电解原理及应用讲义2023年届高三化学二轮复习(知识梳理+强化练)

2023届高三二轮复习——电解原理及应用学案及训练核心学问梳理1．图解电解池工作原理(阳极为惰性电极)1．图解电解池工作原理(阳极为惰性电极)正确推断电极产物阳极产物的推断首先看电极，假设是活性电极作阳极，则电极材料失电子，电极溶解(留意：铁作阳极溶解生成Fe2＋，而不是Fe3＋)；假设是惰性电极，则需看溶液中阴离子的失电子力量，阴离子放电挨次为S2－>I－>Br－>Cl－>OH－(水)。阴极产物的推断直接依据阳离子的放电挨次进展推断：Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Pb2＋>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)。比照把握电解规律(阳极为惰性电极)电解类型电解水电解电解质放氢生碱型放氧生酸型

电解质实例NaOH、H2SO4Na2SO4HClCuCl2NaClCuSO4AgNO3

溶液复原物质水HClCuCl2HCl气体CuOAg2O留意电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应当用质量守恒法分析和阴极产物的化合物，但也有特别状况，如用惰性电极电解CuSO4溶液，Cu2＋完全放电之CuOCuCO3Cu2＋Cu(OH)2Cu2(OH)2CO3复原。电解原理的应用(1)电解饱和食盐水①电极反响式22阳极：2Cl－－2e－===Cl↑(氧化反响)；阴极：2H＋＋2e－===H↑(复原反响)。22②总反响方程式：2NaC＋22NaOH2↑；2C－＋22O＋H2↑。③应用：氯碱工业制烧碱、氯气和氢气。电镀以下图为金属外表镀银的工作示意图，据此答复以下问题：①镀件作阴极，镀层金属银作阳极。AgNO3溶液等含镀层金属阳离子的盐溶液。③电极反响式：阳极：Ag－e－===Ag＋；阴极：Ag＋＋e－===Ag。④特点：阳极溶解，阴极沉积，电镀液的浓度不变。电解精炼铜①电极材料：阳极为粗铜；阴极为纯铜。Cu2＋的盐溶液。③电极反响式：Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋、Ni－2e－===Ni2＋、Cu－2e－===Cu2＋；阴极：Cu2＋＋2e－===Cu。电冶金利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属K、Ca、Na、Mg、Al等。①冶炼钠2NaCl熔融电极反响式：2阳极：2Cl－－2e－===Cl↑；阴极：2Na＋＋2e－===2Na。2②冶炼铝2A2O3熔融电极反响式：2阳极：6O2－－12e－===3O↑；阴极：4Al3＋＋12e－===4Al。5．金属的腐蚀与防护2金属腐蚀的本质金属原子失去电子变为金属阳离子，金属发生氧化反响。金属腐蚀的类型①化学腐蚀与电化学腐蚀类型类型化学腐蚀电化学腐蚀条件金属跟其他物质直接接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触现象无电流产生有微弱电流产生本质金属被氧化较活泼金属被氧化联系两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍②析氢腐蚀与吸氧腐蚀以钢铁的腐蚀为例进展分析：类型类型析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较强水膜酸性很弱或呈中性电极负极反响正极2H＋＋2e－===H↑2O＋2HO＋4e－===4OH－22总反响式Fe＋2H＋===Fe2＋＋H↑2吸氧腐蚀更普遍2Fe＋O＋2HO===2Fe(OH)222金属的防护①电化学防护牺牲阳极的阴极保护法——原电池原理a．负极：比被保护金属活泼的金属；b．正极：被保护的金属设备。外加电流的阴极保护法——电解原理a．阴极：被保护的金属设备；b．阳极：惰性金属或石墨。②转变金属的内部构造，如制成合金、不锈钢等。③加防护层，如在金属外表喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或外表钝化等方法。6．学问迁移——破解生疏电解池装置(1)(2)7．电解池中的离子交换膜m电渗析法可将含AnBm的废水再生为HnBA(OH)。mA为金属活动挨次表H之前的金属，Bn－为含氧酸根离子。阴离子交换膜(只允许阴离子和水分子通过)Pt为电极电解淀粉-KI溶液，中间用阴离子交换膜隔开。答复以下问题：①阴极反响式： ；②阳极反响式： ；③阴极产生的OH－移向 极与该极产物反响：；④阴离子→透过 交换膜→ (或原电池的负极)。2答案①2H2O＋2e－===H↑＋2OH－2②2I－－2e－===I2③阳3I＋6OH－===IO－＋5I－＋3HO2 3 2④阴离子电解池阳极质子交换膜(只允许H＋和水分子通过)2在微生物作用下电解有机废水(CH3COOH)H。2答复以下问题：①阴极反响式： ；②阳极反响式： ；③阳极产生的H＋通过质子交换膜移向 ；④H＋→透过质子交换膜→ (或电解池的阴极)。2答案①2H＋＋2e－===H↑22②CH3COOH－8e－＋2H2O===2CO↑＋8H＋2③阴极④原电池正极力量深化(一)电解池电极反响式书写集训1．根本电极反响式的书写2NaCl溶液：阳极：2Cl－－2e－===Cl↑。22阴极：2H＋＋2e－===H↑。2CuSO4溶液：阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O↑(2HO－4e－===O↑＋4H＋)。2 2 2阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu。2NaOH溶液：阳极：Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH。22阴极：2H2O＋2e－===H↑＋2OH－。22MgCl：22阳极：2Cl－－2e－===Cl↑。阴极：Mg2＋＋2e－===Mg。2总结归纳做到“三看”，正确书写电极反响式①一看电极材料，假设是金属(Au、Pt除外)作阳极，金属肯定被电解(注：FeFe2＋)。②二看介质，介质是否参与电极反响。③三看电解质状态，假设是熔融状态，就是金属的电冶炼。躲避“三个”失分点①书写电解池中电极反响式时，一般以实际放电的离子表示，但书写总电解反响方程式时，弱电解质要写成分子式。②要确保两极电子转移数目一样，且应注明条件“通电”。③电解水溶液时，应留意放电挨次中位于H＋、OH－之后的离子一般不参与放电。提取“信息”书写电极反响式以铝材为阳极，在浓H2SO42Al－6e－33

