2022高考化學(xué)第一輪復(fù)習(xí) 專題 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 電解學(xué)案 魯科版

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1、2022高考化學(xué)第一輪復(fù)習(xí) 專題 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 電解學(xué)案 魯科版 【本講教育信息】 一. 教學(xué)內(nèi)容： 高考第一輪復(fù)習(xí)《化學(xué)選修4》 第1章 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 第2節(jié) 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能——電解 1. 電解的原理。 2. 電解原理的應(yīng)用 （1）電解食鹽水制備燒堿、氫氣和氯氣。 （2）銅的電解精煉。 （3）電鍍。 二. 教學(xué)目的 1、掌握電解、電解池的概念，建立電極反應(yīng)概念，正確判斷陰、陽(yáng)極。 2、了解食鹽水的電解、銅的電解精煉、電鍍的反應(yīng)原理。 3、從能量的角度理解化學(xué)科學(xué)的重要性。 三. 重點(diǎn)和難點(diǎn) 1、電解原理。 2、電極反應(yīng)的概念、陰、陽(yáng)極

2、的判斷。 3、電極反應(yīng)式的書寫。 四. 考點(diǎn)分析 本節(jié)內(nèi)容在高考中的主要考查點(diǎn)是： 1、電解池、電鍍池的構(gòu)成條件及區(qū)別。 2、電路中電子的流向、電極反應(yīng)類型與電極種類的關(guān)系。 3、金屬活潑性與電極的關(guān)系，陰、陽(yáng)極放電順序及應(yīng)用。 4、兩極反應(yīng)式的書寫，兩極產(chǎn)物的判斷及數(shù)量關(guān)系。 5、電解質(zhì)溶液中離子濃度的變化、pH變化。 6、反應(yīng)式的現(xiàn)象，根據(jù)離子、電解產(chǎn)物與電子相關(guān)量關(guān)系的計(jì)算。 五. 知識(shí)要點(diǎn) 1. 電解是指____________。電解池是將____________轉(zhuǎn)化為____________的裝置。電解池由____________、_________

3、___以及____________或____________組成。 2. 按照電化學(xué)的規(guī)定，____________叫做陽(yáng)極，___________叫做陰極。 3. 水的電離過程可表示為____________。 4. 電解飽和食鹽水時(shí)，陰極產(chǎn)物有____________，陽(yáng)極產(chǎn)物有____________，電解反應(yīng)總方程式是____________。 5. 在銅的電解精煉中，____________做陽(yáng)極，____________做陰極。 6. 電鍍的主要目的是____________。在電鍍槽中，____________作為陰極，____________作為陽(yáng)

4、極。 7. 電解溶液分析 （1）現(xiàn)象：溶液通電后，____________極上逐漸覆蓋了一層紅色物質(zhì)，析出____________，陽(yáng)極上有氣泡產(chǎn)生，并可聞到____________的氣味。同時(shí)看到濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙變藍(lán)，陽(yáng)極上有____________生成。 （2）電極反應(yīng)： 陰極：陰極上生成銅，電極反應(yīng)為：____________。 陽(yáng)極：陽(yáng)極上生成，電極反應(yīng)為：____________。 總的電解反應(yīng)為____________。 8. 怎樣判斷電解時(shí)的電極產(chǎn)物？ 9. 分析電解飽和食鹽水的產(chǎn)物？ 10. 什么是電鍍以及電鍍池的組成？ 注意

5、： （1）電解 在直流電的作用下，電解質(zhì)在兩個(gè)電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過程。 （2）電解質(zhì)導(dǎo)電的實(shí)質(zhì)：電解質(zhì)溶液（或熔融態(tài)電解質(zhì)）的導(dǎo)電過程，就是電解質(zhì)溶液（或熔融態(tài)電解質(zhì)）的電解過程。 （3）電解池 把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。 ①形成條件：a. 外接直流電源；b. 電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)； c. ②電解池工作原理：以電解溶液為例（石墨作電極）（如下圖） （4）離子在電極上的放電規(guī)律 陰極：溶液中陽(yáng)離子得電子能力強(qiáng)的先得電子。陽(yáng)離子放電順序： 陽(yáng)極：若是惰性電極，則是溶液中陰離子失電子能力強(qiáng)的先失電子；若是活潑電極，則是活潑電極失電子。陰離子放電

6、順序：>含氧酸根。 （5）電解原理的應(yīng)用： ①電解飽和食鹽水制取氯氣和燒堿（氯堿工業(yè)） 電解前應(yīng)除去食鹽溶液中的、、等雜質(zhì)離子 電極反應(yīng)：陽(yáng)極（石墨）： 陰極（鋼鐵）： 總反應(yīng)： ②電解法冶煉活潑金屬 、、等活潑金屬都可用電解它們的熔融鹽或氧化物制得。 如制：陽(yáng)極： 陰極： 總反應(yīng)： ③電鍍 電鍍是一種特殊的電解，用含鍍層金屬離子的電解質(zhì)配成電鍍液用待鍍金屬作陰極；鍍層金屬作陽(yáng)極電鍍時(shí)，理論上，電解質(zhì)溶液的濃度保持不變。 ④電解精煉 電解精煉銅時(shí)，陽(yáng)極材料是粗銅，陰極材料是純銅，電解質(zhì)溶液是（或）溶液。長(zhǎng)時(shí)間電解后，電解質(zhì)溶液必須補(bǔ)充。 （6）電解與溶液pH

