【优化设计】高考化学一轮复习(第四辑)考点五十五电解池及电解原理(含解析).doc.pdf
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1、考点五十五电解池及电解原理 聚焦与凝萃 1. 理解电解原理,会判断电解池、电极产物、电极周围溶液pll值及整个溶液 pH值的变化 ; 2. 正确书写电极反应式。 解读与打通 常规考点 一、 电解池:把电能转变成化学能的装置叫做电解池。 二、 电解原理 以电解氯化铜溶液为例,装置如下图。 原理分析: CuCl2是强电解质且易溶于水,在水溶液屮电离生成C?和Cl : CuCL二 C屮+2C1 。 通电前后溶液里离子移动示意图 通电前, C屮和 C在水里自由地移动着(如图I 所示);通电后,这些自由移动着的离子, 在电场的作用下,改做定向移动。根据异性相吸的原理,带负电的氯离子向阳极移动,带正电的铜
2、 离子向阴极移动(如图II 所示)。在阳极,氯离子失去电子而被氧化成氯原子,并两两结合成氯 分子,从阳极放出。在阴极,铜离子获得电子而还原成铜原子,就覆盖在阴极上。他们的反应可分 别表示如下: 阳极: 2C1-2e =C12 t (氧化反应) 阴极: Cu+2e _=Cu (还原反应) 电解 CUC12 溶液的化学反应方程式为:CuCL丄丄 CU+C12 f 三、电解池构成: 1. 电极且分别与电源的正、负极相连: I 通电前II 通电后 (1)阴极:与电源的负极相连,在阴极上发牛?还原反应; (2)阳极:与电源的正极相连,在阳极上发生氧化反应。 2.电解质溶液或熔融电解质 3.闭合回路 4.
3、直流电源 隐性考点 1.放电顺序 (1) 阴极放电顺序(即氧化性顺序) Ag +Hg2+Fe34 Cu 2* (H*)Pb2+Sn24Fe2+Zn2+Al3+Mg24Na+Ca2+K+ (2) 阳极放电顺序(即述原性顺序) 金属单质(除 Pt、Au外)S 2 I Br C1OH 含氧酸根 F 用石墨、金、钳等还原性很弱的材料制作的电极又叫做惰性电极,理由是它们在一般的通电条件下不发生 化学反应。用铁、锌、铜、银等还原性较强的材料制作的电极又叫做活性电极, 它们做电解池的阳极时,先于其 他物质发生氧化反应。 注意:以惰性电极电解电解质水溶液,分析电解反应的一般方法步骤为: 全面分析电解质水溶液的
4、组成,找全离子并分为阴、阳两组; 分别对阴、阳离子排出放电顺序,写出两极上的电离反应式; 合并两个电极反应式得出电解反应的总化学方程式或离子方程式。 2.电极产物的判断 (1) 阳极产物的判断 首先看电极,如果是活性电极,则电极金属失电子,金属被溶解,溶液中的阴离子不能失电子。如果是惰 性电极( Pt、Au、石墨),则要再看溶液中的离子的失电子能力。此时根据阴离子放电顺序加以判断,阴离子 放电顺序: S 2I BrCl OH 含氧酸根。故在阳极上的现象:质 量减轻(活性电极),如电解法精炼金属、电 镀,或有非金属单质生成。在阳极上产生的非金属单质中,呈气态的有C12 (黄绿色)、 02(无色)
5、。通过电 极产物或相应的现象可判断电极名称。 (2) 阴极产物的判断 直接根据阳离子放电顺序进行判断。在一般情况下,阴极上的现象:质量增加(析出金属)或有无色气体 (HJ放出,所以质量增重的电极一定是阴极,有比放出的电极也一定是阴极。 融合与应用 例 1?下列叙述中不正确的是 () A.电解池的阳极发生氧化反应,阴极发生述原反应 B.原电池跟电解池连接后,电子从电池负极流向电解池阳极 C.电镀时,电镀池里的阳极材料发生氧化反应 D.电解饱和食盐水时,阴极得到氢氧化钠溶液和氢气 解析: A、C、D叙述的是电解池,都正确, B叙述的是原电池与电解池相连接,电子应从原电池负极流向电 解池阴极。 答案
6、: B 例 2. 用惰性电极电解 NallSO:, 溶液可以得到硫酸,装置如图所示。电解过程中、 处的牛成物依次是 () 阴离了交换詼 ( 只允许阴离子通过 ) A.硫酸、氧气和二氧化硫、氢气、亚硫酸钠 B.硫酸、氢气、氧气和二氧化硫、亚硫酸钠 C. 亚硫酸钠、氧气和二氧化硫、氢气、硫酸 D. 亚硫酸钠、氢气、氧气和二氧化硫、硫酸 解析:阴极区存在电离平衡HSO7 SOr + H +, 阴极电极反应为 2H+2e-, c(H+) 减小, 促使恥电离平衡正向 移动,所以处的生成物为呃SO“处的生成物为际阴极区生成的SCT部分通过阴离子交换膜进入阳极区,部 分 SO 与加入的盼 0 仮应生成 SQ
