2021届高三化学一轮复习 电解原理及应用

2021-4-29 20XX年复习资料教学复习资料班级：科目：第3课时电解原理及应用[课型标签:知识课基础课]知识点一电解原理1.电解池(1)电解池:电能转化为化学能的装置。

(2)构成条件及工作原理2.电解规律(阳极为惰性电极)电解类型电解质实例溶液复原物质电解水NaOH、H2SO4或Na2SO4水电解电解质HCl或CuCl2原电解质放氢生碱型NaCl HCl气体放氧生酸型CuSO4或AgNO3CuO或Ag2O[名师点拨] 电解后电解质溶液恢复原态——质量守恒法分析一般是加入阳极和阴极析出的气体或固体产物形成化合物——减少什么,加入什么。

如用惰性电极电解CuSO4溶液,Cu2+完全放电之前,阴极析出Cu,阳极释放O2,可加入CuO或CuCO3复原,而Cu2+完全放电之后,阴极放出H2,阳极放出O2,此段加入H2O复原,整体可用加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3复原。

3.电解池电极反应式的书写步骤1.某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在图中,下列有关分析完全正确的是( B )选项 A B C Da电极阳极阴极阳极阴极d电极正极正极负极负极Q离子阳离子阳离子阴离子阴离子解析:电子从电源的负极流出,故a是阴极,d是正极,溶液中阳离子移向阴极。

2.(2019·河南重高联考)Cu2O是一种半导体材料,基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图(如图),电解总反应为2Cu+H2O Cu2O+H2↑。

下列说法正确的是( C )A.电子的流向:电源负极→石墨电极→Cu→电源正极B.铜电极上的电极方程式为2Cu+H2O-2e-Cu2O+2H+C.电解后溶液的pH变大D.当有0.1 mol电子转移时,有0.1 mol Cu2O生成解析:“石墨电极→Cu”是通过溶液中的离子导电,A错误;强碱条件下电极方程式书写错误,B 错误;反应消耗水,溶液体积变小,pH变大,C正确;由总反应可知:Cu2O～2e-,故当有0.1 mol 电子转移时,有0.05 mol Cu2O生成,D错误。

考点40电解原理及应用1．复习重点1．电解原理及其应用，放电顺序，电极反应式的书写及有关计算； 2．氯碱工业。

2．难点聚焦一、理解掌握电解池的构成条件和工作原理1、要判断电解产物是什么，必须理解溶液中离子放电顺序阴极放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料无关。

放电顺序是K +、Ca 2+、Na +、Mg 2+、Al 3+、Zn 2+、Fe 2+(H +)、Cu 2+、Hg 2+、Ag +、Au 3+放电由难到易阳极：若是惰性电极作阳极，溶液中的阴离子放电，放电顺序是 S 2-、I -、Br -、Cl -、OH -、含氧酸根离子(NO 3-、SO 42-、CO 32-)、F -失电子由易到难若是非惰性电极作阳极，则是电极本身失电子。

要明确溶液中阴阳离子的放电顺序，有时还需兼顾到溶液的离子浓度。

如果离子浓度相差十分悬殊的情况下，离子浓度大的有可能先放电。

如理论上H +的放电能力大于Fe 2+、Zn 2+，但在电解浓度大的硫酸亚铁或硫酸锌溶液时，由于溶液[Fe 2+]或[Zn 2+]>>[H +]，则先在阴极上放电的是Fe 2+或Zn 2+，因此，阴极上的主要产物则为Fe 和Zn 。

但在水溶液中，Al 3+、Mg 2+、Na +等是不会在阴极上放电的。

2、电解时溶液pH 值的变化规律电解质溶液在电解过程中，有时溶液pH 值会发生变化。

判断电解质溶液的pH 值变化，有时可以从电解产物上去看。

①若电解时阴极上产生H 2，阳极上无O 2产生，电解后溶液pH 值增大；②若阴极上无H 2，阳极上产生O 2，则电解后溶液pH 值减小；③若阴极上有H 2，阳极上有O 2，且222O H V V =，则有三种情况：a 如果原溶液为中性溶液，则电解后pH 值不变；b 如果原溶液是酸溶液，则pH 值变小；c 如果原溶液为碱溶液，则pH 值变大；④若阴极上无H 2，阳极上无O 2产生，电解后溶液的pH 可能也会发生变化。

