电解原理++课件高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

电解池电解原理及反应式的书写方法一、电解池的定义、构成条件1、定义：(1)直流电源(2)电解质溶液(3)两个电极(活性或惰性)(4)闭合回路电能转化为化学能的装置可以是非自发的氧化还原反应2、构成条件3、电极名称：与电源负极相连的电极为阴极与电源正极相连的电极为阳极4、电极的判断方法①电源电极：②电子流向：③电流方向：④离子移向：⑤电极反应类型：⑥电解池总反应：⑦两极现象：二、离子放电顺序1、阴极（与电极材料无关）阳离子放电，得电子能力强者先放电Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋（酸）＞Pb2＋＞Sn2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋（水或酸性很弱）＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋水中不放电，熔融状态下放电2、阳极（与电极材料有关）①活性电极作阳极时优先于溶液中的阴离子放电②阴离子放电，失电子能力强先放电S2－＞SO32－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞SO42－、NO3－、F－

……含氧酸根离子金属电极＞思考：阴离子能否在阴极得电子？①精准判断电极③分析电解质溶液中存在的离子④排出离子的放电顺序⑤写出电极反应方程式（阳极失e-升价；阴极得e-降价）⑥写出电解反应方程式（总反应式）简记为：①看阳极；②析离子；③定顺序；④写反应②看清阳极材料（是活性电极还是惰性电极）三、电解池电极反应式和总反应式的书写小结：同学们，你们是怎么写的？方法1：【2022·广东卷】以熔融盐为电解液，以含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解，实现Al的再生。该过程中A．阴极发生的反应为Mg-2e-=Mg2+

B．阴极上Al被氧化C．在电解槽底部产生含Cu的阳极泥

D．阳极和阴极的质量变化相等C方法2：①依据题目信息列出得失电子的物质，找出对应的产物。③缺项配平②确定得失电子数写出用Pt电极电解下列物质的电极反应式和总的电解方程式：（1）H2SO4溶液（2）NaNO3溶液（3）CuBr2溶液练习（4）NaCl溶液（5）CuSO4溶液（6）AgNO3溶液思考：1、如何判断溶液的PH以及电极的PH变化？

2、电解一段时间后如何让溶液恢复原状？【2022年海南卷】一种采用H2O(g)和N2(g)为原料制备NH3(g)的装置示意图如下。1、请写出电极反应式和总反应式。2、a电极可以用哪些材料？3、改变电源电压，反应速率会改变吗？为什么？1、a(阳极)：2O2--4e-=O2b(阴极)：N2+3H2O+6e-=2NH3+3O2-总反应：2N2+6H2O=4NH3+3O22、Pt、Au、石墨等惰性电极3、加快反应速率【2015四川理综4】用右图所示装置除去含CN－、Cl－废水中的CN－时，控制溶液PH为9~10，阳极产生的ClO－将CN－氧化为两种无污染的气体。请写出电极反应式和总反应式。阳极：Cl－+2OH－－2e－=ClO－+H2O阴极：2H2O+2e－=H2↑+2OH－总离子反应：Cl－+H2O=ClO－+H2↑除去CN－的反应：2CN－+5ClO－

+H2O

=N2↑+2CO2↑+5Cl－+2OH-【2021·全国甲改】乙醛酸是一种重要的化工中间体，可果用如下图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH-，并在直流电场作用下分别问两极迁移。请写出电极反应式和总反应式。铅电极(阴极)：3HOOC-COOH+2e-=HOOC-CHO+H2O+2HOOC-COO-石墨电极(阳极)：2Br--2e-=Br2总离子反应：3HOOC-COOH+2Br-=HOOC-CHO+H2O+Br2+2HOOC-COO-【2019江苏节选】CO2的资源化利用能有效减少CO2排放，充分利用碳资源。（2）电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理示意图如下。CO2+H++2e−=HCOO−或CO2+HCO3-+2e−=HCOO−+CO32-①写出阴极CO2还原为HCOO−的电极反应式：②电解一段时间后，阳极区的KHCO3溶液浓度降低，其原因是：阳极产生O2，pH减小，HCO3-浓度降低；K+部分迁移至阴极区【2022年浙江6月高考改编】通过电解废旧锂电池中的LiMn2O4可获得难溶性的Li2CO3和MnO2，电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。电极的PH和溶液的PH是如何变化的？溶液中c(Mn2+)如何变化？电极A(阴极)：LiMn2O4+3e-+8H+=2Mn2++Li++4H2O电极B(阳极)：Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+总离子反应：2LiMn2O4+4H+=3MnO2+2Li++Mn2++2H2O【2016年高考天津卷节选】化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4，同时获得氢气：Fe+2H2O+2OH−FeO42−+3H2↑，工作原理如图1所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色的FeO42−，镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。已知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。①电解一段时间后，c(OH−)降低的区域在_______(填“阴极室”或“阳极室”)。②电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因是：③c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2，M、N两点c(Na2FeO4)低于最高值的原因：阳极室防止Na2FeO4与H2反应使产率降低M点：c(OH-)低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢N点：c(OH-)过高，铁电极上有氢氧化铁生成，使Na2FeO4产率降低。【2019新课标Ⅱ节选】环戊二烯（）是重要的有机化工原料。回答下列问题：（4）环戊二烯可用于制备二茂铁（Fe(C5H5)2，结构简式为）。二茂铁的电化学制备原理如下图所示，其中电解液为溶解有溴化钠（电解质）和环戊二烯的DMF溶液（DMF为惰性有机溶剂）。该电解池的阳极为_______，总反应为：电解制备需要在无水条件下进行，原因为：FeFe+2=+H2↑水会阻碍中间物Na的生成；水会电解生成OH−，进一步与Fe2+反应生成Fe(OH)2[2019新课标Ⅲ节选]近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：（4）在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如下图所示：负极区发生的反应有：（写反应方程式）电路中转移1mol电子，需消耗氧气________L（标准状况）。Fe3++e−=Fe2+4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O5.6【2019浙江选考节选】水是“生命之基质”，是“永远值得探究的物质”。（4）以铂阳极和石墨阴极设计电解池，通过电解NH4HSO4溶液产生(NH4)2S2O8，再与水反应得到H2O2，其中生成的NH4HSO4可以循环使用。①阳极的电极反应式是：②制备H2O2的总反应方程式是：

