2018届二轮复习电解原理课件（64张）（全国通用） 64页

电解原理 第二轮复习 考纲导学 考纲要求 命题预测 　 了解电解池的工作原理。能写出电极反应。 1. 电解原理。近年来，该考点通常以选择题形式考查，重点考查该部分基础知识，难度中等。 2. 电解原理的应用。该命题点一般是在非选择题中出现，结合元素化合物知识或基本理论，难度较大。 ► 　探究点一　氯气的性质 【 知识梳理 】 1 ．电解：电流通过电解质溶液 ( 或熔融电解质 ) 而在阴、阳两极引起 ______________ 反应的过程。正确理解电解的概念应注意以下三点：①电解质溶液导电的过程就是 ________ 的过程；②电解是非自发地将 ________ 能转化为 ________ 能；③电流是 ________ 流电。 氧化还原 电解 电 化学 直 2 ．电解池：把电能转化为化学能的装置。 (1) 电解池的构成条件 ( 见图 21 － 1) ： ①外加直流电源； ②与电源相连的两个电极； ③电解质溶液或熔化的电解质。 (2) 电极名称和电极材料 ①电极名称 阳极：接电源正极的为阳极，发生 ________ 反应； 阴极：接电源负极的为阴极，发生 ________ 反应。 ②电极材料 惰性电极： C 、 Pt 、 Au 等，仅导电，不参与反应； 活性电极： Fe 、 Cu 、 Ag 等，既可以导电，又可以参与电极反应。 图 21 － 1 氧化 还原 【 要点深化 】 1 ．电解原理图解 2 ．离子放电顺序 (1) 阳极：①活性材料作电极时：金属在阳极失电子被氧化成阳离子进入溶液，阴离子不容易在电极上放电。 ②惰性材料作电极 (Pt 、 Au 、石墨等 ) 时：溶液中阴离子的放电顺序 ( 由易到难 ) 是： S 2 － >I － >Br － >Cl － >OH － > 含氧酸根离子。 (2) 阴极：无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。 阳离子在阴极上的放电顺序是： Ag ＋ >Fe 3 ＋ >Cu 2 ＋ >H ＋ >Fe 2 ＋ >Zn 2 ＋ >Al 3 ＋ >Mg 2 ＋ >Na ＋ 。 　　 例 1 　 图 21 － 3 是一个用铂丝作电极，电解稀的 MgSO 4 溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色。 ( 指示剂的 pH 变色范围： 6.8 ～ 8.0 ，酸色 —— 红色，碱色 —— 黄色 ) 回答下列问题： 【 典例精析 】 (1) 下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是 ________( 填编号 ) ； ① A 管溶液由红变黄　② B 管溶液由红变黄 ③ A 管溶液不变色　④ B 管溶液不变色 ① ④ 　　 (2) 写出 A 管中发生反应的反应式： _____________________________________________ _________________________________ ； (3) 写出 B 管中发生反应的反应式： ______________________________________________ __________________________________ ； (4) 检验 a 管中气体的方法是 ______________________________________________ _________________________ ； 用拇指按住管口，取出试管，靠近火焰，放开拇指， 有爆鸣声，管口有蓝色火焰 　　 (5) 检验 b 管中气体的方法是 ______________________________________________ _________________________________ ； 用拇指按住管口，取出试管，放开拇指，将带有火星 的木条伸入试管内会复燃 　　 (6) 电解一段时间后，切断电源，将电解液倒入烧杯内，观察到的现象是 _____________________________________________ ； 溶液呈红色，白色沉淀溶解 ( 或大部分溶解 ) [ 点评 ] 有关电解的试题关键是弄清电解的原理：阴、阳两极及两极发生的反应。本题容易忽视阴极反应的后续反应，即生成的氢氧根离子与原溶液中的镁离子生成沉淀。下面的变式题则对电解原理及应用做了较全面的考查。 变式题 　　　　 下列叙述错误的是 ( 　　 ) A. 钢铁表面发生吸氧腐蚀时，钢铁表面水膜的 pH 增大 B. 电解精炼铜时，同一时间内阳极溶解的铜的质量比阴极析出的铜的质量少 C. 在镀件上电镀锌，用锌作阳极 D. 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 D ► 　探究点二　电解规律 　 【 知识梳理 】 　 项目 物质　　　 类别　　　 代表物 被电解 物质 阴极 产物 阳极 产物 电解方程式 浓度变化 pH 溶液复原 加入物质 电解类型 含氧酸 H 2 SO 4 H 2 O 电解 水型 可溶性碱 NaOH H 2 O 活泼金属 含氧酸盐 Na 2 SO 4 H 2 O 不变 无氧酸 HCl HCl 电解 自身型 不活泼金属 无氧酸盐 CuCl 2 CuCl 2 活泼金属 无氧酸盐 NaCl NaCl H 2 O NaCl 浓度减小， 有 NaOH 生成 放氢生碱型 不活泼金属 含氧酸盐 CuSO 4 CuSO 4 H 2 O CuSO 4 浓度减小， 有 H 2 SO 4 生成 放氧生 酸型 增大 降抵 增大 升高 增大 H 2 O 减小 升高 减小 升高 升高 降低 CuO 【 要点深化 】 离子的放电顺序与电解规律的关系 如果金属做阳极 ( 除金、铂外 ) ，金属优先失去电子形成对应的金属阳离子进入溶液，电解质溶液中的阴离子不失电子。