2020版化学新增分大一轮鲁科新高考（山东专用）（课件+讲义+习题）：第20讲　电能转化为化学能——电解 (共2份打包)

第20讲　电能转化为化学能——电解 课程内容　1.了解电解池的工作原理，能设计简单的电解池。2.了解金属发生电化学腐蚀的本质，知道金属腐蚀的危害，能利用电化学原理解释金属腐蚀现象，选择设计防腐措施。 考点一　电解的原理 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 (1)电极名称及电极反应式(电解CuCl2溶液为例) 总反应式：CuCl2Cu＋Cl2↑ (2)电子和离子的移动方向 ①电子：从电源负极流出后，流向电解池阴极；从电解池的阳极流出后流向电源的正极。 ②离子：阳离子移向电解池的阴极，阴离子移向电解池的阳极。 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，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。 4．用惰性电极电解电解质溶液的规律 类型 实例 电极反应特点或反应式 电解产物 溶液pH变化 溶液复原 电解水型 含氧酸 H2SO4 溶液中的H＋和OH－分别在阴阳两极放电： 阴极：_______ 阳极：_______ H2 O2 强碱 NaOH 活泼金属的含氧酸盐 KNO3 电解电解质型 无氧酸(氢氟酸除外) HCl 电解质电离的阴阳离子分别在两极放电： 阳极：________ H2　Cl2 不活泼金属的无氧酸盐 CuCl2 Cu　Cl2 放氢生碱型 活泼金属的无氧酸盐 NaCl 阴极水电离的H＋放电，阳极电解质电离的阴离子放电 阴极：_____ 阳极：_____ 放氧生酸性 不活泼金属的含氧酸盐 AgNO3 阳极水电离的OH－放电，阴极电解质的阳离子放电 阴极：________ Ag 阳极：_______ 答案　4H＋＋4e－===2H2↑　4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　减小　增大　不变　水　2Cl－－2e－===Cl2↑　增大　HCl　CuCl2　H2(或H2、NaOH)　Cl2　增大　HCl Ag＋＋e－===Ag　O2　减小　Ag2O (1)电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程(√) (2)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现(√) (3)直流电源跟电解池连接后，电子从电源负极流向电解池阳极(×) (4)电解稀硫酸制H2、O2时，可用不活泼的铜做阳极(×) (5)电解CuCl2溶液，阴极逸出的气体能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色(×) (6)电解盐酸、硫酸等溶液，H＋放电，溶液的pH均增大(×) 1．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做阳极，C做阴极，稀H2SO4做电解质溶液，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↑。 2．若用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，需加入98 g Cu(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多少？ 答案　4NA 解析　方法一：98 g Cu(OH)2的物质的量为1 mol，相当于电解了1 mol的CuSO4后，又电解了1 mol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．用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶液，在电解的过程中，溶液的pH依次为升高、不变、降低的是(　　) A．AgNO3　CuCl2　Cu(NO3)2 B．KCl　Na2SO4　CuSO4 C．CaCl2　KOH　NaNO3 D．HCl　HNO3　K2SO4 答案　B 解析　由电解电解质溶液的四种类型可知： 类型 化学物质 pH变化 放O2生酸型 CuSO4、AgNO3、Cu(NO3)2 降低 放H2生碱型 KCl、CaCl2 升高 电解电解质型 CuCl2 HCl 升高