高考化学一轮复习 第6章 化学反应与能量转化 第20讲 电能转化为化学能——电解学案-人教版高三全册化学学案VIP免费

第20讲电能转化为化学能——电解目标要求了解电解池的工作原理，能设计简单的电解池。1．电解和电解池(1)电解：在电流作用下，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)电解池：电能转化为化学能的装置。(3)电解池的构成①有与电源相连的两个电极。②电解质溶液(或熔融电解质)。③形成闭合回路。2．电解池的工作原理(以惰性电极电解CuCl2溶液为例)总反应离子方程式：Cu2＋＋2Cl－=====Cu＋Cl2↑。特别提醒：电子和离子的移动遵循“电子不下水，离子不上线”。3．阴阳两极上放电顺序(1)阴极：(与电极材料无关)。氧化性强的先放电，放电顺序：(2)阳极：若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应。若是惰性电极作阳极，放电顺序为注意①阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。②最常用、最重要的放电顺序为阳极：Cl－>OH－；阴极：Ag＋>Cu2＋>H＋。③电解水溶液时，K＋～Al3＋不可能在阴极放电。4．分析电解过程的思维程序理解应用1．惰性电极电解电解质溶液的四种类型(1)电解水型电解质类型电极反应式及总反应式电解质溶液浓度溶液pH电解质溶液复原含氧酸，如H2SO4阴极：4H＋＋4e－===2H2↑阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O总反应式：2H2O=====2H2↑＋O2↑增大减小加水可溶性强碱，如NaOH增大活泼金属含氧酸盐，如KNO3不变(2)电解质类型电极反应式及总反应式电解质溶液浓度溶液pH电解质溶液复原无氧酸，如HCl阴极：2H＋＋2e－===H2↑阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑总反应式：2HCl=====H2↑＋Cl2↑减小增大通入HCl不活泼金属无氧酸盐，如CuCl2阴极：Cu2＋＋2e－===Cu阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑总反应式：CuCl2=====Cu＋Cl2↑减小加CuCl2固体(3)放H2生碱型电解质(水溶液)电极反应式及总电解质浓度溶液pH溶液复原反应式活泼金属的无氧酸盐(如NaCl、KCl)阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑阴极：2H＋＋2e－===H2↑总反应式：2Cl－＋2H2O=====Cl2↑＋H2↑＋2OH－生成新电解质增大通入HCl气体(4)放O2生酸型电解质(水溶液)电极反应式及总反应式电解质浓度溶液pH溶液复原不活泼金属的含氧酸盐[如CuSO4、Cu(NO3)2]阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu总反应式：2Cu2＋＋2H2O=====2Cu＋O2↑＋4H＋生成新电解质减小加CuO或CuCO32.根据金属活动性顺序表，Cu和稀H2SO4不反应，怎样根据电化学的原理实现Cu和稀H2SO4反应产生H2?答案Cu作阳极，C作阴极，稀H2SO4作电解质溶液，通入直流电就可以实现该反应。电解反应式为阳极：Cu－2e－===Cu2＋，阴极：2H＋＋2e－===H2↑。总反应式：Cu＋2H＋=====Cu2＋＋H2↑。3．若用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，需加入98gCu(OH)2固体，才能使电解质溶液复原，则这段时间，整个电路中转移的电子数为____________。答案4NA解析方法一：98gCu(OH)2的物质的量为1mol，相当于电解了1mol的CuSO4后，又电解了1mol的水，所以转移的电子数为2NA＋2NA＝4NA。方法二：可以认为整个电路中转移的电子数与Cu(OH)2的O2－失电子数相等，共4NA。题组一电解规律及电极产物的判断1．(2020·榆林高三模拟)以石墨为电极，电解KI溶液(含有少量的酚酞和淀粉)。下列说法错误的是()A．阴极附近溶液呈红色B．阴极逸出气体C．阳极附近溶液呈蓝色D．溶液的pH变小答案D解析以石墨为电极，电解KI溶液，发生的反应为2KI＋2H2O=====2KOH＋H2↑＋I2(类似于电解饱和食盐水)，阴极产物是H2和KOH，阳极产物是I2。由于溶液中含有少量的酚酞和淀粉，所以阳极附近的溶液会变蓝(淀粉遇碘变蓝)，阴极附近的溶液会变红(溶液呈碱性)，A、B、C正确；由于电解产物有KOH生成，所以溶液的pH逐渐增大，D错误。2.用石墨作电极，电解稀Na2SO4溶液的装置如图所示，通电后在石墨电极A和B附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列有关叙述正确的是()A．逸出气体的体积：A电极＜B电极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电极附近呈蓝色D．电解一段时间后，将全部电解液转移到同一烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性答案D解析SO、OH－移向B电极，在B电极OH－放电，产生O2，B电极附近[H＋]＞[OH－]，石蕊溶液变...