2020高考化学大一轮复习 第六章 化学反应与能量 第3节 考点1 电解原理课件

化学反应与能量第六章第三节电解池金属的腐蚀与防护考纲解读考纲要求备考指南真题追踪命题趋势1.理解电解池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应和总反应方程式。2．了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。2018·全国卷Ⅰ13、27(3)，全国卷Ⅱ28(27)，全国卷Ⅲ26(2)；2017·全国卷Ⅰ11，全国卷Ⅱ26(5)；2016·全国卷Ⅰ11预计2020年高考仍将重点考查电解池的工作原理，如阴阳极的判断、电极反应式的书写及溶液pH的变化等；借助电解原理进行的工业实际问题，如物质的制备、废水处理、新材料的制取等。复习备考时应注重电解原理的实质，从氧化还原反应的角度认识电化学，注重与元素化合物、有机化学、电解质溶液、化学实验设计、新能源等知识的联系。考点1电解原理栏目导航01夯实考点02考点突破夯实考点11．电解原理(1)概念：电解池是把______转化为________的装置。(2)电解池的构成条件：①有外接直流电源；②有与电解质溶液(或熔融电解质)相连的两个________；③形成______回路。【知识梳理】电能化学能电极闭合(3)电解池中电子和离子的移动。①电子：从电源______流出后，流向电解池______；从电解池的______流向电源的正极。②离子：阳离子移向电解池的______，阴离子移向电解池的______。负极阴极阳极阴极阳极(4)电解池工作原理(以电解CuCl2溶液为例)：总反应式：____________________________。【答案】阳极氧化反应2Cl－－2e－===Cl2↑阴极还原反应Cu2＋＋2e－===CuCuCl2=====通电Cu＋Cl2↑2．在惰性电极上离子的放电顺序(1)阴极(与电极材料无关)：――――――――――――――――――――――→Ag＋Fe3＋Cu2＋H＋酸Fe2＋Zn2＋H＋水Al3＋Mg2＋Na＋Ca2＋K＋得到电子由易到难(2)阳极(与电极材料有关)：――――――――――――――――→活泼电极S2－I－Br－Cl－OH－含氧酸根离子F－失去电子由易到难3．惰性电极电解电解质溶液的四种类型类型电极反应特点电解质溶液电解对象电解质浓度pH电解质溶液复原电解水型阴极：4H＋＋4e－===2H2↑；阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑强碱(如NaOH)水增大增大加水含氧酸(如H2SO4)水增大减小加水活泼金属的含氧酸盐(如Na2SO4)水增大不变加水类型电极反应特点电解质溶液电解对象电解质浓度pH电解质溶液复原电解电解质型电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电无氧酸(如HCl)电解质减小增大通HCl不活泼金属的无氧酸盐(如CuCl2)电解质减小__加CuCl2放H2生碱型阴极：H2O放H2生成碱；阳极：电解质阴离子放电活泼金属的无氧酸盐(如NaCl)电解质和水生成新电解质增大通HCl放O2生酸型阴极：电解质阳离子放电；阳极：H2O放O2生成酸不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4)电解质和水生成新电解质减小加CuO1．判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。(1)任何化学反应都可以设计成电解池反应()(2)电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程()(3)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现()(4)电解CuCl2溶液，阴极逸出的气体能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝()(5)电解盐酸、硫酸等溶液，H＋放电，溶液的pH均逐渐增大()(6)电解时，电解液中阳离子移向阳极，发生还原反应()【思维深化】(7)用惰性电极电解饱和食盐水，溶液的pH不变()(8)用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，加入Cu(OH)2可使电解质溶液恢复到电解前的情况()【答案】(1)×(2)√(3)√(4)×(5)×(6)×(7)×(8)×2．写出下列相关的电极反应方程式或总反应方程式。阳极反应方程式阴极反应方程式总反应方程式(1)用惰性电极电解AgNO3溶液(2)用惰性电极电解MgCl2溶液(3)用铁作电极电解NaCl溶液(4)用铜作电极电解盐酸【答案】(1)4OH－－4e－===O2↑＋2H2O4Ag＋＋4e－===4Ag4Ag＋＋2H2O=====电解4Ag＋O2↑＋4H＋(2)2Cl－－2e－===Cl2↑2H＋＋2e－===H2↑Mg2＋＋2Cl－＋2H2O=====电解Mg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑(3)Fe－2e－===Fe2＋2H＋＋2e－===H2↑Fe＋2H2O=====电解Fe(OH)2＋H2↑(4)Cu－2e－===Cu2＋2H＋＋2e－===H2↑Cu＋2H＋=====电解Cu2＋＋H2↑考点突破21.