2020高考化学第一轮复习 专题 电能转化为化学能 电解学案 鲁科版

2020高考化学第一轮复习 专题 电能转化为化学能 电解学案 鲁科版

专题 电能转化为化学能 电解 ‎【本讲教育信息】‎ 一. 教学内容：‎ 高考第一轮复习《化学选修4》‎ 第1章 化学反应与能量变化 第2节 电能转化为化学能——电解 ‎1. 电解的原理。‎ ‎2. 电解原理的应用 ‎（1）电解食盐水制备烧碱、氢气和氯气。‎ ‎（2）铜的电解精炼。‎ ‎（3）电镀。‎ 二. 教学目的 ‎1、掌握电解、电解池的概念，建立电极反应概念，正确判断阴、阳极。‎ ‎2、了解食盐水的电解、铜的电解精炼、电镀的反应原理。‎ ‎3、从能量的角度理解化学科学的重要性。‎ 三. 重点和难点 ‎1、电解原理。‎ ‎2、电极反应的概念、阴、阳极的判断。‎ ‎3、电极反应式的书写。‎ 四. 考点分析 本节内容在高考中的主要考查点是：‎ ‎1、电解池、电镀池的构成条件及区别。‎ ‎2、电路中电子的流向、电极反应类型与电极种类的关系。‎ ‎3、金属活泼性与电极的关系，阴、阳极放电顺序及应用。‎ ‎4、两极反应式的书写，两极产物的判断及数量关系。‎ ‎5、电解质溶液中离子浓度的变化、pH变化。‎ ‎6、反应式的现象，根据离子、电解产物与电子相关量关系的计算。‎ 五. 知识要点 ‎ 1. 电解是指____________。电解池是将____________转化为____________的装置。电解池由____________、____________以及____________或____________组成。‎ ‎ 2. 按照电化学的规定，____________叫做阳极，___________叫做阴极。‎ ‎ 3. 水的电离过程可表示为____________。‎ ‎ 4. 电解饱和食盐水时，阴极产物有____________，阳极产物有____________，电解反应总方程式是____________。‎ ‎ 5. 在铜的电解精炼中，____________做阳极，____________做阴极。‎ ‎ 6. 电镀的主要目的是____________。在电镀槽中，____________作为阴极，____________作为阳极。‎ ‎ 7. 电解溶液分析 7‎ ‎ （1）现象：溶液通电后，____________极上逐渐覆盖了一层红色物质，析出____________，阳极上有气泡产生，并可闻到____________的气味。同时看到湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝，阳极上有____________生成。‎ ‎ （2）电极反应：‎ ‎ 阴极：阴极上生成铜，电极反应为：____________。‎ ‎ 阳极：阳极上生成，电极反应为：____________。‎ ‎ 总的电解反应为____________。‎ ‎ 8. 怎样判断电解时的电极产物？‎ ‎ 9. 分析电解饱和食盐水的产物？‎ ‎ 10. 什么是电镀以及电镀池的组成？‎ ‎ 注意：‎ ‎ （1）电解 在直流电的作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。 ‎ ‎（2）电解质导电的实质：电解质溶液（或熔融态电解质）的导电过程，就是电解质溶液（或熔融态电解质）的电解过程。‎ ‎（3）电解池 把电能转化为化学能的装置。‎ ‎①形成条件：a. 外接直流电源；b. 电解质溶液或熔融电解质；‎ c. ‎ ‎②电解池工作原理：以电解溶液为例（石墨作电极）（如下图）‎ ‎（4）离子在电极上的放电规律 阴极：溶液中阳离子得电子能力强的先得电子。阳离子放电顺序：‎ ‎ 阳极：若是惰性电极，则是溶液中阴离子失电子能力强的先失电子；若是活泼电极，则是活泼电极失电子。阴离子放电顺序：>含氧酸根。‎ ‎ （5）电解原理的应用：‎ 7‎ ‎ ①电解饱和食盐水制取氯气和烧碱（氯碱工业）‎ 电解前应除去食盐溶液中的、、等杂质离子 电极反应：阳极（石墨）：‎ 阴极（钢铁）：‎ 总反应：‎ ‎②电解法冶炼活泼金属 ‎、、等活泼金属都可用电解它们的熔融盐或氧化物制得。‎ 如制：阳极：‎ 阴极：‎ 总反应：‎ ‎③电镀 电镀是一种特殊的电解，用含镀层金属离子的电解质配成电镀液用待镀金属作阴极；镀层金属作阳极电镀时，理论上，电解质溶液的浓度保持不变。‎ ‎④电解精炼 电解精炼铜时，阳极材料是粗铜，阴极材料是纯铜，电解质溶液是（或）溶液。长时间电解后，电解质溶液必须补充。