能力大于H 其放电反应为Fe3 e Fe2 而不是Fe3 3e Fe 例2 用铅蓄电池电解甲 乙电解池中的溶液 已知铅蓄电池的总反应为 Pb s PbO2 s 2H2SO4 aq 2PbSO4 s 2H2O l 电解一段时间后 发现a极上析出红色固体物质 下列说法正确的是 D 若四个电极材料均为石墨 当析出6 4gCu时 两池中共产生气体3 36L 标准状况下 答案 B 2 用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液 通电一段时间后 向所得的溶液中加入0 1mol碱式碳酸铜 Cu2 OH 2CO3 后恰好恢复到电解前的浓度和pH 不考虑CO2的溶解 则电解过程中共转移电子的物质的量是 A 0 8molB 0 6molC 0 5molD 0 4mol 答案 B 电化学原理在实验中的应用电化学原理在生产 生活中的应用非常广泛 在化学实验中的作用亦不可低估 如改变反应速率 制备通常方法难以制备的物质等很多方面 现分别列举如下 1 加快氧化还原反应的速率一个自发进行的氧化还原反应 设计成原电池时反应速率增大 2 比较金属活动性的强弱两种金属分别作原电池的两极时 一般作负极的金属比作正极的金属活泼 3 制备通常方法难以制备的物质电解是最强有力的氧化还原手段 可以制备F2等氧化性很强的物质 也可以制备Na Mg Al等还原性很强的物质等 4 利用有关量的关系进行某些测量或测定可以利用电子与物质间的关系测元素的相对原子质量 阿伏加德罗常数等 典例 电解饱和NaCl溶液是电解原理的重要应用 考查学生对电解原理的理解 电路连接 与元素化合物知识结合考查Cl2的性质 检验方法 同时该实验还可与粗盐的精制相联系 考查物质的分离 提纯等 请从图中选用必要的装置进行电解饱和食盐水的实验 要求测定产生的氢气的体积 大于25mL 并检验氯气的氧化性 1 A极发生的电极反应式是 B极发生的电极反应式是 2 设计上述气体实验装置时 各接口的正确连接顺序为 接 接A B接 接 3 实验中 在盛有KI 淀粉溶液的容器中发生反应的离子方程式为 4 已知饱和食盐水50mL 某