高考化学一轮复习:电解池 联系客服

发布时间 : 星期三 文章高考化学一轮复习:电解池更新完毕开始阅读

电解原理的应用

一、考纲要求

1. 了解电解池原理的常见应用。 2. 了解电化学中的简单计算。

二、考题规律

电解原理的应用和进行简单的有关计算是电化学知识中的重要内容之一,也是中学化学教学中的重点内容之一,因此成为历年高考的必考内容。

三、考向预测

电解池与新能源、环境保护、工业生产、物质制备等热点问题相结合,将电化学有关知识、元素及其化合物知识、电解质溶液的有关知识、化学实验设计、化学计算等融合在一起进行考查,是今后高考命题的一个新的变化。

要点1:电解原理的应用

1. 电解饱和食盐水

2. 电解精炼铜

3. 电镀铜

4. 电解冶炼钠

要点2:电化学中的定量计算

1. 计算类型

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、产物的量与电量关系的计算等。 2. 方法技巧

(1)根据电子守恒计算

用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算,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出比例式计算。 (3)根据关系式计算

根据得失电子守恒定律关系建立起已知量与未知量之间的桥梁,构建计算所需的关系式。

如以通过4 mol e 为桥梁可构建如下关系式:

4e~2Cl2(Br2、I2)~O2~2H2~2Cu~4Ag~ 阳极产物 阴极产物 (式中M为金属,n为其离子的化合价数值)

-4M n

该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值,熟记电极反应式,灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。

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提示:在电化学计算中,还常利用Q=I·t和Q=n(e)×NA×1.60×1019C来计算电路中通过的电量。

例题1 利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产上的应用。下列说法正确的是( )

A. 氯碱工业中,X电极上反应式是4OH-4e===2H2O+O2↑

B. 电解精炼铜时,Z溶液中的Cu2浓度不变 C. 在铁片上镀铜时,Y是纯铜

D. 制取金属镁时,Z是熔融的氯化镁 思路分析:

氯碱工业中阳极是Cl-放电生成Cl2;电解精炼铜时阳极粗铜溶解,阴极Cu2+放电析出Cu,溶液中Cu2+浓度变小;铁片上镀铜时,阴极应该是铁片,阳极是纯铜。

答案:D

例题2 用NaOH溶液吸收烟气中的SO2,将所得的Na2SO3溶液进行电解,可循环再生NaOH,同时得到H2SO4,其原理如图所示。(电极材料为石墨)

(1)图中a极要连接电源的(填“正”或“负”)________极,C口流出的物质是________。 (2)SO3放电的电极反应式为____________。

(3)电解过程中阴极区碱性明显增强,用平衡移动原理解释原因________。 思路分析:

根据Na、SO3的移向判断阴、阳极。Na移向阴极区,SO3移向阳极区,所以a应接电源负极,b应接电源正极,其电极反应式分别为

阳极:SO3-2e+H2O===SO4+2H

阴极:2H2O+2e===H2↑+2OH

++

所以从C口流出的是H2SO4。在阴极区,由于H放电,破坏水的电离平衡,c(H)

减小,c(OH)增大,生成NaOH,碱性增强,所以从B口流出的是浓度较大的NaOH溶液。

答案: (1)负 硫酸

(2)SO3-2e+H2O===SO42+2H (3)H2O移动,碱性增强

H++OH-,在阴极H+放电生成H2,c(H+)减小,水的电离平衡正向

2?-

2?2?+

2?2?-

2?+

以惰性电极电解电解质溶液的四种类型比较 类型 电极反应特点 电解质溶液 电解对象 [来源学+科+网]电解质浓度 增大 增大 pH 增大 减小 电解质溶液复原 加水[来源学*科*网]强碱(NaOH) 水阴极:4H+4e???2H2↑ --阳极:4OH-4e???2H2O+O2↑ [来源:学科网ZXXK] +-电解水型含氧酸(H2SO4) 活泼金属的含氧酸盐(Na2SO4) 水 加水 [来源学科网]水 增大 不变 加水 通入氯化氢气体 加氯化铜 电解电 解质型 电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电 阴极:H2O放H2生成碱 阳极:电解质阴离子放电 无氧酸(HCl) 电解质 不活泼金属的无氧酸盐 (CuCl2) 活泼金属的无氧酸盐(NaCl) 减小 增大 电解质 减小 放H2 生碱型 电解质和水 生成新电解质 增大 通入氯化 氢气体 放O2 生酸型 阴极:电解质阳离子放电 阳极:H2O放O2生成酸 不活泼金属的含氧酸盐 (CuSO4) 电解质和水 生成新 电解质 减小 加氧化铜

(答题时间:20分钟)

1. 用惰性电极电解下列溶液,在阴、阳两极生成气体的体积比为1∶1的是( ) A. NaCl溶液 B. CuCl2溶液 C. CuSO4溶液 D. KOH溶液

2. 用如图装置电解制备N2O5,下列有关说法正确的是( )

A. N2O5在惰性电极2处产生 B. 在惰性电极2处有氢气产生 C. 在惰性电极1处发生还原反应 D. 在惰性电极2处有NO产生

3. 用酸性氢氧燃料电池为电源进行电解的实验装置示意图如图所示。下列说法中,正确的是( )

A. 燃料电池工作时,正极反应为O2+2H2O+4e===4OH B. a极是铁,b极是铜时,b极逐渐溶解,a极上有铜析出 C. a极是粗铜,b极是纯铜时,a极逐渐溶解,b极上有铜析出

D. a、b两极均是石墨时,在相同条件下a极产生的气体与电池中消耗的H2体积相等 4. 把物质的量均为0.1 mol的CuCl2和H2SO4溶于水制成100 mL的混合溶液,用石墨作电极电解,并收集两电极所产生的气体,一段时间后在两极收集到的气体在相同条件下体积相同。则下列描述正确的是( )

A. 电路中共转移0.6NA个电子

B. 阳极得到的气体中O2的物质的量为0.2 mol C. 阴极质量增加3.2 g

D. 电解后剩余溶液中硫酸的浓度为1 mol·L1 5. 如图所示,下列叙述正确的是( )