2020高考化学一轮复习 专题31 电解原理及其应用学案（无答案）苏教版VIP

试验点31电解原理及其应用考试要求理解电解质的基本原理，熟悉电极反应和产品判断的分析。了解铜精炼、镀铜、氯碱工业原理。理解电解槽原理及电解反应和产品判断。考试点观点I .电解原理(1)电解原理：电子流到：阴极阴极；两级阳极。电解结果：在极点上产生了新的物质(2)电解质溶液的电解类型(惰性电极)电解电解质自身：惰性金属的卤化物，氢卤酸(不含氟化物)。CuCl2、HCl溶液等。电解水：活性金属的氧酸盐、氧酸、强碱溶液只能电解，电解质只起到提高水的导电性的作用。K2SO4、H2SO4、NaOH溶液等混合电解：活性金属的卤化物和含有非活性金属的氧酸盐溶液电解时，电解质和水力发电中产生的离子都有放电。NaCl、AgNO3溶液二.电解过程中电极反应的书写及PH值变化阳极产品判断金属阳极(不包括Pt、Au):电极材料电子损耗电极溶解惰性阳极(Pt、石墨等):负离子损失电子(负离子放电顺序):S2-I-Br-Cl-OH-包括氧散根阴极产物的判断直接根据正离子的电子顺序判断，正离子的放电顺序：ag Hg 2 Fe2 Cu2 1pb 2 Zn2 h Al3 mg 2 na Ca2 k(2)PH值的变化根据总电解反应方程式判断，阳极区：失去电子或产生h-，ph，阴极区：获得电子，消耗h，或产生oh-，ph。(3)电极反应书写遵循电荷保存和质量保存三.电解原理的应用1、铜电解精炼(1)电解精炼铜装置(图)(2)电解精炼铜的化学原理阳极(粗铜):Cu-2e-=Cu2阴极(纯铜):Cu2 2e-=Cu说明：以铜为材料的电极属于活性电极。在一般电解条件下，活性阳极先于电解质溶液的成分发生氧化反应。粗铜经常含有锌、铁、镍、银、金等多种杂质，含杂质的铜在阳极持续溶解时位于金属上活性顺序Zn、Fe、Ni等铜之前的金属杂质也可能失去电子。Zn-2e-=Zn2Ni-2e-=Ni2但是他们的阳离子比铜离子难还原，因此在阴极上获得电子析出，而只留在电解质上。金属活动顺序铜后面的银、金等杂质，电子的能量比铜弱，因此阳极失去电子，难以溶解成正离子，在两极，铜失去电子，离子溶解后，在电解槽底部以金属元素的形式堆积，形成阳极泥(阳极泥可以用作金、银等贵重金属的原料)用电解精炼法得到的铜称为电解铜，其纯度可达99.95% 99.98%。2，电镀(1)，电镀的意思电镀是应用电解原理在某些金属表面镀一层其他金属或合金的工艺。(2)，电镀的目的电镀的目的主要是加强金属的防腐能力，提高美观，增加表面硬度。(3)，电镀原理电镀的原理与电解精炼铜的原理一致。电镀，电解质电镀溶液，通常含有电镀金属离子；将正在电镀的金属产品浸入镀液后，与直流电源的阴极结合使用，作为阴极。使用涂层金属作为阳极与直流电源阳极连接。通过低压直流，阳极金属在溶液中溶解，成为正离子，移动到阴极，这种离子从阴极得到电子，还原成金属，复盖着需要电镀的金属产品。氯碱工业概念：用电解饱和盐溶液制造NaOH、Cl2和H2，以一系列化学产品为原料合成的产业。原理：阳极(c): cl-2e-=Cl2(氧化反应)阴极(Fe): 2h 2e-=H2(还原反应)装置：总反应：2 NaCl 2h2o2 naohcl2晶振为H2晶振；离子交换膜电解槽：阳极(钛)、阴极(碳钢网络)、离子交换膜过程：粗糙盐水盐水阳极淡水Cl2有机有机合成，用于氯化合成、杀虫剂等H2用于有机合成，金属冶炼纯水(NaOH)包含)阴极NaOH溶液用于有机合成、造纸等四。电解相关计算电解时计算主要利用阳极和正得电子守恒定律。并且利用溶液PH的变化、音素、阳极产物的数量、溶液PH的变化、电解法确定溶液PH值的变化，以及：得氧电子守恒h或OH-物质量的变化阿伏伽德罗常数的意义电解顺序饱和溶液的浓度等。