(2019·四川成都质检)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－＋H2O【答案】D电极反应式、电解总反应式的书写★★★★【解析】根据题意，阳极Cl－失去电子产生ClO－，可知石墨作阳极，A项正确；阳极的电极反应式：Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O，阴极的电极反应式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，B、C项均正确；弱碱性环境中，除去CN－的反应：2CN－＋5ClO－＋H2O===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋2OH－，D项错误。2．LiOH和钴氧化物可用于制备锂离子电池正极材料。利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。下列说法不正确的是()A．B极区电解液为LiOH溶液B．每产生标准状况下2.24L氢气，就有0.1mol阳离子通过交换膜进入阴极区C．电解过程中Li＋向B电极迁移D．阳极电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑【答案】B【解析】根据电解装置图，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液，B极区产生H2，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，剩余OH－与Li＋结合生成LiOH，所以B极区电解液应为LiOH溶液，B电极为阴极，则A电极应为阳极。阳极区电解液应为LiCl溶液，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑。电解过程中Li＋向B电极迁移。每产生标况下2.24LH2，n(H2)＝0.1mol，n(H＋)＝0.2mol，就有0.2molLi＋通过交换膜进入阴极区。3.[2018·全国卷Ⅰ，27(3)]制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如下图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为____________________。电解后，________室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。【答案】2H2O－4e－===4H＋＋O2↑a1．做到“三看”，正确书写电极反应式(1)一看电极材料，若是金属(Au、Pt除外)作阳极，金属一定被电解(注意Fe生成Fe2＋)。(2)二看介质，介质是否参与电极反应。(3)三看电解质状态，若是熔融状态，一般是金属的电解冶炼。2．规避“三个”失分点(1)书写电解池中电极反应式时，一般以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成分子式。(2)要确保两极电子转移数目相同，且应注明条件“电解”。(3)电解水溶液时，应注意放电顺序中H＋、OH－之后的离子一般不参与放电。电解原理和电解规律★★★★4．(2018·山东七校联合体第二次联考)某同学组装了如图所示的电化学装置。电极Ⅰ为Al，其他电极均为Cu，则下列说法正确的是()A．电极Ⅰ发生还原反应B．电极Ⅱ逐渐溶解C．电流方向：电极Ⅳ→→电极ⅠD．电极Ⅲ的电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu【答案】C【解析】根据分析可知，Ⅰ为负极，失去电子，发生氧化反应，故A项错误；电极Ⅱ为正极，电解质溶液中的铜离子在正极得到电子生成铜单质，电极Ⅱ有铜析出，故B项错误；根据分析可知，电极Ⅰ为负极，电极Ⅱ为正极，与负极相连的电极Ⅳ为电解池的阴极，与正极相连的电极Ⅲ为电解池的阳极，所以电流方向：电极Ⅳ→→电极Ⅰ，故C项正确；电极Ⅲ为阳极，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，故D项错误。5．(2019·江西上饶一模)现代工业生产中常用电解氯化亚铁的方法制得氯化铁溶液吸收有毒的硫化氢气体。工艺原理如下图所示。下列说法中不正确的是()A．H＋从电解池左槽迁移到右槽B．左槽中发生的反应是2Cl－－2e－===Cl2↑C．右槽的反应式：2H＋＋2e－===H2↑D．FeCl3溶液可以循环利用【答案】B【解析】电解过程中阳离子向阴极移动，A项正确；通过图示可知Fe2＋在电解池的左槽中转化为Fe3＋，H＋在右槽转化为H2，因此左槽为阳极，右槽为阴极，因为还原性Fe2＋Cl－，因此电极反应式为Fe2＋－e－===Fe3＋，B项错误；右槽为阴极，因此电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑或2H2O===H2↑＋2OH－，C项正确；在反应池中FeCl3和H2S反应为2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S＋2H＋，因此FeCl3溶液可以循环利用，D项正确。分析电解过程的思维程序(1)判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活性电极。(2)分析电解质水溶液的组成，找全离子，并分成阴、阳离子两组(不要忘记水溶液中的H＋和OH－)。(3)排出阴极、阳极离子的放电顺序。(4)分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。电极产物阳极—金属活性电极：电极材料失电子，生成相应的金属阳离子惰性电极：溶液中的阴离子失电子，生成相应的单质或高价化合物阴极：溶液中的阳离子得电子，生成相应的单质或低价化合物(5)写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。