专题4 微专题2 电解原理及应用(专题微讲PPT)-【赢在微点·考前顶层设计】2025年高考化学大二轮专题复习

赢在微点 考前顶层设计 化学 专题四 电化学 高 考 专 题 攻 略 微专题2　电解原理及应用 专题四　电化学 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1.(2024·湖南卷)在KOH水溶液中，电化学方法合成高能物质K4C6N16时，伴随少量O2生成，电解原理如图所示，下列说法正确的是(　　) 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 A.电解时，OH-向Ni电极移动 B.生成C6的电极反应：2C3N8H4+8OH--4e-===C6+8H2O C.电解一段时间后，溶液pH升高 D.每生成1 mol H2的同时，生成0.5 mol K4C6N16 由电解原理图可知，Ni电极产生氢气，为阴极，Pt电极为阳极，电解过程中，阴离子向阳极移动，即OH-向Pt电极移动，A项错误; Pt电极上C3N8H4失去电子生成C6，电解质溶液为KOH水溶液,电极反应为2C3N8H4+8OH--4e-===C6+8H2O，B项正确；阳极 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 主要反应为2C3N8H4-4e-+8OH-===C6+8H2O，阴极反应为2H2O +2e-===H2↑+2OH-，则电解过程中发生的总反应主要为2C3N8H4+ 4OH-===C6+4H2O+2H2↑，反应消耗OH-，生成H2O，电解一段时间后，溶液pH降低，C项错误；根据电解总反应2C3N8H4+4OH-===C6+4H2O+2H2↑可知，每生成1 mol H2，生成0.5 mol K4C6N16，但Pt电极伴随少量O2生成，发生电极反应4OH--4e-=== O2↑+2H2O，则生成1 mol H2时得到的部分电子是由OH-放电产生O2提供，所以生成的K4C6N16小于0.5 mol，D项错误。 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 2.(2024·甘肃卷)某固体电解池工作原理如图所示，下列说法错误的是(　　) A.电极1的多孔结构能增大与水蒸 气的接触面积 B.电极2是阴极，发生还原反应： O2+4e-===2O2- C.工作时O2-从多孔电极1迁移到多孔电极2 D.理论上电源提供2 mol e-能分解1 mol H2O 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 电极1的多孔结构能增大电极的表面积，增大与水蒸气的接触面积, A项正确；多孔电极2上O2-发生失电子的氧化反应转化成O2(g)，多孔电极2为阳极，发生氧化反应2O2--4e-===O2↑，B项错误；工作时,阴离子O2-向阳极移动，即O2-从多孔电极1迁移到多孔电极2，C项正确；多孔电极1上H2O(g)发生得电子的还原反应转化成H2(g)，多孔电极1为阴极，电极反应为2H2O+4e-===2H2+2O2-，多孔电极2为 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 阳极，电极反应为2O2--4e-===O2，电解总反应为2H2O(g) 2H2 +O2，分解2 mol H2O转移4 mol电子，则理论上电源提供2 mol电子能分解1 mol H2O，D项正确。 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 3.(2024·山东卷)以不同材料修饰的Pt为电极，一定浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制H2和O2，装置如图所示。下列说法错误的是(　　) 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 A.电极a连接电源负极 B.加入Y的目的是补充NaBr C.电解总反应式为Br-+3H2O +3H2↑ D.催化阶段反应产物的物质的量之比为n(Z)∶n(Br-)=3∶2 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 电极b上Br-发生失电子的氧化反应转化成，电极b为阳极，电极反应为Br--6e-+3H2O===+6H+；则电极a为阴极，电极a的电极反应为6H++6e-===3H2↑；电解总反应式为Br-+3H2O + 3H2↑；催化循环阶段被还原成Br-循环使用，同时生成O2，实现高效制H2和O2，即Z为O2。