电解池及其工作原理1.SO2和NO x是主要大气污染物，利用如图装置可同时吸收SO2和NO。

下列有关说法错误的是( )A.a极为直流电源的负极，与其相连的电极发生还原反应B.阴极得到2 mol电子时，通过阳离子交换膜的H+为2 molC.吸收池中发生反应的离子方程式为2NO+2S2+2H2O N2+4HSD.阳极发生的反应式为SO2+2e-+2H2O S+4H+【解析】选D。

A项，阴极发生还原反应，亚硫酸氢根离子得电子生成连二亚硫酸根离子，a是直流电源的负极，正确；B项，阴极发生还原反应，电极反应式为2HS+2e-+2H+S 2+2H2O，阴极得到2 mol电子时，通过阳离子交换膜的H+为2 mol，正确；C项，连二亚硫酸根离子与一氧化氮发生氧化还原反应，生成氮气，离子反应方程式为2NO+2S 2+2H2O N2+4HS，正确；D项，阳极发生失去电子的氧化反应，错误。

2．金属镍有广泛的用途，粗镍中含有Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制得高纯度的镍。

下列叙述中正确的是(已知：氧化性Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋)( ) A．阳极发生还原反应，其电极反应式为Ni2＋＋2e－===NiB．电解过程中，阳极质量的减少量与阴极质量的增加量相等C．电解后，溶液中存在的阳离子只有Fe2＋和Zn2＋D．电解后，电解槽底部的阳极泥中有Cu和Pt答案 D解析电解时，阳极Zn、Fe、Ni失去电子，发生氧化反应，A项错误；因氧化性Ni2＋＞Fe2＋＞Zn2＋，故阴极反应式为Ni2＋＋2e－===Ni，可见，阳极质量减少是因为Zn、Fe、Ni溶解，而阴极质量增加是因为Ni析出，B项错误；电解后溶液中的阳离子除Fe2＋和Zn2＋外，还有Ni2＋和H＋，C项错误。

3．现用Pt电极电解1 L浓度均为0.1 mol·L－1的HCl、CuSO4的混合溶液，装置如图，下列说法正确的是( )A．电解开始时阴极有H2放出B．电解开始时阳极上发生：Cu2＋＋2e－===CuC．当电路中通过电子的量超过0.1 mol时，此时阴极放电的离子发生了变化D．整个电解过程中，SO2－4不参与电极反应答案 D解析依据放电顺序阴极先放电的是Cu2＋，故阴极开始析出的是Cu，阳极先放电的是Cl－，故阳极开始产生的是Cl2，故A、B错误；由阴极反应Cu2＋＋2e－===Cu，n(Cu2＋)＝0.1 mol，当电路中通过电子的物质的量达到0.2 mol时，此时Cu2＋消耗完毕，阴极放电离子变为H＋，故C错误；阳极先是Cl－放电，当Cl－消耗完毕，此时H2O电离产生的OH－开始在阳极放电，SO2－4不参与电极反应，故D正确。

2021届高三化学热点问题——电解原理及应用学案及训练核心知识梳理1．构建电解池模型，类比分析电解基本原理2．电解池阴、阳极的判断(1)根据所连接的外加电源判断：与直流电源正极相连的为阳极，与直流电源负极相连的为阴极。

(2)根据电子流动方向判断：电子流动方向为从电源负极流向阴极，从阳极流向电源正极。

(3)根据电解池里电解质溶液中离子的移动方向判断：阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。

(4)根据电解池两极产物判断(一般情况下)①阴极上的现象是析出金属(质量增加)或有无色气体(H2)放出。

②阳极上的现象是有非金属单质生成，呈气态的有Cl2、O2或电极质量减小(活性电极作阳极)。

3．电化学计算的基本方法4．电解池中的三个易误点(1)只有水被电解时，不要误认为溶液的pH不变或一定变化。

若电解NaOH溶液，pH增大；电解H2SO4溶液，pH减小；电解Na2SO4溶液，pH不变。

(2)在电解食盐水的过程中，阴极区显碱性。

不要错误地认为阴极上产生的OH－因带负电荷，移向阳极，使阳极区显碱性。

(3)电解MgCl2和AlCl3溶液时，虽然放电离子和电解NaCl溶液一样，但总的电解离子方程式不同。

高考真题训练1．[2020·新高考全国卷Ⅰ(山东)，13]采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如下图所示。

忽略温度变化的影响，下列说法错误的是()A．阳极反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑B．电解一段时间后，阳极室的pH未变C．电解过程中，H＋由a极区向b极区迁移D．电解一段时间后，a极生成的O2与b极反应的O2等量答案D解析A项，根据题图可知a极为阳极，其反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，正确；B项，阳极室产生的氢离子通过质子交换膜进入阴极室，阳极室pH保持不变，正确；C项，电解过程中阳离子移向阴极，故H＋移向b极区，正确；D项，根据电极反应式：阳极反应为2H2O －4e－===4H＋＋O2↑，阴极反应为2H＋＋O2＋2e－===H2O2，故a极生成的O2与b极反应的O2不等量，错误。