困难的解释电解质溶液的导电性和金属导电性的异同电解质溶液在导电过程中，随着阴阳离子在正负两极放电，氧化还原反应总是伴随着，所以电解质溶液的传导过程是电解过程，自由移动的阴阳离子根据外部电场的力改变方向，传导电。金属依靠自由移动的电子，通过外力的方向移动来传导电，但整个过程中没有化学变化。当然电解质溶液的电导率和金属的电导率都离不开自由运动的带电粒子。电解质电离与电解的比较电解质的电离不需要电，只要放入水溶解或加热融化就完成了。生成自由移动离子的过程，一般属于物理变化。电解质的电解是以电解质的电离为标准，然后通过直流电产生新物质的过程，属于化学变化。池和池系列及应用程序第一步综合分析电极材料是否相同，活跃电极和电解质溶液之间是否有自发氧化还原反应，是否有外部电源等，得出每个池的类型和电极名称。第二步可以通过电极反应式推导出各极的变化和各池的总反应。第三步是以串联电路中通过的功率相同为基准，定量计算每个电极上参与反应的物质或产生的物质。常见的池和池连接形式如下：(1)主电池与主电池的连接a，b两种电极材料是不同的。a池中的Zn和H2SO4。溶液可以反应，b池的Al和NaOH溶液可以反应，如果两个池连接在一起，电子的流动不会发生碰撞，因此a池和b池的串联形式属于原始电池和原始电池的连接。在a池中，Zn极溶解，cu极生成H2，在b池中，Al极溶解，Cu极生成H2，阳Cu极生成H2的量。(2)一次电池和电解槽的系列c，d 2池电极材料不同，但在d池中只有Zn和CuSO4溶液可以反应，在c池中没有自发氧化还原反应，说明d池是主电池，Zn极是主电池的阴极，Cu极是主电池的阴极，c池是主电池的阴极，Cu极是电解槽的正极，Pt极是电解组的正极，c池和d池的正极c池的Cu极有新的Cu析出，Pt极有O2，d池的Cu极有新的Cu析出，Zn极熔化。(3)电解槽和电解槽的系列e池和f池串行图中有外部电源，因此应属于交换机池和交换机池连接。此外，e-池2电极是惰性电极，Na2SO4溶液的电解是电解溶剂形式，e-池电解是水。这里说明左侧c极与电源阴极相关联，电解时发生H2，右侧c极与电源的阳极相关联，电解时发生O2。在f池中，连接到电源阳极的Cu是非常活跃的阳极，通电后，Cu2继续溶解为溶液，溶液的Cu2从连接电源阴极的Zn极(阴极)中析出。这说明f池是一种特殊的电解槽，即电镀池。命题趋势电解原理方面的主题在历年高考中比较经常出现。调查内容通常是根据电极名称的判定、电极产物的判断、或电解产物对电解质溶液的组成、电解质溶液的变化以及几个简单的定量关系进行计算。这种标题大部分以客观式提问的形式出现。典型分析以下对实验现象的说明不正确()A.将青铜和金属片浸入接近稀硫酸，青铜板表面就会出现气泡.B.用锌制造阳极，用铁板制作阴极，电解氯化锌溶液，铁表面出现锌层。C.将铜片放入氧化铁溶液中，铜表面出现铁层D.在含有盐酸的试管中加入锌粒子，再加入几滴氯化铜溶液，气泡释放速度就会加快分析 a段的铁是阴极，铜是阳极，铜是电极上电子的还原反应：2h 2e=H2，因此a段是正确的。b项实际上是电镀锌的，因此是正确的。d项目是原始电池的应用之一。回答 c示例2右图是电解CuCl2溶液的装置，c，d是锡组电极。以下判断是正确的()A.a是阴极，b是阳极B.a是阳极，b是阴极c电解过程中d电极的质量增加了。D.电解过程中氯离子浓度保持不变在电解槽中，阳极失去电子，通过电线流入电力的阳极，然后从阴极流出，到达阴极，因为电流的方向与电子的流动相反，所以a是电源的阳极，如果b是电源的阴极，那么c是电解槽的阳极，Cl-阳极将电子转换为Cl2: d是电解槽的阴极，产生Cu，在电解过程中，d电极质量提高。回答 c例3在一种溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，它们的质量比为3: 1。