4.2 电解池-【题型分类归纳】2023-2024学年高二化学同步讲与练(人教2019选择性必修1)

第四章 化学反应与电能 第二节 电解池 『知识梳理』 一、电解原理 〖电解池〗 ◆定义：将电能转化为 的装置，也称 。 ◆构成条件 ①与电源相连的两个 。 ②电解质溶液或 电解质。 ③形成 。 ◆电解：使电流通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阳极、阴极引起 反应的过程。 〖电解原理〗 〖电解时电极名称的判断〗 〖原电池与电解池的比较〗 项目 原电池 电解池 实例 构成条件 ①两个电极；②电解质溶液；③导线连接形成闭合回路；④自发发生的氧化还原反应 ①两个电极；②电解质溶液（或熔融态）； ③导线连接形成闭合回路；④外加直流电源 电极名称及确定 正极：较 金属或导电的 ；负极： 金属 阳极：连接电源 ；阴极：连接电源 电极反应 正极：还原反应 负极：氧化反应 阳极：氧化反应 阴极：还原反应 总反应 电子流向（外电路） 负极正极 阳极电源正极电源负极阴极 能量转换 化学能电能 电能化学能 二、电解原理的应用 〖电解饱和食盐水〗 ◆通电前：NaCl是 电解质，在溶液里完全电离。水也能微弱电离，因此溶液中存在 四种离子。 ◆通电后：通直流电后， 向 移动, 向 移动。 ◆电极反应 根据阴、阳离子的放电能力，在阳极： ===Cl2↑,在阴极： ◆电解饱和食盐水的总反应式： 〖电镀〗 ◆电镀时，通常把待镀的金属制品一端作 ，把镀层金属一端作阳 ，用含有镀层金属离子的溶液作电镀液。在直流电的作用下，镀件表面覆盖上一层均匀、光洁而致密的镀层。 ◆阳极反应： (进入溶液) ◆阴极反应： (在镀件上沉积) 〖电解精炼铜〗 ◆在电解精炼铜的装置中，用粗铜作阳极，用精铜作阴极，电解质溶液为硫酸酸化的CuSO₄溶液。 阳极: 阴极： ◆电解精炼铜时，电解质溶液中 减小。原因是电解精炼铜时，粗铜中的Ag、Au等不反应，沉在电解池底部形成阳极泥。 〖电冶金〗 ◆适用范围：电解制备K、Ca、Na、Mg、Al等活泼金属。 ◆原料：熔融的金属氯化物或氧化物。 ◆电解熔融的氯化钠。 阳极反应： 阴极反应： 〖用惰性电极进行电解时的电解规律〗 类型 电极反应特点 实例 电解对象 电解质浓度 pH 电解质溶液复原 电解水型 阴：4H++4e-===2H2↑ 阳：:40H--4e-===2H2O+O2↑ NaOH 水 增大 增大 水 H2SO4 水 增大 减小 水 Na2SO4 水 增大 不变 水 电解电解质型 电解质电离出的阴阳离子分别在两极放电 HCl 电解质 减小 增大 氯化氢 CuCl2 电解质 减小 — 氯化铜 放H2生碱型 阴极:H2O放H2生碱;阳极：电解质阴离子放电 NaCl 电解质和 水 生成新电解质 增大 氯化氢 放O2生酸型 阴极：电解质阳离子放电；阳极:H2O放O2生酸 CuSO4 电解质和 水 生成新电 解质 减小 氧化铜 『题型分析』 『题型一』电解池概念及组成 〖典例1〗下列装置或过程能实现电能转化为化学能的是（ ） A．火力发电 B．碱性锌锰电池 C．电解饱和食盐水 D．氢氧燃料电池 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．火力发电将化学能转化为内能，再由内能转化为动能，由动能转化为电能，故A不符合题意；B．碱性锌锰电池将化学能转化为电能，故B不符合题意；C．电解饱和食盐水为电解池装置，将电能转化为化学能，故C符合题意；D．氢氧燃料电池将化学能转化为电能，故D不符合题意；故选C。 〖变式1-1〗中国科学家最近开发了种从空气中提取水制取H2的新技术，即利用太阳能风能等绿色能源驱动电解槽装置吸收空气中的水分并将获得的水分解成H2和O2。下列说法正确的是（ ） A．该装置工作时仅涉及两种能量转化 B．阳极反应式为2H2O+2e-=2OH-+