7、逸出,阳极电极反应为40H Jp f + 2恥+ 4e _, 生成的 02 将另一部分 so氧化 生成 sor, 所以处的生成物为6 和 so?, 处的生成物为 aso.o 答案: D ?扫描与矫正 【正误判断】 ( 正确的打“丿”,错误的打“ X”)( 每个判断 2 分,共 40 分) ()1. 电解质溶液的导电过程,就是其电解过程 ()2. 电解池的阴、阳极与原电池一样,取决于电极材料的活泼性 ()3. 工作时在原电池的负极和电解池的阴极上都是发生失电子过程 ()4. 如图所示装置, a 和 b 分别连接直流电源正、负极,电压足够大时,C+向铜电极移 动 由解 ()5. 铜做阳极电解盐酸的
8、方程式为:CU + 2I1C1=CUC1 2+H2 t , 因此还原剂铜的还原性 强于还原产物氢气的还原性 ()6. 电解水时为了增强其导电性,应加入的电解质可以是NaOH ()7. 电解稀硫酸、稀氢氧化钠溶液、稀硝酸就是电解水,所以pH不变 ()8. 电解饱和食盐水时,在阳极区生成氢氧化钠 ()9. 电解电解质溶液时,阴极产生的气体一般为氢气,阳极产生的气体一般为氧气或氯气 ()10. 电解池的工作原理:电解池屮与直流电源正极相连的是阳极,阳极发生氧化反应; 与电源负极相连的是阴 极,阴极发生还原反应。通电吋,电子的流向为负极一阴极一电解质一阳极 “正极 ()11. 电解稀硫酸溶液实质上是电
9、解水,故溶液pH不变 ()12. 电解稀氢氧化钠溶液要消耗0,故溶液 pH减小 ()13. 电解硫酸钠溶液,在阴极上发生反应:40H-4e _=2Ib0+0 2 t ()14. 电解氯化铜溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1 : 1 ()15. 电解池的阳极上发生氧化反应,阴极上发生还原反应 ()16. 用原电池作电源进行电解时,电子从原电池负极流向电解池阴极 ()17. 电解是把电能转变成化学能 ()18. 电解质溶液导电是化学变化,金属导电是物理变化 ()19. 某些不能自发进行的氧化还原反应,通过电解可以实现 ()20. C U+H2S0FCUS04+H2 t 可以设计成电解
10、池,但不能设计成原电池 I 实训与超越 【7+1模式】 一、单选 (7X6 分二 42 分) 1. 有一电解池屮 X、Y分別是直流电源的两极,通电后发现a 极板质量增加, b 极板处有无色 无味气体放出,符合这一情况的是 2. 右图为直流电源电解稀NazSOj水溶液的装置。通电后在石墨电极a 和 b 附近分别滴加儿滴石蕊溶液。下列 实验现象描述正确的是 () A. 逸出气体的体积, a 电极的小于 b 电极的 B. 一电极逸出无味气体,另一电极逸出刺激性气体 C. a 电极附近呈红色, b 电极附近呈蓝色 D. a 电极附近呈蓝色, b 电极附近呈红色 3.用惰性电极电解一定浓度的CuSOi溶
11、液,通电一段时间后,向所得的溶液中加入0.1 mol CU(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH 。则下列说法正确的是 () A. 电解过程中阴极没有气体生成 B. 电解过程屮转移的电子的物质的量为0.4 mol C?原CuSO ;溶液的浓度为0. 1 mol ? L -1 D.电解过程中阳极收集到的气体体积为1.12 L( 标况下 ) 4.如图所示装置 (I) 是一种可充电电池,装置仃I) 为电解池,离子交换膜只允许通过,电池充电、放电的化学 方程式为: 2 週 Sz+NaB切 H 沁S+3NaBr。闭合开关 S时, b 电极附近先变红色。下列说法正确的是 () 电极A 离了交换膜电极B
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