2021届高三化学一轮复习自我强化练 弱电解质的综合应用1.电解质水溶液中存在电离平衡、水解平衡、溶解平衡，请回答下列问题。

（1）已知部分弱酸的电离常数如下表：3NaHCO ()CN c -______()3HCO c -(填“”“”“”><=、或)。

②常温下，物质的量浓度相同的三种溶液：A.3CH COONa B.NaCN C.23Na CO ，其pH 由大到小的顺序是______________(填编号)。

③将少量2CO 通入NaCN 溶液，反应的离子方程式是___________________________。

④室温下，－定浓度的3CH COONa 溶液pH=9，用离子方程式表示溶液呈碱性的原因是______，溶液中()()33CH COO /CH COOH c c -=________。

（写出准确数值）（2）某温度下, pH=3的盐酸中-9OH =10m l/(o L c -）。

该温度下, pH=2的24H SO 与pH=11的NaOH 混合后pH 变为9,则硫酸与氢氧化钠的体积比为_______。

（3）室温下，用0.100 mol/L 盐酸溶液滴定20.00mL 0.l00mol/L 的某氨水溶液，滴定曲线如图所示（横坐标为盐酸的体积）。

①d 点所示的溶液中离子浓度由大到小的顺序依次为_______________________。

②b 点所示的溶液中()()432NH NH H O -c c +⋅=_______________。

（4）已知()-10sp 4K BaSO =1.110⨯，其溶解度为__________g 。

（保留2位有效数字）（5）室温下，已知()()-38sp 3K Fe OH =110⨯，当3+Fe 完全沉淀时，其溶液的PH= _______。

2.传统的定量化学实验受到计量手段的制约而研究范围狭窄、精确度不高，DIS 数字化信息系统(由传感器、数据采集器和计算机组成)因为可以准确测量溶液的pH 等而在中和滴定的研究中应用越来越广泛深入。

2021年高三化学一轮复习考点34电解原理的应用测标题一、选择题（每小题6分，共60分）1．用石墨做电极电解足量CuSO4溶液。

通电一段时间后，欲使用电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的A．CuSO4 B．H2O C．CuO D．CuSO4·5H2O2．下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是A．纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗B．当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用C．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了外加电流的阴极保护法D．可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀3．高铁酸盐在能源、环境保护等有着广泛的用途，可以用电解法制高铁酸盐（已知高铁酸盐在酸性条件下不稳定），总反应式为：。

下列说法正确的是A．铁为阳极，H2SO4为电解液B．铁为阴极，浓NaOH为电解液C．阳极发生的电极反应为：Fe+8OH-一6e-═4H2O+FeO42-实用文档D．铁失去3mol电子可以在阴极得到33.6L氢气4．某模拟"人工树叶”电化学实验装置如右图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。

下列说法正确的是A．该装置将化学能转化为光能和电能B．该装置工作时，H＋从b极区向a极区迁移C．每生成1 mol O2，有44 g CO2被还原D．a电极的反应为：3CO2 + 18H＋-18e－-= C3H8O+5H2O5．500 mL NaNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO－3)＝6 mol·L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到气体22.4 L(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是( )A．原混合溶液中c(Na＋)＝6 mol·L－1 B．电解后溶液中c(H＋)＝4 mol·L －1C．上述电解过程中共转移8 mol电子 D．电解后得到的Cu的物质的量为2 mol6．金属镍有广泛的用途。

