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1、Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第五节电解原理及其应用,1.,了解电解原理，学会判断电解时电极产物，了解用惰性电极电,解电解质溶液的规律及应用。,2.,掌握电解原理及其应用，电极产物的判断，用惰性电极电解电,解质溶液的规律及应用。此类试题内容主要包括：,(1),电解的原理和应用；,(
2、2),电极反应式的书写；,(3),电极产物的判断。,此考点属于高考热点，试题主要以选择题形式出现，主要考查,电解的有关概念以及电极反应式的书写和电极产物的判断。,复习目标展示,知识点,1,电解原理及电解池,问题,1：,电解原理的理解？电解池的形成条件？电极反应式的书写？,【思维延伸】,电解时电极反应式的书写规律,(,1)电极反应：阴极发生还原反应，电极与电源负极相连，且为惰,性电极，本身不参与反应，溶液中的阳离子得电子；阳极与电源正,极相连，发生氧化反应，若为活性电极，则本身参与反应，若为惰,性电极，则是溶液中的阴离子失电子。,(2)书写电极反应式时应注意,首看电极：主要是看阳极是何种类型的电
3、极，若为活性电极，电,极本身被氧化，发生氧化反应。,再看离子：搞清电解质溶液中存在哪些离子，根据放电顺序，书,写电极反应式。,水溶液中始终有H,和OH,放电顺序中H,、OH,之后的离子一,般不参与电极反应。,知识点2 电解原理的应用,问题2：电解原理的应用实例有哪些？,2铜的精炼,阳极(用粗铜)：Zn2e,Zn,2,、Fe2e,Fe,2,、,Ni2e,Ni,2,，Cu2e,Cu,2,另外，粗铜中的,金、银,等金属杂质，因为失去电子能力比Cu弱，,难以在阳极失去电子变成阳离子溶解下来，而以阳极泥的形式沉,积下来。,阴极(用,纯,铜)：Cu,2,2e,Cu,电解质溶液用,或,溶液。长时间电解后，电
4、解质溶,液必须补充。,CuSO,4,CuCl,2,3,电镀,电镀是一种特殊的电解,要求镀件必须作,阴极,镀层金属作,阳极,含,镀层金属,离子的,可溶性,盐溶液作电解质溶液(作为电镀液)。,电镀时，理论上电解质溶液的,浓度,保持不变。,4,电解法冶炼活泼金属,Na、Mg、Al,等活泼金属都可用电解它们的熔融盐或氧化物制得,5,氯碱工业电解饱和食盐水制取烧碱和氯气,(1),原理：阳极(用石墨)：2Cl,2e,Cl,2,阴极(用Fe)：2H,2e,H,2,(2)饱和食盐水的精制：电解前应除去食盐溶液中的Ca,2,、Mg,2,、,等杂质离子，加入试剂依次为过量NaOH溶液、过量BaCl,2,溶,液、过
5、量Na,2,CO,3,溶液、稀盐酸(或将过量BaCl,2,溶液和过量NaOH溶液,的顺序互换)。,(3)离子交换膜法制烧碱,离子交换膜电解槽主要由阳极(用金属钛网制成，涂有钛、钌等氧化物涂层)、阴极(由碳钢网制成，上面涂有镍涂层)、离子交换膜、电解槽框、导电铜棒等组成。,1,阳极产物的判断,首先看电极，若是活性电极(除金、铂外的金属)，则电极材料,本身失电子，电极被溶解形成阳离子进入溶液；若是惰性电极,(如石墨、铂、金等)，则根据溶液中阴离子放电顺序加以判断，,放电顺序：,阳极：金属(除Au、Pt外)S,2,I,Br,Cl,OH,含氧酸根离,子F,。,2,阴极产物的判断,直接根据溶液中阳离子放
6、电顺序加以判断、阳离子放电顺序：,Ag,Hg,2,Fe,3,Cu,2,H,Pb,2,Sn,2,Fe,2,Zn,2,Al,3,Mg,2,Na,Ca,2,K,。,考点,1,电解过程中电极产物的判断,(1)处理有关电解池两极产物的问题，一定要先看电极，看电极是活性电极还是惰性电极。活性电极在阳极放电，电极溶解生成相应的金属离子，此时阴离子在阳极不放电。对于惰性电极，则只需比较溶液中定向移动到两极的阴、阳离子的放电顺序即可。,(2)根据阳离子放电顺序判断阴极产物时，要注意下列两点：,Fe,3,得电子能力大于Cu,2,，但第一阶段只能被还原为Fe,2,；,Pb,2,、Sn,2,、Fe,2,、Zn,2,控