2SO42−−2e−=S2O82−2H2OH2O2＋H2↑1.【2015福建11】某模拟"人工树叶”电化学实验装置如右图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是A．该装置将化学能转化为光能和电能B．该装置工作时，H＋从b极区向a极区迁移C．每生成1molO2，有44gCO2被还原D．a电极的反应为：3CO2+18H＋-18e－=C3H8O+4H2OB高考零距离：2.【2015四川理综4】用右图所示装置除去含CN－、Cl－废水中的CN－时，控制溶液PH为9~10，阳极产生的ClO－将CN－氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是A．用石墨作阳极，铁作阴极B．阳极的电极反应式为：

Cl－+2OH－－2e－

=ClO－+H2OC．阴极的电极反应式为：

2H2O+2e－=H2↑+2OH－D．除去CN－的反应：2CN－+5ClO－+2H+

=N2↑+2CO2↑+5Cl－+H2OD高考零距离：用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶液，在电解的过程中，溶液的pH依次为升高、不变、降低的是A．AgNO3CuCl2Cu(NO3)2B．KClNa2SO4CuSO4C．CaCl2KOHNaNO3D．HClHNO3K2SO4B巩固提升假设图中原电池产生的电压、电流强度均能满足电解、电镀要求，即为理想化。①～⑧为各装置中的电极编号。下列说法错误的是

A．当K闭合时，A装置发生吸氧腐蚀，在电路中作电源B．当K断开时，B装置锌片溶解，有氢气产生C．当K闭合后，整个电路中电子的流动方向为①→⑧；⑦→⑥；⑤→④；③→②D．当K闭合后，A、B装置中pH变大，C、D装置中pH不变A【2015四川理综化学】用右图所示装置除去含CN－、Cl－废水中的CN－时，控制溶液PH为9~10，阳极产生的ClO－将CN－氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是A．用石墨作阳极，铁作阴极B．阳极的电极反应式为：

Cl－+2OH－－2e－=ClO－+H2OC．阴极的电极反应式为：2H2O+2e－=H2↑+2OH－D．除去CN－的反应：2CN－+5ClO－+2H+=N2↑+2CO2↑+5Cl－+H2OD高考零距离【2015福建】某模拟"人工树叶”电化学实验装置如右图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是

A．该装置将化学能转化为光能和电能B．该装置工作时，H＋从b极区向a极区迁移C．每生成1molO2，有44gCO2被还原D．a电极的反应为：3CO2+18H＋-18e－=C3H8O+4H2OB(2)H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的Ag＋还原为银，从而可用于化学镀银。①H3PO2中，P元素的化合价为________。②利用H3PO2进行化学镀银反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1，则氧化产物为________(填化学式)。③NaH2PO2为________(填“正盐”或“酸式盐”)，其溶液显________(填“弱酸性”“中性”或“弱碱性”)。【2014·新课标全国卷Ⅰ】次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品，具有较强还原性。回答下列问题：(1)H3PO2是一元中强酸，写出其电离方程式：＋1H3PO4正盐弱碱性H3PO2H2PO2－＋H＋(3)H3PO2的工业制法是：将白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2，后者再与H2SO4反应。写出白磷与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式：(4)H3PO2也可用电渗析法制备，“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)：2P4＋3Ba(OH)2＋6H2O＝3Ba(H2PO2)2＋2PH3↑(4)H3PO2也可用电渗析法制备，“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)：①写出阳极的电极反应式：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋(4)H3PO2也可用电渗析法制备，“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)：②分析产品室可得到H3PO2的原因：阳极室的H＋穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2PO2－穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2(4)H3PO2