2021届高三化学大一轮复习课件———专题6 第21.1讲 电解的原理(共30张PPT)

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1 电解池及其工作原理

1.电解池组成“三条件”

(1)外接电源;

(2)电解质溶液;

(3)闭合回路。

2.离子放电“两顺序”(惰性电极)

(1)阳极:S2->I->Br->Cl->OH-。

(2)阴极:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(H2O)>Al3+。

3.电解池阴、阳极“四特点”

(1)阳极:外接直流电源正极——流出电子——发生氧化反应——阴离子移向。

(2)阴极:外接直流电源负极——流入电子——发生还原反应——阳离子移向。

4.电解原理应用的“四方面”

(1)电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。

(2)电镀时,待镀的金属制品作阴极,镀层金属作阳极,用含镀层金属离子的溶液作电镀液。

(3)电解精炼铜时,用纯铜作阴极,粗铜作阳极,用CuSO4溶液作电解液。

(4)电解熔融Al2O3制取铝,电解熔融氯化钠制取钠,电解熔融MgCl2制取镁。

第二十一讲电解原理及其运用

一、要点精讲

1. 电解 O

电解池 的装置。构成条件是：

2. 电解反应及规律

⑴阳极：①活性材料作电极时，阳极材料（金属）本身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惰性电极（Pt、Au、石墨、钛等）作电极时；溶液中阴离子的放电顺序 主要是：OH\ C「、Br\ S2-；

⑵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 离子在阴极上放电顺序主要和金属活泼性相反；

⑶电解质溶液用惰性电极电解的规律小结：

电解 类型 物质类别 实例 电极反应及产物 溶液pH 变化 溶液复

原方法

仅溶剂

水电解 含氧酸 H2SO4

阳极： ___________________

阴极： ___________________

强碱 NaOH

活泼金属的

含氧酸盐 NazSOq

仅溶质

电解 无氧酸 HCI 阳极： ___________________

阴极： ___________________

不活泼金属

的无氧酸盐 CuCl2 阳极： ___________________

阴极： ___________________

溶质和

溶剂同

时电解 活泼金属的

无氧酸盐 NaCl 阳极： ____________________

阴极： ____________________

不活泼金屈

的含氧酸盐 C11SO4 阳极： ____________________

阴极： ____________________

3. 电解原理的应用：电镀（以镀铜为例）、电解精炼（以电解精炼铜为例）、氯碱工业。

4. 原电池、电解池、电镀池的比较

内容 原电池 ・电解池 电镀池

定义

形成条件

两极规定及反应类型

电子流向

电解液变化

二、典型例题

【例1】用惰性电极实现电解，下列说法正确的是

2021年高考化学专题复习：电解池及其工作原理

1 .硼酸(H3BO3)为一元弱酸,H3BO3与足量NaOH溶液反响的离子方程式为

H3BO3+OH-B(OH)4-,H3BO3可以通过电解的方法制备.其工作原理如下图(阳膜和阴膜

分别只允许阳离子、阴离子通过),以下说法正确的选项是()

石阴 1 W R 9 f—

膜 阳 口 1石般

三 一 — — 二三- 一 k- ■

F-一 OB■ * — — 一

三叫叫•三 二二二稀癖液三 ^NaB(OH)；

二浓溶液： hN・OH三一 三稀硫敏. — M ■ ■ 二二:稀溶液二三

阳极室 产品室 原料变 阴极室

A.当电路中通过1 mol电子时,可得到1 mol H3BO3

B.将电源的正、负极反接,工作原理不变

C.阴极室的电极反响式为2H2O-4e--02 t +4H+

D.B(0H)4一穿过阴膜进入阴极室,Na,穿过阳膜进入产品室

2 •高压直流电线路的瓷绝缘子经日晒雨淋容易出现铁帽腐蚀现象,在铁帽上加锌环能有效预防

铁帽腐蚀,防护原理如下图.以下说法错误的选项是()

A.通电时,锌环是阳极,发生氧化反响

B.通电时,阴极上的电极反响为2H2O+2e—H21 +20H-

C.断电时,锌环上的电极反响为Zn2++2e-Zn

D.断电时,仍能预防铁帽被腐蚀

答案C 3 .图甲为一种新型污水处理装置,该装置可利用一种微生物将有机废水的化学能直接转化为电

能,图乙是一种用惰性电极电解饱和食盐水的消毒液发生器.以下说法不正确的选项是〔〕

甲 乙

A.图甲的X点要与图乙中的a极连接

B.图乙中b极的电极反响式为2Cl--2e-Cl21

C.当N极消耗1 mol气体时,有2 mol H+通过离子交换膜

D.假设有机废水中主要含有淀粉,那么图甲中 M 极反响为

〔C6Hio05〕n+7nH20-24ne-=6nCO2 f +24nH+

答案C

4 .某工厂用电解法处理含有SO2的尾气,其装置如下图〔电极材料均为惰性电极〕.以下说法不 正确的选项是〔〕

专题二 电解原理的应用

一、选择题

1．（2020年北京顺义）电浮选凝聚法处理污水的原理如图所示。电解过程生成的胶体能使污水中的悬浮物凝聚成团而除去，电解时阳极也会产生少量气体。下列说法正确的是( )

A．可以用铝片或铜片代替铁片

B．阳极产生的气体可能是O2

C．电解过程中H＋向阳极移动

D．若污水导电能力较弱，可加入足量硫酸

答案 B

2．（2020年湖北武汉）在电解液不参与反应的情况下，采用电化学法还原CO2可制备ZnC2O4，原理如图所示。下列说法正确的是( )

A．电解结束后电解液Ⅱ中c(Zn2＋)增大

B．电解液Ⅰ应为ZnSO4溶液

C．Pt极反应式为2CO2＋2e－===C2O2－4

D．当通入44 g CO2时，溶液中转移1 mol电子

答案 C

3（2020年北京顺义）金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量铁、锌、铜、铂等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是(已知：氧化性Fe2＋

A．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2＋＋2e－===Ni

B．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等

C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋

D．电解后，电解槽底部的阳极泥中有铜和铂，没有锌、铁、镍 答案 D

4化学实验小组在学习化学电源和氯碱工业相关知识后，在实验室进行实验验证。他们设计组装了如图所示装置，已知a为石墨电极，b为铁电极，c为铝电极(已除去表面氧化膜)，d为多孔石墨电极，烧杯中是足量饱和食盐水(滴有酚酞)，连好导线后，电流表指针发生明显偏转。下列判断正确的是( )

A．b为负极，d为阳极

B．一段时间后，a和d电极附近溶液变红

C．b电极的电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑

D．电解一段时间，当B中出现大量白色沉淀时，停止实验，再将A中溶液倒入B中混合，充分振荡，沉淀全部消失

答案 D

5利用如图所示装置可以在铜牌表面电镀一层银。下列有关说法正确的是( )