《高考化学第一轮总复习 第36课时电解原理及其应用课件（广西专版）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学第一轮总复习 第36课时电解原理及其应用课件（广西专版）（37页珍藏版）》请在装配图网上搜索。
1、1第 课时 第第 十十 章章电离平衡电离平衡 溶液溶液 胶体胶体2 某同学按右图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是( ) BC3 A.电解过程中，铜电极上有H2产生 B.电解初期，主反应方程式为: Cu+H2SO4CuSO4+H2 C.电解一定时间后，石墨电极上有铜析出 D.整个电解过程中，H+的浓度不断增大电解电解4 右图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊试液，下列实验现象中正确的是( ) A.逸出气体的体积a电极的 小于b电极的 B.一电极逸出无味气体， 另一电极逸出刺激性气味气体 C.a电极附近呈红色，b电极附近出现蓝色 D.a电极
2、附近呈蓝色，b电极附近出现红色D5 电解稀Na2SO4水溶液，其本质是电解水。b极为阳极：4OH-4e-2H2O+O2，a极为阴极：4H+4e-2H2。 a极逸出气体为氢气，b极逸出气体为氧气，二者都是无色无味的气体，且a极氢气的体积是b极氧气的体积的2倍，则A、B均错误；a极氢离子得电子，所以a极附近氢氧根离子浓度增大，遇石蕊试液变蓝；b极氢氧根离子放电，致使b极附近氢离子浓度增大，遇石蕊试液变红色，则C错，D正确。6 氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30以上。在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许
3、阳离子通过。7 (1)图中X、Y分别是、(填化学式)，分析比 较 图 示 中 氢 氧 化 钠 质 量 分 数 a % 与 b % 的 大 小。 (2)分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应 正极：; 负极：。Cl2H2a%小于小于b%H2+2OH-2e-2H2OO2+H2O+2e-2OH-128 (3)这样设计的主要节(电)能之处在于(写出2处) 、 。燃料电池可以补充电解池消耗燃料电池可以补充电解池消耗提高产出碱液的浓度，降低提高产出碱液的浓度，降低的电能的电能能耗能耗(其他合理答案也可其他合理答案也可)9 由电解池A可知，X为Cl2，Y为H2，并将H2通入B中作为原电池的负极材料。
4、B中的燃料电池处于碱性条件下，故正、负极电极反应式分别为 O2+H2O+2e-2OH-(通入空气一极)、H2+2OH-2e-2H2O。由于离子交换膜只允许阳离子通过，通过空气的一极即正极产生了大量的OH-，因此有a%b%。1210 镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行:Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2有关该电池的说法正确的是( )A放电放电充电充电11 A.充电时阳极反应：Ni(OH)2-e-+OH-NiOOH+H2O B.充电过程是化学能转化为电能的过程 C.放电时负极附近溶液的碱性不变
5、D.放电时电解质溶液中的OH-向正极移动 注意充、放电的方向及元素化合价的升降。12 电解原理 1.原电池与电解池的比较原电池原电池电解池电解池(1)定义定义化学能转变成电能化学能转变成电能的装置的装置电能转变成电能转变成化学能的装置化学能的装置(2)形成形成条件合适的电极、条件合适的电极、合适的电解质溶液、合适的电解质溶液、形成回路形成回路电极、电解质溶液电极、电解质溶液(或熔融的电解质或熔融的电解质)、外接电源、形成回路外接电源、形成回路13原电池原电池电解池电解池(3)电极名称电极名称负极负极正极正极阳极阳极阴极阴极(4)反应类型反应类型氧化氧化还原还原氧化氧化还原还原(5)外电路电外电
6、路电子流向子流向负极流出、正极负极流出、正极流入流入阳极流出、阴阳极流出、阴极流入极流入14 2.用惰性电极电解电解质溶液的基本类型类类型型电极反电极反应特点应特点电解质电解质组成特组成特点点实例实例电解电解对象对象电解电解质浓质浓度度pH电解质溶电解质溶液复原需液复原需加入物质加入物质电电解解水水型型阴极：阴极：4H+4e-2H2阳阳极：极：4OH-4e-2H2O+O2可溶性可溶性强碱强碱NaOH水水增大增大增增大大水水含氧酸含氧酸H2SO4水水增大增大减减小小水水活泼金活泼金属含氧属含氧酸盐酸盐Na2SO4水水增大增大不不变变水水15类类型型电极反电极反应特点应特点电解质电解质组成特组成特
