电解原理及其应用-2024年高考化学二轮专题课件

电解原理及其应用 （1）构建电解池模型（以惰性电极电解氯化铜溶液为例） 电解原理 （2）电解池阴、阳极的判断方法 电解原理 （3）放电顺序 ①阳极放电顺序：活性电极＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子。 惰性电极一般指Pt、Au、石墨等，惰性电极不参与电极反应； 活性电极（除Au、Pt以外的金属材料作电极），电极材料失电子，生成金属阳离子。 S2－、I－、Br－、Cl－放电，产物分别是S、I2、Br2、Cl2；若OH－放电，则得到H2O和O2。 ②阴极放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋（酸）＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋（水）＞Al3＋＞Mg2＋。 若金属阳离子（Fe3＋除外）放电，则得到相应金属单质；若H＋放电，则得到H2。 电解原理 特别提醒： 放电顺序本质遵循氧化还原反应的优先规律，即得（失）电子能力强的离子先放电。 因氧化性、还原性强弱受外界因素（如试剂浓度、反应温度、溶液酸碱性等）的影响，放电顺序并非一成不变，具体应用时要结合试题情境加以分析。 电解原理 （4）惰性电极电解电解质溶液的产物判断 电解原理 电解原理的应用 1.（2021年广东卷16题）钴（Co）的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是（ ） A．工作时，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大 B．生成1 mol Co，Ⅰ室溶液质量理论上减少16 g C．移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变 D．电解总反应：2Co2+＋2H2O 2Co＋O2↑＋4H＋ 真题突破 阳极： 2H2O—4e—＝4H++O2↑ 阴极： 2Co2＋＋ 4e— ＝ 2Co H+ Cl— 总反应：2Co2＋＋2H2O 2Co＋O2↑＋4H＋ ✔ ✘ ✘ ✘ D 2.（2020年山东卷）采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如下图所示。忽略温度变化的影响，下列说法错误的是（ ） A．阳极反应为2H2O—4e—＝4H++O2↑ B．电解一段时间后，阳极室的pH未变 C．电解过程中，H+由a极区向b极区迁移 D．电解一段时间后，a极生成的O2与b极反应的O2等量 阳极： 2H2O—4e—＝4H++O2↑ 总反应为：O2+2H2O＝2H2O2 阴极： O2 +2e—+2H+＝H2O2 H+ ✔ ✘ D ✔ ✔ 真题突破 3.（2022年浙江卷）通过电解废旧锂电池中的LiMn2O4可获得难溶性的Li2CO3和MnO2，电解示意图如下（其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计）。下列说法不正确的是（ ） A．电极A为阴极，发生还原反应 B．电极B的电极发应：2H2O+Mn2+—2e—＝MnO2+4H+ C．电解一段时间后溶液中Mn2+浓度保持不变 D．电解结束，可通过调节pH除去Mn2+，再加入Na2CO3溶液以获得Li2CO3 阴极： 2LiMn2O4+6e—+16H+＝2Li+ + 4Mn2+ + 8H2O 阳极： 2H2O+Mn2+—2e—＝MnO2+4H+ 总反应：2LiMn2O4+4H+＝2Li++Mn2++ 3MnO2+2H2O ✔ ✘ C ✔ ✔ 真题突破 4.（2021年八省联考江苏卷9题）利用电解法将CO2转化为CH4的原理如图所示。下列说法正确的是（ ） A．电解过程中，H＋由a极区向b极区迁移 B．电极b上反应为：CO2＋8HCO3—－8e—＝CH4＋8CO32—＋2H2O C．电解过程中化学能转化为电能 D．电解时Na2SO4溶液浓度保持不变 阴极： CO2＋8HCO3—+8e—＝ CH4＋8CO32—＋2H2O 阳极： 2H2O—4e—＝4H++O2↑ H+ ✔ ✘ ✘ ✘ A 真题突破 5.（2022年广东卷）以熔融盐为电解液，以含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解，实现Al的再生。该过程中（ ） A．阴极发生的反应为Mg—2e—＝Mg2+ B．阴极上Al被氧化 C．在电解槽底部产生含Cu的阳极泥 D．阳极和阴极的质量变化相等 Al—3e—＝Al3+ ✔ ✘ ✘ ✘ C 阳极 阴极 Al3++3e—＝Al Mg—2e—＝Mg2+ Mg2+不放电 Cu、Si不放电，形成阳极泥 真题突破 6.（2014年新课标全国Ⅰ卷27题节选）H3PO2也可用电渗析法制备。“四室电渗析法”工作原理如图所示（阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过）： ①写出阳极的电极反应式：________________________________________。 ②分析产品室可得到H3PO2的原因：________