第26讲 电解池原理-【高效备考】2024年高考化学一轮复习讲义+分层练习

第26讲 电解池原理 任务目标 1.理解电解池的工作原理，了解电解池与原电池的异同。 2.理解电解原理，掌握氯碱工业、电镀、铜的电解精炼、电冶金的反应原理。 3.掌握常见离子放电顺序，熟练书写电极反应式、总反应式并能进行相关计算。 考点一 电解原理及规律必备知识 1．电解 2．电解池 (1)定义：电解池是把电能转变为化学能的装置。 (2)电解池的构成条件： ①有外接直流电源。 ②有与电源相连的两个电极。 ③形成闭合回路。 ④电解质溶液或熔融电解质。 (3)电解池工作原理(以电解CuCl2溶液为例)。 总反应方程式：CuCl2Cu＋Cl2↑ (4)电解原理示意图 3．电解池电极反应式的书写步骤与方法 特别提醒： (1)判断电解产物、书写电极反应式以及分析电解质溶液的变化时首先要注意阳极是活性材料还是惰性材料。 (2)书写电解化学方程式时，应看清是电解电解质的水溶液还是熔融电解质。Al3＋、Mg2＋、Na＋、Ca2＋、K＋只有在熔融状态下才放电。 4．判断电解池阴、阳极的常用方法 判断方法 阳极 阴极 电源正负极 与正极相连 与负极相连 闭合回路 导线中 电子流出 电子流入 电解质溶液中 阳离子移离 阳离子移向 阴离子移向 阴离子移离 电极反应 得失电子 失电子 得电子 化合价 升高 降低 反应类型 氧化反应 还原反应 电极质量 减小或不变 增大或不变 5.离子放电顺序与惰性电极电解电解质溶液的类型 6．电解过程中离子浓度的变化规律 (1)若阴极为H＋放电，则阴极区c(OH－)增大。 (2)若阳极为OH－放电，则阳极区c(H＋)增大。 (3)若阴、阳两极同时有H＋、OH－放电，相当于电解水，溶质离子的浓度增大。 7．以惰性电极电解电解质的规律 类型 实例 阴、阳极电极反应 总反应方程式 pH 电解质溶液复原 电解水型 NaOH 2H＋＋2e－===H2↑、4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 2H2O2H2↑＋O2↑ 增大 加水 H2SO4 减小 加水 Na2SO4 不变 加水 电解电解质型 HCl 2H＋＋2e－===H2↑、2Cl－－2e－===Cl2↑ 2HClH2↑＋Cl2↑ 增大 加氯化氢 CuCl2 Cu2＋＋2e－===Cu、2Cl－－2e－===Cl2↑ CuCl2Cu＋Cl2↑ － 加氯化铜 放H2生碱型 NaCl 2H＋＋2e－===H2↑、 2Cl－－2e－===Cl2↑ 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 增大 加氯化氢 放O2生酸型 CuSO4 Cu2＋＋2e－===Cu、 4OH－－4e－===O2↑＋2H2O 2CuSO4＋2H2O2H2SO4＋2Cu＋O2↑ 减小 加氧化铜 要点突破 1．下列关于电解的说法不正确的是 A．电解是将电能转化为化学能的过程 B．电解池的阳极与电源的正极相连，发生氧化反应 C．电解时，电子由电源负极流向阴极，通过电解质溶液到达阳极 D．许多在通常条件下不能发生的氧化还原反应，可以通过电解实现 2．铅蓄电池的结构示意图如图所示，其充、放电时的电池反应为： Pb + PbO2 + 2H2SO42PbSO4 + 2H2O。下列说法正确的是 A．放电时Pb为负极，发生反应：Pb-2e-= Pb2+ B．放电时H+向正极移动，正极区域酸性增强 C．充电时PbO2与外电源的负极相连 D．充电时阳极发生反应：PbSO4-2e-+2H2O = PbO2+SO+4H＋ 3．某同学设计了如图装置，有关说法正确的是 A．装置①工作结束后，a电极上可能析出红色物质 B．装置②可用于精炼铜，此时c极为粗铜 C．装置③导线中有稳定的电流通过，此时Al片做负极 D．装置④中电子经溶液由Fe流向Zn 考点二 电解原理的应用必备知识 1．电解饱和食盐水 阴极： 电极反应式：2H＋＋2e－===H2↑ 反应类型：还原 阳极： 电极反应式：2Cl－－2e－===Cl2↑ 反应类型：氧化 总反应方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 2．电解精炼铜 3．电镀铜 4．电冶金 利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。 特别提醒： (1)氯碱工业所用的饱和食盐水需要精制，除去NaCl中混有的Ca2＋、Mg2＋、SO。 (2)电镀铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)不变；电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)减小。 (3)电解熔融MgCl2冶炼镁，而不能电解MgO冶炼镁，是因为MgO的熔点很高；电解熔融Al2O3冶炼铝，而不能电解AlCl3冶炼铝，是因为AlCl3是共价化合物