＋6H＋。用Al单质作阳极，石墨作阴极，NaHCO3溶液作电解液进展电解，生成难溶物R，R受热分解生成化合物Q，写出阳极生成R的电极反响式：Al＋3HCO－－3e－===Al(OH↓＋3 323CO↑。274Al2Cl－和AlCl－组成的离子液74电极反响，则电极反响式为阳极：Al－3e－＋7AlCl－===4AlCl－。4 2 774阴极：4Al2Cl－＋3e－===Al＋7AlCl－。744K2MnO4KMnO，则电极反响式为4阳极：2MnO2－－2e－===2MnO－。4 42阴极：2H＋＋2e－===H↑。2将肯定浓度的磷酸二氢铵(NH4H2PO4)、氯化锂混合液作为电解液，以铁棒作阳极，石墨LiFePO4Fe＋H2PO－＋Li＋－2e－===LiFePO↓＋2H4 4＋。依据“交换膜”利用“信息”书写电极反响式电解装置如图，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在肯定的电压下通电，觉察左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色渐渐变浅。：3I＋6OH－===IO－＋5I－＋3HO。2 3 22阳极：2I－－2e－===I。22阴极：2H2O＋2e－===H↑＋2OH－。22可用氨水作为吸取液吸取工业废气中的SO吸取液再生而循环利用(电极均为石墨电极)，并生成化工原料硫酸。其工作示意图如下：2阳极：HSO－－2e－＋HO===3H＋＋SO2－。3 2 4阴极：2H＋＋2e－===H↑(2HO＋2e－===H↑＋2OH－)。2 2 24Na2SO3NaOH和H2SO，示意图如下。依据图示答复以下问4题：①a为 膜，b为 膜；②A为 极，电极反响式 ；③B为 极，电极反响式 。答案①阳离子交换阴离子交换2②阴4H2O＋4e－===2H↑＋4OH－2③阳2SO2－－4e－＋2HO===2SO2－＋4H＋3 2 42海水淡化是解决沿海城市饮用水问题的关键技术。以下图是电渗析法淡化海水装置的工作原理示意图(电解槽内部的“┆”和“│”表示不同类型的离子交换膜)b电极Cl。答复以下问题：2①“┆”为 膜；“|”为 膜。②A口流出的是 ，B口流出的是 (填“淡水”或“浓水”)。答案①阴离子交换阳离子交换②淡水浓水2解析电解过程中bCl2b为电解池阳极，氯离子放电生成氯气，电极反响为：2Cl－－2e－===Cl↑，电极a为电解池的阴极，溶液中氢离子得到电子生成氢22气，电极反响为2H＋＋2e－===H↑，工作过程中，氯离子向b移动，因此虚线为阴离子交换膜，钠离子向a移动，实线为阳离子交换膜，据此分析解答。2(二)金属的腐蚀与防护4．在一块外表无锈的铁片上滴食盐水，放置一段时间后看到铁片上有铁锈消灭。铁片腐蚀2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2，Fe(OH)2进一步被氧气氧化为3Fe(OH)，再在肯定条件下脱水生成铁锈，其原理如图。按要求答复以下问题。3铁发生的腐蚀为 。铁片 区域腐蚀最严峻， 区域铁锈最多(填“正极”或“负极”)。正极反响式： ，负极反响式： 。2 答案(1)吸氧腐蚀(2)负极正极(3)O＋4e－＋2HO===4OH－(三)2

2Fe－4e－===2Fe2＋一氧化氮—、环保三位一体的结合，其工作原理如下图，写出放电过程中负极的电极反响式： 假设过程中产生2molHNO则消耗标准状况下O的体积为 L。3 23答案NO－3e－＋2H2O===NO－＋4H＋3

33.6解析由原电池的工作原理图示可知，左端的铂电极为负极，其电极反响式为NO－3e－＋332H2O===NO－＋4H＋2molHNO33

6mole－1molO