7、点点实例实例电解电解对象对象电解电解质浓质浓度度pH电解质溶电解质溶液复原需液复原需加入物质加入物质分分解解电电解解质质型型电解质电解质电离出电离出的阴阳的阴阳离子分离子分别在两别在两极放电极放电无氧酸无氧酸HCl电解电解质质减小减小增增大大氯化氢氯化氢不活泼不活泼金属无金属无氧酸盐氧酸盐CuCl2电解电解质质减小减小氯化铜氯化铜16类类型型电极反电极反应特点应特点电解质电解质组成特组成特点点实例实例电解电解对象对象电解电解质浓质浓度度pH电解质溶电解质溶液复原需液复原需加入物质加入物质放放H2生生碱碱型型阴极：阴极：2H+2e-H2阳极：阳极：电解质电解质阴离子阴离子放电放电活泼金活泼金属无
8、氧属无氧酸盐酸盐NaCl电解电解质和质和水水生成生成新电新电解质解质碱碱增增大大氯化氢氯化氢17类类型型电极反应特电极反应特点点电解电解质组质组成特成特点点实例实例电电解解对对象象电解电解质浓质浓度度pH电解质电解质溶液复溶液复原需加原需加入物质入物质放放O2生生酸酸型型阴极：电解阴极：电解质阳离子放质阳离子放电电阳极：阳极：4OH-4e-O2+2H2O不活不活泼金泼金属含属含氧酸氧酸盐盐CuSO4电电解解质质和和水水生成生成新电新电解质解质酸酸减减小小氧化铜氧化铜注意：用惰性电极电解时，若使电解后注意：用惰性电极电解时，若使电解后的溶液恢复原状态，一般加入阴极产物与阳的溶液恢复原状态，一般加
9、入阴极产物与阳极产物的化合物。极产物的化合物。18 3.新型可充电电池电极反应书写方法 首先写出电池的总反应方程式，如能写成离子方程式的写成离子方程式，然后配平方程式，标出电子转移。根据失电子的是负极，得电子的正极，写出一个电极的反应式，然后用总的方程式去减电极反应式，得另一个电极反应式。如果充电时，原电池的负极和电源的负极相连，此时这个极叫阴极，原电池的正极和电源的正极相接，此时这个极叫做阳极。电极反应是原电池电极反应式的逆反应。19 【例1】天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地，锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钴(LiCoO2)，充电时LiCoO2中Li被氧化，Li+迁移并以原子形式嵌
10、入电池负极材料碳(C6)中，以LiC6表示，电池反应为LiCoO2+C6CoO2+LiC6,下列说法正确的是()放电放电充电充电20 A.充电时，电池的负极反应为LiC6-e-Li+C6 B.放电时，电池的正极反应为CoO2+Li+e-LiCoO2 C.羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质 D.锂离子电池的比能量(单位质量释放的能量)低21 本题综合考查电解原理和原电池原理的应用。电池充电时发生电解反应，接电池正极的为阳极发生氧化反应：LiCoO2-e-个个Li+CoO2，A项不正确；放电时，正极发生还原反应：CoO2+Li+e-LiCoO2，B项正确；由于Li为较活泼的金属，可
11、与羧酸、H2O及醇中的活泼氢反应，故它们不能作电池的电解质，C项不正确；由于锂的相对分子质量小，故等质量的物质含Li的物质的量多，故比能量高，D项不正确。 【答案】B22【变式演练1】(2010高考重庆)钒(V)及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域。(1)V2O5是接触法制硫酸的催化剂。一定条件下，SO2与空气反应t min后，SO2和SO3物质的量浓度分别为a mol/L和b mol/L，则SO2起始物质的量浓度为a + b m o l / L ； 生 成 S O3的 化 学 反 应 速 率 为 b / tmol/(Lmin)。工业制硫酸，尾气SO2用氨水吸收。23(2)全钒液
12、流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置，其原理如图所示。24当左槽溶液逐渐由黄变蓝，其电极反应式为VO+2H+e-=VO2+H2O。充电过程中，右槽溶液颜色逐渐由绿色变为紫色。放电过程中氢离子的作用是参与正极反应和通过交换膜定向移动使电流通过溶液；充电时若转移的电子数为3.011023个，左槽溶液中n(H+)的变化量为0.5 mol。25 本题考查以钒为材料的化学原理题，涉及化学反应速率和电化学知识。 (1)由S守恒可得，SO2的起始浓度为(a+b)mol/L。SO3的速率为单位时间内SO3浓度的变化，即b/t mol/(Lmin)。SO2可以用碱性的氨水