使用石墨作为电解混合溶液时，根据电极产物，可能分三个阶段明显出现，以下叙述不准确()A.阴极从头到尾只沉淀H2 B阳极，先析出Cl2，然后排出O2电解的最后一步是电解水d。溶液PH值持续增加，最后7电解质溶液中的n(na):n(cl-):n(h):n(so-)=3；3；2；在开始产生1，H2和Cl2的电解过程中，OH-中和H2SO4，OH-过剩，最后是电解水，最终溶液的PH7，阴极只释放H2。步骤3是电解HClNaClH2O。与d相同。回答 d示例4用相同的功率电解等浓度的硝酸银和硝酸汞(水银的画家为1)溶液，还原的硝酸银和硝酸汞的物质量比例n(硝酸银):n(硝酸汞)=233601以下表达正确()A.从两个阴极获得的银和汞的物质比率233601B.从两个阳极中获得的产物的物质量相同。c硝酸汞分子HgNO3D.硝酸汞的分子式为Hg2(NO3)2。通过2摩尔-线，2母lag放电析出，2母lag，2母lag和2摩尔汞离子聚集2时产生2摩尔hg，但n(AgNO3):n(硝酸汞)=233601，因为每摩尔硝酸汞2没收含有离子，因此成为Hg2(NO3)2回答 d【例5】一名学生希望将石墨用作电极饱和氯化钠溶液的家用环保消毒液发生器，并在通电时设计了如图所示的装置，使Cl2完全吸收，杀菌力强的杀菌剂，电源电极名称和消毒剂的主要成分被正确判断。()A.a是定额，b是阴极。直和NaOHB.a是负水平，b是阳极。直和NaOHC.a是阳性，b是阴极。直和NaOHD.a是负数，b是阳极。直和NaOH用石墨作为电极电解氯化钠溶液发生的反应是2 NaCl 2 H2O2 NaOH H2Cl2Cl2 0; Cl2，与电解过程一起发生的副作用是2 naohcl2=nacNaClO H2O，可完全吸收Cl2，杀菌能力强的消毒液的主要成分是NaClO和NaCl溶液，在电解过程中具有消毒作用。回答 b氯碱厂电解饱和盐水NaOH工艺图：按照上图完成以下空格填充：(1)电解过程中，连接电源两极的电极上发生的反应的化学公式如下：连接到电源阴极的电极附近的溶液PH值(选择不变、升高或降低：)(2)工业盐Ca2、Mg2和其他杂质。响应精炼过程的离子方程式是。(3)在粗盐中SO42-含量高的情况下，需要添加钡试剂去除SO42。这种钡试剂(ABC选择)A.Ba(OH)2 b.Ba(NO3)2 c.BaCl2(4)为有效去除Ca2，Mg2，SO42-，添加试剂的合理顺序为(ABC选择)A.先添加NaOH，后添加Na2CO3，再添加钡试剂B.首先添加NaOH，稍后添加钡试剂，然后添加Na2CO3C.先放入钡试剂，稍后加直，然后加我2co 3(5)在脱盐过程中，利用NaOH的溶解度差异，冷却(作业名称)去除NaCl。(6)用隔膜法电解盐水时，电解分为阳极区和阴极区，防止Cl2和NaOH反应，使用无隔膜电解冷盐水时，Cl2完全接触NaOH，产品只有NaClO和H2，相应的化学方程式。分析 (1)在盐水电解时，与功率的阳极连接的电极发生的反应为2cl-2e-=Cl2，与功率的阴极连接的电极消耗2H 2e=H2h离子，即OH-离子，因此溶液的PH增加。(4)去除杂质时，不加Ba2和OH-离子，但Na2CO3必须在BaCl2之后加入。因为还可以去除CO32-额外的Ba2离子。(5)海水淡化过程的目的是分离NaOH和NaCl，因为NaCl溶液的大小较小，所以NaCl首次析出蒸发、冷却、结晶、过滤的NaCl晶体。(6)没有隔膜，Cl2 NaOH=nacl2 naclo H2O，电解盐水溶液的化学方程式为2 NaCl 2 H2O=2 NaOH H2Cl2两种反应的化学方程式相加NaCl H2O=回答 (1) 2cl-2e=Cl2