如果阳极为惰性电极，则两极按照下列顺序放电： 实验室制取、收集纯净干燥 Cl 2 的装置如下 离子区域 电解类型 溶液酸碱性变化规律 实例 Ⅰ 与 Ⅲ 区 　电解质本身被电解 　溶液变稀，酸碱性变化根据具体溶质而定 CuCl 2 、 HCl Ⅰ 与 Ⅳ 区 　电解质和水被电解 碱性增强 NaCl Ⅱ 与 Ⅲ 区 　电解质和水被电解 酸性增强 CuSO 4 、 AgNO 3 Ⅱ 与 Ⅳ 区 电解水型 　溶液被浓缩，酸碱性变化根据具体溶质而变 Na 2 SO 4 、 H 2 SO 4 、 NaOH 【 典例精析 】 例 2 　 在如图 21 － 4 所示的装置中，电极均为石墨电极，通电一段时间后，发现 a 电极附近溶液呈红色，甲、乙两池中溶液的 pH 均减小，而①和④两极电极产物的物质的量之比为 1︰2 ，则下表中各组物质的水溶液符合上述条件的是 ( 　　 ) 图 21 － 4 C A B C D 甲 KOH H 2 SO 4 CuSO 4 NaNO 3 乙 CuSO 4 AgNO 3 HNO 3 HCl [ 点评 ] 电解池串联时，各个电极上通过的电子数相等，这是该类试题的突破口之一。此外，根据某极的现象推断各个电极的类型是这类试题的切入点。本题集电源电极的判断、电解产物的判断及有关计算为一体，具有一定的综合性，但只要熟悉电解的规律便能迅速解题。下面的变式题则需要对离子的放电规律较为熟悉才能正确解答。 变式题 　　　　 将 0.3 mol NaCl 和 0.1 mol H 2 SO 4 溶于一定量的水中配成溶液，用石墨作电极电解该溶液时，根据电极产物，可分为三个阶段，下列说法正确的是 ( 　　 ) ① 阴极始终只析出 H 2 ② 第一阶段相当于电解 NaCl 溶液 ③第一阶段相当于电解 HCl 溶液 ④第二阶段相当于电解 NaCl 溶液 ⑤第二阶段相当于电解 HCl 溶液 ⑥第三阶段相当于电解 Na2SO4 溶液 A ．①③④⑥　　　　　 B ．①②④ C ．①②④⑥ D ．②④⑤⑥ A ► 　探究点三　电解原理的应用 　 【 知识梳理 】 　 电解食盐水 电解 NaCl( 熔融 ) 电镀锌 电解精炼铜 装置示 意图 略 阴极反应 Zn 2 ＋ ＋ 2e － ＝ Zn __________________ ( 精铜 ) 　 阳极反应 __________________( 粗铜 ) 　 电解总 反应 2NaCl______________ 无 无 说明 　 (1) 阴极室与阳极室应用隔膜分开 　 (2) 食盐水需经净化，除去 Mg 2 ＋ 、 Ca 2 ＋ 、 SO 等离子 　 电解法冶炼金属常见的有： Na 、 Mg 、 Al ，用的分别是熔融 NaCl 、熔融 MgCl 2 、熔融 Al 2 O 3 　 (1)________ 必须作阴极 　 (2)____________ 作阳极 　 (3) 用含 ______________ 的溶液作电镀液 　 (1)________ 作阳极，溶解下来 　 (2)________ 作阴极 　 (3) 电解质溶液常用 ______________ 【 要点深化 】 1 ． 原电池与电解池的区别与联系 原电池 电解池 能量 转化 化学能→电能 电能→化学能 反应 特征 自发进行的反应 非自发进行的反应 电极 名称 由电极本身决定 负极：相对较活泼金属 正极：相对不活泼金属 ( 或非金属 ) 由电源决定 阴极：与负极相连 阳极：与正极相连 电极 反应 负极：氧化反应 正极：还原反应 阴极：还原反应 阳极：氧化反应 装置 特征 无电源，两极不同 　有电源，两极可以相同，也可以不同 原电池 电解池 电子 流向 溶液中 离子 流向 阴离子→负极，阳离子→正极 阴离子→阳极，阳离子→阴极 举例 Zn ＋ CuSO 4 ===Cu ＋ ZnSO 4 联系 两者均发生氧化还原反应 2. 电化学的有关计算 (1) 原电池和电解池的计算包括：两极产物的定量计算、溶液 pH 的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算、根据电荷量求产物的量与根据产物的量求电荷量等。 (2) 计算方法 ①根据电子守恒法计算：用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电荷量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。 ②根据总反应式计算：先写出电极反应式再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。 ③根据关系式计算：依据得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。 　　 例 3 利用电解法可将含有 Fe 、 Zn 、 Ag 、 Pt 等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是 ( 　　 ) ① 电解时以精铜作阳极 ②电解时阴极发生还原反应 ③粗铜连接电源负极，其电极反应是 Cu － 2e － ＝ Cu 2 ＋ ④电解后，电解槽底部会形成含少量 Ag 、 Pt 等金属的阳极泥 A ．①②　　　　　　　　　　 B ．②④ C ．②③ D ．③④ 【 典例精析 】 B B 　电解精炼铜时粗铜做阳极，精铜作阴极，①错误；电解时阴极发生还原反应，②正确；粗铜是阳极应连接电源正极，③错误；电解后，电解槽底部会形成含少是 Ag 、 Pt 等金属的阳极泥，④正确，因为这些金属不活泼，不易失电子。 [ 点评 ] 电解精炼铜时以粗铜为阳极，以精铜作阴极，阳极上除了铜失电子外，比铜活泼的金属杂质也失电子而进入溶液，而阴极上只有铜离子放电，根据两极上转移的电子守恒，阳极质量的减小不等于阴极质量的增加，电解质溶液的成分也会发生变化。本题只要熟悉离子 ( 或电极 ) 的放电规律即可迎刃而解。下面的变式题则主要考查了有关电解的计算，电子守恒是解决有关电解计算题的法宝。 变式题 B 真题回眸 B C D C B C 考点突破 D A D B D D D D B