2018高考化學(xué)第一輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 電解學(xué)案 魯科版.doc

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專(zhuān)題 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 電解 【本講教育信息】 一. 教學(xué)內(nèi)容： 高考第一輪復(fù)習(xí)《化學(xué)選修4》 第1章 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 第2節(jié) 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能——電解 1. 電解的原理。 2. 電解原理的應(yīng)用 （1）電解食鹽水制備燒堿、氫氣和氯氣。 （2）銅的電解精煉。 （3）電鍍。 二. 教學(xué)目的 1、掌握電解、電解池的概念，建立電極反應(yīng)概念，正確判斷陰、陽(yáng)極。 2、了解食鹽水的電解、銅的電解精煉、電鍍的反應(yīng)原理。 3、從能量的角度理解化學(xué)科學(xué)的重要性。 三. 重點(diǎn)和難點(diǎn) 1、電解原理。 2、電極反應(yīng)的概念、陰、陽(yáng)極的判斷。 3、電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)。 四. 考點(diǎn)分析 本節(jié)內(nèi)容在高考中的主要考查點(diǎn)是： 1、電解池、電鍍池的構(gòu)成條件及區(qū)別。 2、電路中電子的流向、電極反應(yīng)類(lèi)型與電極種類(lèi)的關(guān)系。 3、金屬活潑性與電極的關(guān)系，陰、陽(yáng)極放電順序及應(yīng)用。 4、兩極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)，兩極產(chǎn)物的判斷及數(shù)量關(guān)系。 5、電解質(zhì)溶液中離子濃度的變化、pH變化。 6、反應(yīng)式的現(xiàn)象，根據(jù)離子、電解產(chǎn)物與電子相關(guān)量關(guān)系的計(jì)算。 五. 知識(shí)要點(diǎn) 1. 電解是指____________。電解池是將____________轉(zhuǎn)化為_(kāi)___________的裝置。電解池由____________、____________以及____________或____________組成。 2. 按照電化學(xué)的規(guī)定，____________叫做陽(yáng)極，___________叫做陰極。 3. 水的電離過(guò)程可表示為_(kāi)___________。 4. 電解飽和食鹽水時(shí)，陰極產(chǎn)物有____________，陽(yáng)極產(chǎn)物有____________，電解反應(yīng)總方程式是____________。 5. 在銅的電解精煉中，____________做陽(yáng)極，____________做陰極。 6. 電鍍的主要目的是____________。在電鍍槽中，____________作為陰極，____________作為陽(yáng)極。 7. 電解溶液分析 （1）現(xiàn)象：溶液通電后，____________極上逐漸覆蓋了一層紅色物質(zhì)，析出____________，陽(yáng)極上有氣泡產(chǎn)生，并可聞到____________的氣味。同時(shí)看到濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙變藍(lán)，陽(yáng)極上有____________生成。 （2）電極反應(yīng)： 陰極：陰極上生成銅，電極反應(yīng)為：____________。 陽(yáng)極：陽(yáng)極上生成，電極反應(yīng)為：____________。 總的電解反應(yīng)為_(kāi)___________。 8. 怎樣判斷電解時(shí)的電極產(chǎn)物？ 9. 分析電解飽和食鹽水的產(chǎn)物？ 10. 什么是電鍍以及電鍍池的組成？ 注意： （1）電解 在直流電的作用下，電解質(zhì)在兩個(gè)電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過(guò)程。 （2）電解質(zhì)導(dǎo)電的實(shí)質(zhì)：電解質(zhì)溶液（或熔融態(tài)電解質(zhì)）的導(dǎo)電過(guò)程，就是電解質(zhì)溶液（或熔融態(tài)電解質(zhì)）的電解過(guò)程。 （3）電解池 把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。 ①形成條件：a. 外接直流電源；b. 電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)； c. ②電解池工作原理：以電解溶液為例（石墨作電極）（如下圖） （4）離子在電極上的放電規(guī)律 陰極：溶液中陽(yáng)離子得電子能力強(qiáng)的先得電子。陽(yáng)離子放電順序： 陽(yáng)極：若是惰性電極，則是溶液中陰離子失電子能力強(qiáng)的先失電子；若是活潑電極，則是活潑電極失電子。陰離子放電順序：>含氧酸根。 （5）電解原理的應(yīng)用： ①電解飽和食鹽水制取氯氣和燒堿（氯堿工業(yè)） 電解前應(yīng)除去食鹽溶液中的、、等雜質(zhì)離子 電極反應(yīng)：陽(yáng)極（石墨）： 陰極（鋼鐵）： 總反應(yīng)： ②電解法冶煉活潑金屬 、、等活潑金屬都可用電解它們的熔融鹽或氧化物制得。 如制：陽(yáng)極： 陰極： 總反應(yīng)： ③電鍍 電鍍是一種特殊的電解，用含鍍層金屬離子的電解質(zhì)配成電鍍液用待鍍金屬作陰極；鍍層金屬作陽(yáng)極電鍍時(shí)，理論上，電解質(zhì)溶液的濃度保持不變。 ④電解精煉 電解精煉銅時(shí)，陽(yáng)極材料是粗銅，陰極材料是純銅，電解質(zhì)溶液是（或）溶液。長(zhǎng)時(shí)間電解后，電解質(zhì)溶液必須補(bǔ)充。 （6）電解與溶液pH值的變化 酸、堿、鹽溶液的電解規(guī)律表（惰性電極） 類(lèi)型 電極反應(yīng)特點(diǎn) 實(shí)例 電解對(duì)象 電解質(zhì)濃度 pH 電解質(zhì)溶液復(fù)原加入 電解水型 陰極： 陽(yáng)極： 水 增大 增大 水 水 增大 減小 水 水 增大 不變 水 電解電解質(zhì)型 電解質(zhì)電離出的陰陽(yáng)離子分別在兩極放電 電解質(zhì) 減小 不變 氯化氫 電解質(zhì) 減小 不變 氯化銅 放生堿型 陰極：放生堿 陽(yáng)極：電解質(zhì)陰離子放電 電解質(zhì)和水 減小 不變 氯化氧 放生酸型 陰極：電解質(zhì)的離子放電 陽(yáng)極：放生酸 電解質(zhì)和水 減小 減小 氧化銅 （7）惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律 ①無(wú)氧酸（除HF）、不活潑金屬無(wú)氧酸鹽（除外）的電解是電解質(zhì)本身電解，例如、、； ②不活潑金屬的含氧酸鹽、活潑金屬的無(wú)氧酸鹽的電解是電解質(zhì)與水同時(shí)電解，例如、、； ③含氧酸、可溶性堿、活潑金屬的金屬含氧酸鹽的電解是水的電解，例如、、。 【典型例題】 例1. 下列關(guān)于銅電極的敘述正確的是（ ） A. 銅鋅原電池中銅是正極 B. 用電解法精煉粗銅時(shí)，粗銅做陰極 C. 在鍍件上電鍍銅時(shí)可用金屬銅做陽(yáng)極 D. 電解稀硫酸制和時(shí)銅做陽(yáng)極 分析：銅鋅原電池中鋅活潑，鋅做負(fù)極；電解精煉銅時(shí)，粗銅中的銅失去電子，做陽(yáng)極；電鍍銅時(shí)，應(yīng)選用銅片做陽(yáng)極，待鍍件做陰極，含有銅離子的溶液做電鍍液。電解稀硫酸時(shí)，銅做陽(yáng)極，失電子的是銅而不是溶液中的，因而得不到氧氣。 答案：AC 例2. 用石墨做電極電解1溶液，當(dāng)為時(shí)，停止電解，向剩余溶液中加入下列何種物質(zhì)可使電解質(zhì)溶液恢復(fù)至原來(lái)狀態(tài)（ ） A. B. C. D. 分析：電解過(guò)程中的反應(yīng)為：陽(yáng)極： 陰極：。 總反應(yīng)為：。 由以上反應(yīng)可知，電解使2和2 變成了2 ，同時(shí)析出銅，放出，溶液中每生成2 則放出1，故需補(bǔ)充。 答案：B 例3. 用Pt電極電解含有和均為0.1 mol的溶液，陰極析出金屬的質(zhì)量m（g）與溶液中通過(guò)電子的物質(zhì)的量n（mol）關(guān)系如圖，則離子的氧化能力由大到小排列正確的是（ ） A. B. C. D. 分析：此題有些學(xué)生一看，立即想到是，不加以仔細(xì)分析，即選答案C。先分析圖中變化：一開(kāi)始通電，陰極就有固體析出，且通過(guò)電子后，質(zhì)量不再增加。根據(jù)離子放電規(guī)律，是先放電，再是放電，在溶液中不放電，答案應(yīng)選D。 答案：D 例4. 用鉑電極電解和的混合溶液500mL，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，兩極均得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L的氣體，則原混合溶液中的物質(zhì)的量濃度為（ ） A. B. C. D. 分析：陽(yáng)極電極反應(yīng)：失去電子的物質(zhì)的量 ； 陰極電極反應(yīng)：首先發(fā)生的是，其次發(fā)生的是，陰極還原反應(yīng)物質(zhì)得到電子的總量，兩電極物質(zhì)得與失電子數(shù)相等，即。解得，所以其物質(zhì)的量濃度 。 答案：C。 例5. 電解原理在化學(xué)工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。如圖所示為一個(gè)電解池，裝有電解液a；X、Y是兩塊電極板，通過(guò)導(dǎo)線與直流電源相連。請(qǐng)回答以下問(wèn)題： （1）若X、Y都是惰性電極，a 是飽和溶液，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，同時(shí)在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則 ①電解池中X極上的電極反應(yīng)式是______________。在X極附近觀察到的現(xiàn)象是____________________________。 ②Y電極上的電極反應(yīng)式是______________，檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是____________________________。 （2）如果用電解方法精煉粗銅，電解液a選用溶液，則 ①X電極的材料是______________，電極反應(yīng)式是____________________________。 ②Y電極的材料是______________，電極反應(yīng)式是____________________________。 （說(shuō)明：雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫(xiě)出） 分析：本題考查了電解池的知識(shí)，包含了電解的兩個(gè)重要應(yīng)用：氯堿工業(yè)和銅的電解精煉。 正確書(shū)寫(xiě)電解的離子方程式要從以下幾個(gè)環(huán)節(jié)入手：①分清電極，與電源正極相連的為陽(yáng)極，與負(fù)極相連的為陰極。②分析溶液，電解質(zhì)溶液中有哪些陽(yáng)離子，哪些陰離子。③注意先后，即離子放電順序。④書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式，注意電子得失守恒。 （1）X連接電源的負(fù)極，為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，Y連接電源的正極，為陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)。 （2）電解精煉是電解的應(yīng)用。電解是以粗銅為陽(yáng)極，純銅為陰極，溶液為電解液。 答案：（1）①；放出氣體，溶液變紅 ②；把濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙放在Y電極附近，試紙變藍(lán)色 （2）①純銅； ②粗銅；