7、制一定条件(即电镀)时也能在水溶液,中放电；Al,3,、Mg,2,、Na,、Ca,2,、K,只有在熔融状态下放电。,要点深化,【例1】,(上海市高考题),如图是电解CuCl,2,溶液的装置，其中c、d为,石墨电极。则下列有关的判断正确的是 (),A,a为负极，b为正极,B,a为阳极，b为阴极,C,电解过程中，d电极质量增加,D,电解过程中，氯离子浓度不变,解析：,在电解池中阳极失去电子，经导线流向电源的正极，再从负,极流出最后到达阴极，而电流方向刚好与电子的流向相反。因此，,可判断a是电源的正极，b是电源的负极，则c是电解池的阳极，Cl,在阳极失去电子转化为Cl,2,；d是电解池的阴极，产生C
8、u，电解过程,中，d电极质量增加。,C,1某电解池内盛有CuSO,4,溶液，插入两根电极，接通直流电源后，,欲达到如下要求：阳极质量不变，阴极质量增加，电解液,pH减小，则应选用的电极是题 (),A阴阳两极都有石墨,B铜作阳极，铁作阴极,C铁作阳极，铜作阴极,D铂作阳极，铜作阴极,解析：,由题给条件可知，阳极质量不变，阳极材料必须用惰性电,极而不能用非惰性金属电极，阴极材料不限。,答案：,AD,变式练习,考点2 电解规律,以惰性电极电解酸、碱、盐的水溶液时变化规律分析如下表：,类型,电极反应特点,实例,电解,对象,电解质,浓度,pH,使电解质,溶液复原,电解水型,阴：2H,2e,H,2,阳：4
9、OH,4e,2H,2,OO,2,NaOH,水,增大,增大,水,H,2,SO,4,水,增大,减小,水,Na,2,SO,4,水,增大,不变,水,电解电解质型,电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电,HCl,电解质,减小,增大,氯化氢,CuCl,2,电解质,减小,氯化铜,放H,2,生碱型,阴极：H,2,O放H,2,生成碱,阳极：电解质阴离子放电,NaCl,电解质,和水,生成新,电解质,增大,氯化氢,放O,2,生酸型,阴极：电解质阳离子放电,阳极：H,2,O放O,2,生成酸,CuSO,4,电解质,和水,生成新,电解质,减小,氧化铜,1电解时电极附近溶液pH的变化(惰性电极),(1)电极区域,A阴极H,
10、放电产生H,2,，阴极区域pH变大。,B阳极OH,放电产生O,2,，阳极区域pH变小。,(2)电解质溶液中,电解过程中，既产生H,2,，又产生O,2,则原溶液呈酸性的pH变小，,原溶液呈碱性的pH变大，原溶液呈中性的pH不变(浓度变大)。,电解过程中，无H,2,和O,2,产生，pH几乎不变。,电解过程中，只产生H,2,，pH变大。,电解过程中，只产生O,2,，pH变小。,要点深化,2电解后电解质溶液的复原,用惰性电极电解时,若要使电解后的溶液恢复到原状态，应遵循“缺,什么加什么,缺多少加多少”的原则，一般加入阴极产物与阳极产物,的化合物。,【例,2,】,如图所示，下列关于实验现象的描述正确的是
11、 (),a电极,b电极,X溶液,实验现象,A,石墨,石墨,CuCl,2,a电极质量增加，b电极放出无色气体,B,Fe,石墨,KNO,3,a电极质量增加，b电极放出无色气体,C,Fe,Cu,CuSO,4,a电极质量增加，b电极质量减少,D,石墨,石墨,HCl,a电极放出无色气体，,b电极放出无色气体,解析：,这是一个电解装置，其中A、D选项中是惰性电极，,且电解液都含有氯离子，所以b电极应该放出黄绿色的气,体(氯气)；B选项中的a电极质量不变；C选项中所组成的,电解池相当于电镀池，其中b电极的铜溶解，质量减少，,而a电极上析出铜，质量增加。,答案：,C,2用惰性电极实现电解，下列说法正确的是 (
12、),A电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变,B电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH，故溶液pH减小,C电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的,量之比为12,D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11,变式练习,解析：,电解稀H,2,SO,4,，实质上是电解水，硫酸的物质的量不变，但,溶液体积减少，浓度增大，故溶液pH减小，A不正确；电解稀NaOH,溶液，阳极消耗OH，阴极消耗H，实质也是电解水，NaOH溶液,浓度增大,故溶液的pH增大，B不正确；电解Na,2,SO,4,溶液时，在阳极,发生反应：4OH,4e,2H,2,OO,2,，在阴极发生反应：4H,4e,