7、值的變化 酸、堿、鹽溶液的電解規(guī)律表（惰性電極） 類型 電極反應(yīng)特點(diǎn) 實(shí)例 電解對(duì)象 電解質(zhì)濃度 pH 電解質(zhì)溶液復(fù)原加入 電解水型 陰極： 陽(yáng)極： 水 增大 增大 水 水 增大 減小 水 水 增大 不變 水 電解電解質(zhì)型 電解質(zhì)電離出的陰陽(yáng)離子分別在兩極放電 電解質(zhì) 減小 不變 氯化氫 電解質(zhì) 減小 不變 氯化銅 放生堿型 陰極：放生堿 陽(yáng)極：電解質(zhì)陰離子放電 電解質(zhì)和水 減小 不變 氯化氧 放生酸型 陰極：電解質(zhì)的離子放電 陽(yáng)極：放生酸 電解質(zhì)和水 減小 減小

8、 氧化銅 （7）惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律 ①無(wú)氧酸（除HF）、不活潑金屬無(wú)氧酸鹽（除外）的電解是電解質(zhì)本身電解，例如、、； ②不活潑金屬的含氧酸鹽、活潑金屬的無(wú)氧酸鹽的電解是電解質(zhì)與水同時(shí)電解，例如、、； ③含氧酸、可溶性堿、活潑金屬的金屬含氧酸鹽的電解是水的電解，例如、、。 【典型例題】 例1. 下列關(guān)于銅電極的敘述正確的是（ ） A. 銅鋅原電池中銅是正極 B. 用電解法精煉粗銅時(shí)，粗銅做陰極 C. 在鍍件上電鍍銅時(shí)可用金屬銅做陽(yáng)極 D. 電解稀硫酸制和時(shí)銅做陽(yáng)極 分析：銅鋅原電池中鋅活潑，鋅做負(fù)極；電解精煉銅時(shí)，粗銅中的銅失去電子，做陽(yáng)極；電鍍銅

9、時(shí)，應(yīng)選用銅片做陽(yáng)極，待鍍件做陰極，含有銅離子的溶液做電鍍液。電解稀硫酸時(shí)，銅做陽(yáng)極，失電子的是銅而不是溶液中的，因而得不到氧氣。 答案：AC 例2. 用石墨做電極電解1溶液，當(dāng)為時(shí)，停止電解，向剩余溶液中加入下列何種物質(zhì)可使電解質(zhì)溶液恢復(fù)至原來(lái)狀態(tài)（ ） A. B. C. D. 分析：電解過程中的反應(yīng)為：陽(yáng)極： 陰極：。 總反應(yīng)為：。 由以上反應(yīng)可知，電解使2和2 變成了2 ，同時(shí)析出銅，放出，溶液中每生成2 則放出1，故需補(bǔ)充。 答案：B 例3. 用Pt電極電解含有和均為0.1 mol的溶液，陰極析出金屬的

10、質(zhì)量m（g）與溶液中通過電子的物質(zhì)的量n（mol）關(guān)系如圖，則離子的氧化能力由大到小排列正確的是（ ） A. B. C. D. 分析：此題有些學(xué)生一看，立即想到是，不加以仔細(xì)分析，即選答案C。先分析圖中變化：一開始通電，陰極就有固體析出，且通過電子后，質(zhì)量不再增加。根據(jù)離子放電規(guī)律，是先放電，再是放電，在溶液中不放電，答案應(yīng)選D。 答案：D 例4. 用鉑電極電解和的混合溶液500mL，經(jīng)過一段時(shí)間后，兩極均得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L的氣體，則原混合溶液中的物質(zhì)的量濃度為（ ） A. B. C. D. 分析：陽(yáng)極電

11、極反應(yīng)：失去電子的物質(zhì)的量 ； 陰極電極反應(yīng)：首先發(fā)生的是，其次發(fā)生的是，陰極還原反應(yīng)物質(zhì)得到電子的總量，兩電極物質(zhì)得與失電子數(shù)相等，即。解得，所以其物質(zhì)的量濃度 。 答案：C。 例5. 電解原理在化學(xué)工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。如圖所示為一個(gè)電解池，裝有電解液a；X、Y是兩塊電極板，通過導(dǎo)線與直流電源相連。請(qǐng)回答以下問題： （1）若X、Y都是惰性電極，a 是飽和溶液，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，同時(shí)在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則 ①電解池中X極上的電極反應(yīng)式是______________。在X極附近觀察到的現(xiàn)象是____________________________。 ②Y電極上的電極

12、反應(yīng)式是______________，檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是____________________________。 （2）如果用電解方法精煉粗銅，電解液a選用溶液，則 ①X電極的材料是______________，電極反應(yīng)式是____________________________。 ②Y電極的材料是______________，電極反應(yīng)式是____________________________。 （說明：雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫出） 分析：本題考查了電解池的知識(shí)，包含了電解的兩個(gè)重要應(yīng)用：氯堿工業(yè)和銅的電解精煉。 正確書寫電解的離子方程式要從以下幾個(gè)環(huán)節(jié)入手：①分清電極，與電源正極相連的為陽(yáng)極，與負(fù)極相連的為陰極。②分析溶液，電解質(zhì)溶液中有哪些陽(yáng)離子，哪些陰離子。③注意先后，即離子放電順序。④書寫電極反應(yīng)式，注意電子得失守恒。 （1）X連接電源的負(fù)極，為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，Y連接電源的正極，為陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)。 （2）電解精煉是電解的應(yīng)用。電解是以粗銅為陽(yáng)極，純銅為陰極，溶液為電解液。 答案：（1）①；放出氣體，溶液變紅 ②；把濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙放在Y電極附近，試紙變藍(lán)色 （2）①純銅； ②粗銅；