2021版高考化学一轮复习 6.3 电解池及其工作原理课件 新人教版

考点1：电解原理【核心知识自查】1.电解池(1)电解池：把电能转化为化学能的装置。(2)构成条件①有与直流电源相连的两个电极；②电解质溶液(或熔融电解质)；③形成闭合回路。(3)工作原理(以惰性电极电解CuCl2溶液为例)总反应离子方程式：Cu2++2Cl-Cu+Cl2↑①电极阴极：与电源_____相连，_____电子，发生_____反应。阳极：与电源_____相连，_____电子，发生_____反应。②电子和离子的移动方向(惰性电极)电解====负极得到还原正极失去氧化[特别提醒]①金属活动性顺序中银以前的金属(含银)作电极时，由于金属本身可以参与阳极反应，称为金属电极或活性电极(如Zn、Fe、Cu、Ag等)；金属活动性顺序中银以后的金属或非金属作电极时，称为惰性电极，主要有铂(Pt)、石墨等。②电解时，在外电路中有电子通过，而在溶液中是靠离子移动导电，即电子不通过电解质溶液。2.电极反应式的书写步骤[特别提醒]①书写电解池的电极反应式时，可以用实际放电的离子表示，但书写电解池的总反应时，弱电解质要写成分子式。如用惰性电极电解食盐水时，阴极反应式为2H++2e-====H2↑(或2H2O+2e-====H2↑+2OH-)；总反应离子方程式为2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑。②电解水溶液时，应注意放电顺序，位于H+、OH-之后的离子一般不参与放电。③Fe3+在阴极上放电时生成Fe2+而不是得到单质Fe。电解====3.惰性电极电解电解质溶液的四种类型类型电解质(水溶液)电极反应式总化学方程式或离子方程式电解质溶液浓度溶液pH电解质溶液复原电解水型含氧酸(如H2SO4)阳极：2H2O-4e-====O2↑+4H+阴极4H++4e-====2H2↑2H2OO2↑+2H2↑增大减小加H2O电解====类型电解质(水溶液)电极反应式总化学方程式或离子方程式电解质溶液浓度溶液pH电解质溶液复原电解水型强碱(如NaOH)阳极：4OH--4e-====O2↑+2H2O阴极4H2O+4e-====2H2↑+4OH-2H2OO2↑+2H2↑增大增大加H2O活泼金属的含氧酸盐(如KNO3、Na2SO4)阳极：4OH--4e-====O2↑+2H2O阴极：4H++4e-====2H2↑2H2OO2↑+2H2↑增大不变加H2O电解====电解====类型电解质(水溶液)电极反应式总化学方程式或离子方程式电解质溶液浓度溶液pH电解质溶液复原电解电解质型无氧酸(如HCl，除HF外)阳极：2Cl--2e-====Cl2↑阴极2H++2e-====H2↑2HClCl2↑+H2↑减小_____通入HCl气体不活泼金属的无氧酸盐(如CuCl2，氟化物除外)阳极：2Cl--2e-====Cl2↑阴极Cu2++2e-====CuCuCl2Cu+Cl2↑减小—加CuCl2增大电解====电解====类型电解质(水溶液)电极反应式总化学方程式或离子方程式电解质溶液浓度溶液pH电解质溶液复原放H2生碱型活泼金属的无氧酸盐(如NaCl)阳极：2Cl--2e-====Cl2↑阴极：2H2O+2e-====H2↑+2OH-2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-生成新电解质增大通入HCl气体放O2生酸型不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4)阳极：2H2O-4e-====O2↑+4H+阴极：2Cu2++4e-====2Cu2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+生成新电解质减小加CuO或CuCO3电解====电解====【基础小题诊断】判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程。()提示：√。电解质溶液电解过程就是电解质电解成为自由移动的阴、阳离子。导电过程就是带电离子的定向移动即阴、阳离子的定向移动。(2)Zn+H2SO4====ZnSO4+H2↑能设计成电解池。()提示：√。电解池是把电能转化为化学能，所以不论自发、不自发进行的氧化还原反应理论上均可设计成电解池；如用Zn作阳极、惰性电极作阴极，电解硫酸溶液，电池反应即为上述反应。