13、2H,2,，由于两电极通过电量相等,故析出H,2,与O,2,的物质,的量之比为21，C不正确；电解CuCl,2,溶液时，阴极反应为Cu,2,2e,Cu，阳极反应为2Cl,2e,Cl,2,，两极通过电量相等时，Cu和Cl,2,的物质的量之比为11，D正确。,答案,：,D,客观题,电解过程两极产物的定量计算是高考的基本能力要求，,正确理解电解原理，运用得失电子守恒的方法，求解两,极产物的量是考查学生基本计算能力的题型。,【考题一】,将0.2 mol AgNO,3,、0.4 mol Cu(NO,3,),2,、0.6 mol KCl溶,于水，配成100 mL溶液，用惰性电极电解一段时间后，若在一,极析
14、出0.3 mol Cu，此时在另一极上产生的气体体积(标准状况),为 (),A.4.48 L B,5.6 L C,6.72 L D,7.84 L,B,思路点拨：,把三种物质溶于水后,AgNO,3,和KCl之间发生反应,KCl剩,余0.4 mol。与放电有关的离子有：Cu,2,0.4 mol Cl,0.4 mol及,H,、OH,，阴极发生：Cu,2,2e,Cu，生成0.3 mol Cu时,通,过电子0.6 mol；阳极首先发生：2Cl,2e,Cl,2,当0.4 mol,Cl,放电时，通过电子0.4 mol，生成Cl,2,0.2 mol，阳极再发生：,4OH,4e,2H,2,OO,2,根据阴阳两极
15、通过电子数相等得,再,通过0.2 mol电子时，生成O,2,0.05 mol，所以阳极共生成气体0.25,mol，即5.6 L(标准状况)。,高分解密,把不同的溶液混合后，首先要考虑它们之间能否反应，其次要注意溶,液体积的变化。解答本题很容易出现的错误是根据溶液中存在的离子,及放电顺序直接计算。,主观题,电解原理在工业生产中有着广泛的应用，灵活运用电解,的知识分析判断工业生产的原理和设计，是重要的考查,方式，应高度重视。,【题型二】(,12,分)铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。请回答：,(1),工业冶炼铝的化学方程式是,。,2Al,2,O,3,(熔融)4Al,3O,2,通电,(2),铝与氢氧化
16、钾溶液反应的离子方程式是,，,2Al,2OH,6H,2,O 2Al(OH),4,3H,2,(3),工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换,膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过)，,其工作原理如下图所示。,该电解槽的阳极反应式是,。,通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因,。,除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口,(填写“A”或“B”),导出。,作答与批改实录,4OH,4e,2H,2,O,O,2,H,放电,，促进水的电离，,c(OH,)增大,B,点评,1利用铝和碱液反应作为切入点。,2电解过程中溶液中各离子浓度的变化。,3注意利用电解原理分析。,点拨,离子交换膜法电解提纯KOH时,阳极反应为：4OH,4e,2H,2,O,O,2,阴极反应为:4H,2,O4e,4OH,2H,2,。电解过程中阳,极附近的K,通过阳离子交换膜向阴极移动,含氧酸根离子不能通过,离子交换膜。一段时间后,阴极附近K,、OH,浓度变大,从B处(阴,极区)得到溶液，蒸发结晶后可得较纯净的KOH。,1(5分,)能用电解原理说明的问题是 (),电解是把电能转变成化学能电解是化学能转
【大纲创新设计】高考化学一轮复习 第5节 电解原理及其应用课件 新人教
