- 2021-05-08 发布 |
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文档介绍
2018届二轮复习电解原理课件(64张)(全国通用)
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查看更多