(3)电解池的阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。()提示：√。在电解池中与直流电源的负极相连的电极是阴极，发生还原反应；与直流电源的正极相连的电极是阳极，发生氧化反应。(4)电解NaCl溶液得到22.4LH2(标准状况)，理论上需要转移NA个电子。()提示：×。电解NaCl溶液的阴极反应式：2H++2e-====H2↑，产生标准状况下22.4LH2，理论上需要转移2NA个电子。(5)电解后的CuSO4溶液复原，可加入Cu(OH)2固体。()提示：×。若通电一段时间，CuSO4未电解完(即Cu2+未全部放电)，使溶液复原应加入CuO，而加入Cu(OH)2会使溶液的浓度减小；若Cu2+全部放电，又继续通电一段时间(此时电解水)，要使溶液复原应加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3，若只加入CuO，此时浓度偏大。(6)电解盐酸、硫酸等溶液，H+放电，溶液的pH逐渐增大。()提示：×。电解盐酸，pH变大；电解硫酸，实际是电解水，pH变小。(7)直流电源跟电解池连接后，电子从电源负极流向电解池阳极。()提示：×。直流电源跟电解池连接后，电子从电源负极流向电解池阴极考点2：电解原理的应用【核心知识自查】1.氯碱工业阳极反应式：_________________(_____反应)阴极反应式：_______________(_____反应)总反应方程式：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑电解====2Cl--2e-====Cl2↑氧化2H++2e-====H2↑还原2.电镀与电解精炼电镀电解精炼铜示意图电极反应阳极______________Zn-2e-====Zn2+，Ni-2e-====Ni2+，Cu-2e-====Cu2+等阴极____________________________电解质溶液的浓度变化CuSO4溶液的浓度_____CuSO4溶液的浓度_____Cu-2e-====Cu2+Cu2++2e-====CuCu2++2e-====Cu不变变小3.电冶金电解冶炼冶炼钠冶炼铝电极反应阳极：_________________阴极：_______________阳极：_________________阴极：_________________总反应__________________________________________________电解====电解冰晶石====2Cl--2e-====Cl2↑2Na++2e-====2Na6O2--12e-====3O2↑4Al3++12e-====4Al2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑【基础小题诊断】判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)用铜作阳极、石墨作阴极电解CuCl2溶液时，阳极电极反应式为2Cl--2e-====Cl2↑。()提示：×。活性金属作阳极时，金属首先失电子被氧化，故阳极反应为Cu-2e-====Cu2+。(2)根据得失电子守恒可知电解精炼铜时，阳极减少的质量和阴极增加的质量相等。()提示：×。电解精炼铜时，阴极析出的只有Cu，而阳极减少的有活泼的Zn、Fe、Ni等形成阳离子存在于溶液中，不活泼的Ag、Au等形成阳极泥沉在底部，故两极的质量变化不相等。(3)氯碱工业中阳离子交换膜的作用是防止H2和Cl2混合爆炸，同时避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO影响烧碱质量。()提示：√。阳离子交换膜只允许阳离子(Na+)通过，而阻止阴离子(Cl-、OH-)和分子(Cl2)通过。(4)工业上可以通过电解熔融的AlCl3、MgO制备Al、Mg。()提示：×。AlCl3是共价化合物，MgO的熔点高，只能用电解熔融的Al2O3、MgCl2制备Al、Mg。(5)电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料。()提示：×。阴极只起导电作用，所以阴极可以用铁棒。(6)用Zn作阳极，Fe作阴极，ZnCl2作电解质溶液，由于放电顺序H+Zn2+，不可能在铁上镀锌。()提示：×。电镀时，通常把待镀金属制品作阴极，把镀层金属作阳极，用含有镀层金属离子的溶液作电镀液。