13、吸收。26 (2)左槽中，黄变蓝即为VO生成VO2+，V的化合价从+5降低为+4，得一个电子，氧原子减少，从图中知，其中H+发生了移动，参与反应，由此写出电极反应式。作为原电池，左槽得电子，而右槽失电子。充电作为电解池处理，右槽中则为得电子，对应化合价降低，即为V3+生成V2+，颜色由绿变成紫。由电极反应式知，H+参与了反应。溶液中离子的定向移动可形成电流。n=N/NA=3.011023/6.021023=0.5 mol。27 与电解有关的计算 1.简单装置中各电极产物间的计算 在一个装置中进行电解时，各电极产物不同，但阴阳极得失电子数相等。根据此标准可对各电极产物、溶液中的产物，以及反应消耗
14、的物质进行计算。 2.复杂装置中(指多个装置串联连接)各电极产物的判断 在串联电解装置中，各电极电子转移数相等。据此，可计算各电极产物，溶液中的c(H+)、c(OH-)的变化。28 3.电解的计算特点 有关电解的计算通常是求电解后某产物的质量、气体的体积、某元素的化合价以及溶液的pH、物质的量浓度等。解答此类题的方法有两种：一是根据电解方程式或电极反应式，应用阴、阳两极得失电子守恒进行有关计算。二是用惰性电极进行电解的过程，若电解质的阴、阳离子不同时在两极上放电，则阳离子放电的同时必有H+生成，n(H+)=n(阳离子)电荷数。29 也可利用物质的量关系(由电子得失守恒得)进行计算，如，H2Cl
15、21/2O2Cu2Ag2H+2OH-。 应用原电池、电解池进行有关化学计算，也常见于高考题中，抓住两电极上通过的电子数目相等，是解答这类题的关键。30 【例2】将两支惰性电极插入500 mL AgNO3溶液中，通电电解，当电解液的pH由6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略)，电极上应析出银的质量是() A.27 mgB.108 mg C.54 mgD.216 mg31 由题意可知阳极4OH-4e-2H2O+O2，OH-来自水的电离，OH-浓度减小，水的电离平衡右移，溶液酸性增强，设阴极上析出银的质量为x，依据电解规律，列出物质间对应关系式为： 4AgO
16、24e-4H+ 4108103 mg 4 molx0.5L10-3molL-1-0.5L10-6molL-132 电解前后溶液中H+的物质的量变化超出100倍，可以忽略电解前溶液中H+的物质的量，所以：x= =54 mg 【答案】C4108103 mg0.5 L10-3 molL-14 mol33 【变式2】电解100mL含c(H+)=0.30 molL-1的下列溶液。当电路中通过0.04mol电子时，理论上析出金属质量最大的是( ) A.0.10molL-1 Ag+ B.0.20molL-1 Zn2+ C.0.20molL-1 Cu2+ D.0.20molL-1 Pb2+C34 当电解时，其
17、放电的先后顺序是：Ag+、Cu2+、H+、Pb2+、Zn2+,当电路中通过0.04 mol电子时，理论上析出金属依次是：Ag:0.10.1108=1.08 g Cu:0.20.164=1.28 g Pb:(0.04-0.03)2207=1.035 g Zn:(0.04-0.03)265=0.325 g35 【变式3】右图是由莫菲滴管改装成的微型电解装置。 (1)若用该装置来电解含3 mol NaCl和1 mol H2SO4的混合溶液，已知a、b两极均为石墨。当从导管口收集到448 L(标准状况下)氢气时，阳极生成的气体及对应的物质的量为 。15 mol Cl2、025 mol O236 (2)
18、若b极是铜锌合金，a极是纯铜，电解质溶液中含有足量的Cu2+，通电一段时间后，若b极恰好全部溶解，此时，a极质量增加768 g，溶液质量增加003 g，则合金中Cu、Zn的物质的量之比为。 (1)生成448 L H2，转移4 mol电子，则阳极将生成15 mol Cl2和025 mol O2。3 137 (2)a极增加768 g Cu，其物质的量 n=012 mol，由得失电子守恒可知，b极Cu、Zn的物质的量之和为012 mol，溶液中部分Cu2+变成Zn2+，即 Cu2+Zn2+m 64 g65 g1 g 溶液质量增加003 g，可知Zn的物质的量为003 mol，所以Cu、Zn的物质的量之比为009 003，即3 1。64 gmol-1768 g
高考化学第一轮总复习 第36课时电解原理及其应用课件（广西专版）