电极a为阴极，连接电源负极，A项正确；电解过程中消耗H2O和Br-，而催化阶段被还原成Br-循 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 环使用，故加入Y的目的是补充H2O，维持NaBr溶液为一定浓度, B项错误；电解总反应式为Br-+3H2O +3H2↑，C项正确；催化阶段，Br元素的化合价由+5价降至-1价，生成1 mol Br-得到6 mol电子，O元素的化合价由-2价升至0价，生成1 mol O2失去4 mol电子，根据得失电子守恒，反应产物的物质的量之比为n(O2)∶ n(Br-)=6∶4=3∶2，D项正确。 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1.图解电解池的工作原理 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 2.解答电解类问题的一般步骤 分析电解过程的思维程序： (1)首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活性电极。 (2)再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶液中的H+和OH-)。 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (3)然后排出阴、阳两极的放电顺序。 电解池阴、阳两极的放电顺序 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 3.电解计算破题“3方法” 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1.(2023·浙江1月选考)在熔融盐体系中， 通过电解TiO2和SiO2获得电池材料(TiSi)， 电解装置如图，下列说法正确的是(　　) A.石墨电极为阴极，发生氧化反应 B.电极A的电极反应：8H++TiO2+SiO2+8e- ===TiSi+4H2O C.该体系中，石墨优先于Cl-参与反应 D.电解时，阳离子向石墨电极移动 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 由图可知，电解时，石墨电极上C转化为CO，发生氧化反应，为阳极，与电源正极相连，则电极A作阴极，TiO2和SiO2获得电子产生电池材料(TiSi)，电极反应为TiO2+SiO2+8e-===TiSi+4O2-。石墨电极为阳极，A项错误；电极A的电极反应为TiO2+SiO2+8e-=== TiSi+4O2-，B项错误；根据图中信息可知，该体系中，石墨优先于Cl-参与反应，C项正确；电解池中石墨电极为阳极，阳离子向阴极(电极A)移动，D项错误。 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 2.氮气电解催化装置可以实现同时制备 铵盐和硝酸盐，利用双极膜(M、N)将 水解离成H+、OH-，还可以浓缩溶液 (图中进、出气通道及部分反应均省略)。 下列说法正确的是(　　) A.a端的电势比b端高 B.M、N分别为阴、阳离子交换膜 C.相同时间内X、Y电极上消耗的氮气质量比为5∶3 D.阴极室的总反应为N2+6e-+6H2O===2NH3+6OH- 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 由图可知，X极氮气发生还原反应，即X为阴极，a与电源负极相连，所以a端电势比b端低，A项错误；根据题干信息可推知，左侧制备铵盐，所以H+透过M膜进入阴极室，故M为阳离子交换膜，同理可得N为阴离子交换膜，B项错误；X极上氮元素从0价降低至-3价，Y极上氮元素从0价升高至+5价，由得失电子守恒可得，X、Y电极上消耗的氮气质量比为5∶3，C项正确；阴极室发生的总反应中应有生成，D项错误。 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 本部分内容讲解结束 把握高考微点，实现素能提升，完成专题微练11 3.(2024·T8联考)先在涂有活性银纳米颗粒和特殊配体的阴极断裂成自由基和，再与CO2反应可转化为相应的羧酸，这就是自由基电解法，其装置如图所示。下列说法错误的是(　　) A.左侧电极的电极反应式有+CO2+e-+H+ B.相同条件下，阴、阳两极消耗的或生成的气体体积之比为2∶1 C.活性银纳米颗粒和特殊配体阻止了H+得电子生成H2 D.该装置在使用过程中，稀硫酸的浓度变大 阴极电极反应式为+2CO2+2H++2e-+，其中+CO2+H++e-，+CO2+e-+H+，而阳极电极反应式为2H2O-4e-4H++O2↑，A项正确；阴极电极反应式为+2CO2+2H++2e-+，阳极电极反应式为2H2O-4e-4H++O2↑，相同条件下，两极转移一样多的电子，如转移4 mol电子时，阴 极消耗4 mol二氧化碳、阳极生成1 mol氧气，所以阴、阳两极消耗的或生成的气体体积之比为4∶1，B项错误；活性银纳米颗粒和特殊配体阻止了H+得电子生成H2，故自由基和二氧化碳得电子生成羧酸，C项正确；阴极反应消耗H+与阳极电极反应生成H+的个数相等，溶液中H+总数不变，反应消耗了水，使溶液体积减小，则硫酸浓度变大，D项正确。 $$