电化学原理的综合应用1．某同学组装了如图所示的电化学装置，则下列说法正确的是( )A．图中甲池为原电池装置，Cu电极发生还原反应的浓度不变B．实验过程中，甲池左侧烧杯中NO－3C．若用铜制U形物代替“盐桥”，工作一段时间后取出U形物称量，质量会减小D．若甲池中Ag电极质量增加5.4 g时，乙池某电极析出1.6 g 金属，则乙中的某盐溶液可能是AgNO溶液3解析：选D A项，甲池有盐桥，乙池中两电极材料相同，甲池为原电池，乙池为电解池，因为活泼性Cu>Ag，所以甲池中Cu电极为负极，负极发生氧化反应，错误；B项，NO－离子由甲池右侧烧杯向左侧烧杯定向移动，左侧烧杯中3的浓度增大，错误；C项，若用铜制U形物代替“盐桥”，甲池的左侧烧杯为NO－3电解池，右侧烧杯为原电池，U形物插入右侧烧杯中的Cu为负极，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，插入左侧烧杯中的Cu为阴极，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，根据电子守恒，工作一段时间后取出U形物称量，质量不变，错误；D项，甲池中Ag电极的电极反应式为Ag＋＋e－===Ag，若甲池中Ag电极质量增加5.4 g时，电路中通过的电子物质的量为n(e－)＝n(Ag)＝5.4 g÷108 g/mol＝0.05 mol，乙池某电极析出1.6 g金属，乙池中盐溶液的阳离子应为不活泼金属的阳离子，若溶液，根据电子守恒，乙池中阴极先后发生的电极反应乙中的某盐溶液是AgNO3为Ag＋＋e－===Ag、2H＋＋2e－===H↑，正确。

22.钴酸锂电池是目前用量最大的锂离子电池，用它作电源按如图装置进行电解。

通电后，a电极上一直有气泡产生；d电极附近先出现白色沉淀(CuCl)，后白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)。

下列有关叙述正确的是( )A．已知钴酸锂电池放电时总反应为Li1－x CoO2＋LixC6===LiCoO2＋6C，则Li1－x CoO2作负极，失电子B．当外电路中转移0.2 mol电子时，电极b处有2.24 L Cl2生成C．电极d为阴极，电解开始时的电极反应式为Cu＋Cl－－e－===CuClD．随着电解的进行，U形管Ⅱ中发生了如下转化CuCl＋OH－===CuOH＋Cl－解析：选D A项，LixC6中C为负价，根据电池总反应，LixC6作负极，则Li1－x CoO2作正极，得电子，故A错误；B项，没有说明是否是标准状况，因此无法直接计算生成氯气的体积，故B错误；C项，d电极发生的变化Cu→CuCl是氧化反应，故d极为阳极，d极反应式为Cu＋Cl－－e－===CuCl，故C错误；D项，d 电极先产生白色沉淀(CuCl)，白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)，发生的反应是CuCl＋OH－===CuOH＋Cl－，故D正确。

电解原理的应用一轮复习1. 电解原理简介电解是指将电流通过电解质溶液或熔融的电解质中，使其发生化学反应的过程。

在电解过程中，正极即阳极发生氧化反应，负极即阴极发生还原反应。

电解过程是一种重要的物理化学现象，广泛应用于工业生产和实验室研究。

2. 电解原理的应用电解原理在许多领域中得到了应用，下面是一些常见的应用领域及其相关电解过程：2.1 电池•电池是一种将化学能转化为电能的装置。

它的工作原理就是利用电解过程中正极氧化、负极还原的特点，将化学反应释放的能量转化为电能。

常见的电池包括干电池、锂电池、铅酸蓄电池等。

2.2 金属电镀•金属电镀是利用电解原理在一个金属上镀上一层另一种金属的薄膜。

这种镀层可以提高金属的耐腐蚀性、美观性和导电性。

金属电镀广泛应用于制造业中的制表、装饰、汽车等行业。

2.3 水分解•水分解是利用电解原理将水分解为氢气和氧气的过程。

这个过程需要在电解槽中加入适量的电解质溶液，通电后水中的氢离子会在阴极上还原成氢气，氢氧根离子在阳极上氧化成氧气。

水分解的应用包括氢能技术、氢气制备等领域。

2.4 工业废水处理•电解原理在工业废水处理中也得到了应用。

通过电解过程，可以将废水中的有害物质转化为无害物质，同时还可以回收其中的金属离子等有价值的物质。

这种电解废水处理技术对于环境保护具有重要意义。

2.5 冶金工艺•电解原理在冶金工艺中也有广泛应用。

例如，铝电解法是一种常用的制取铝的方法，通过电解过程可以将铝离子还原成纯铝。

此外，电解还可用于金属提取、电解精炼等方面。

3. 电解原理的实验室应用除了在工业生产中的应用，电解原理也常被用于实验室研究和教学实验中。

以下是一些常见的实验室应用：3.1 阳极氧化•阳极氧化是一种将金属阳极在电解液中进行氧化的方法。

这种方法可以改善金属表面的硬度、耐蚀性和绝缘性，常用于工艺和装饰领域。

3.2 电解合成•电解合成是指利用电解原理进行有机化学合成反应的方法。

通过在电解槽中加入适当的反应物，利用电流引发化学反应，可以合成一系列有机化合物。