‎ ‎（6）电解与溶液pH值的变化 酸、碱、盐溶液的电解规律表（惰性电极）‎ 类型 电极反应特点 实例 电解对象 电解质浓度 pH ‎ 电解质溶液复原加入 电解水型 阴极：‎ 阳极：‎ 水 增大 增大 水 水 增大 减小 水 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 电解质 减小 不变 氯化氢 电解质 减小 不变 氯化铜 放生碱型 阴极：放生碱 阳极：电解质阴离子放电 电解质和水 减小 不变 氯化氧 7‎ 放生酸型 阴极：电解质的离子放电 阳极：放生酸 电解质和水 减小 减小 氧化铜 ‎（7）惰性电极电解电解质溶液的规律 ‎①无氧酸（除HF）、不活泼金属无氧酸盐（除外）的电解是电解质本身电解，例如、、；‎ ‎②不活泼金属的含氧酸盐、活泼金属的无氧酸盐的电解是电解质与水同时电解，例如、、；‎ ‎③含氧酸、可溶性碱、活泼金属的金属含氧酸盐的电解是水的电解，例如、、。‎ ‎【典型例题】‎ ‎ 例1. 下列关于铜电极的叙述正确的是（ ）‎ ‎ A. 铜锌原电池中铜是正极 B. 用电解法精炼粗铜时，粗铜做阴极 C. 在镀件上电镀铜时可用金属铜做阳极 D. 电解稀硫酸制和时铜做阳极 分析：铜锌原电池中锌活泼，锌做负极；电解精炼铜时，粗铜中的铜失去电子，做阳极；电镀铜时，应选用铜片做阳极，待镀件做阴极，含有铜离子的溶液做电镀液。电解稀硫酸时，铜做阳极，失电子的是铜而不是溶液中的，因而得不到氧气。‎ ‎ 答案：AC ‎ 例2. 用石墨做电极电解1溶液，当为时，停止电解，向剩余溶液中加入下列何种物质可使电解质溶液恢复至原来状态（ ）‎ ‎ A. B. ‎ C. D. ‎ 分析：电解过程中的反应为：阳极：‎ 阴极：。‎ 总反应为：。‎ 由以上反应可知，电解使2和2 变成了2 ‎ 7‎ ‎，同时析出铜，放出，溶液中每生成2 则放出1，故需补充。‎ 答案：B ‎ 例3. 用Pt电极电解含有和均为0.1 mol的溶液，阴极析出金属的质量m（g）与溶液中通过电子的物质的量n（mol）关系如图，则离子的氧化能力由大到小排列正确的是（ ）‎ ‎ A. B. ‎ C. D. ‎ 分析：此题有些学生一看，立即想到是，不加以仔细分析，即选答案C。先分析图中变化：一开始通电，阴极就有固体析出，且通过电子后，质量不再增加。根据离子放电规律，是先放电，再是放电，在溶液中不放电，答案应选D。‎ 答案：D ‎ 例4. 用铂电极电解和的混合溶液500mL，经过一段时间后，两极均得到标准状况下‎11.2L的气体，则原混合溶液中的物质的量浓度为（ ）‎ ‎ A. B. C. D. ‎ 分析：阳极电极反应：失去电子的物质的量 ‎；‎ 阴极电极反应：首先发生的是，其次发生的是，阴极还原反应物质得到电子的总量 7‎ ‎，两电极物质得与失电子数相等，即。解得，所以其物质的量浓度 ‎。‎ 答案：C。‎ ‎ 例5. 电解原理在化学工业中有着广泛的应用。如图所示为一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：‎ ‎（1）若X、Y都是惰性电极，a 是饱和溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则 ‎①电解池中X极上的电极反应式是______________。在X极附近观察到的现象是____________________________。‎ ‎②Y电极上的电极反应式是______________，检验该电极反应产物的方法是____________________________。‎ ‎（2）如果用电解方法精炼粗铜，电解液a选用溶液，则 ‎①X电极的材料是______________，电极反应式是____________________________。‎ ‎②Y电极的材料是______________，电极反应式是____________________________。‎ ‎（说明：杂质发生的电极反应不必写出）‎ 分析：本题考查了电解池的知识，包含了电解的两个重要应用：氯碱工业和铜的电解精炼。‎ 正确书写电解的离子方程式要从以下几个环节入手：①分清电极，与电源正极相连的为阳极，与负极相连的为阴极。②分析溶液，电解质溶液中有哪些阳离子，哪些阴离子。③注意先后，即离子放电顺序。④书写电极反应式，注意电子得失守恒。‎ ‎（1）X连接电源的负极，为阴极，发生还原反应，Y连接电源的正极，为阳极，发生氧化反应。‎ ‎（2）电解精炼是电解的应用。电解是以粗铜为阳极，纯铜为阴极，‎ 7‎ 溶液为电解液。‎ 答案：（1）①；放出气体，溶液变红 ‎②；把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色 ‎（2）①纯铜；‎ ‎②粗铜；‎ 7‎