高考命题点9 关于电解池原理及其计算(课件PPT)-【金榜题名】2026-2027学年高二化学选择性必修1高中同步学案（人教版）

该高中化学课件聚焦电解池原理及计算，通过电镀、工业废水处理等实际案例导入，衔接原电池知识，构建“原理分析-离子交换膜应用-多池计算”的学习支架，帮助学生逐步掌握电解核心内容。 其亮点在于以科学探究与实践为核心，融合化学观念与科学思维，如通过双极膜电渗析装置分析离子迁移，结合得失电子守恒法解决定量计算。采用“例题解析+规律总结”模式，学生能提升问题解决能力，教师可获得系统教学资源，优化教学效果。

第四章　化学反应与电能 高考命题点(九)　关于电解池原理及其计算 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 目录 contents Part 01 方法指导 新知探究 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 方法指导 新知探究 返回导航 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 谢谢观看 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 题型一　电解原理在物质制备中的应用 电解原理常用于物质的制备，具有反应条件温和、反应试剂纯净和生产效率高等优点，电解原理能使许多不能自发的反应得以实现。工业上常用多室电解池制备物质，多室电解池是利用离子交换膜的选择透过性，即允许带某种电荷的离子通过而限制带相反电荷的离子通过，将电解池分为两室、三室、多室等，以达到浓缩、净化、提纯及电化学合成的目的。 1．在日常生活中，很多物品都离不开电镀，现将一块铜牌镀上一层银，工作示意图如下，下列说法正确的是(　　) A．银片与电源的正极相连 B．电镀一段时间后，AgNO3溶液的浓度会变小 C．阴极发生的电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋ D．反应一段时间后，将电源反接，铜牌可以恢复到原来的状态 【解析】　本图为在铜牌表面镀银，银作阳极，与电源正极相连，铜作阴极，与电源负极相连，电镀过程中电镀液浓度不变。A．银片与电源的正极相连，A正确；B．电镀过程中AgNO3溶液的浓度不变，B错误；C．铜作阴极，阴极发生的电极反应式为Ag＋＋e－===Ag，C错误；D．Cu活泼性比Ag强，将电源反接，铜牌作阳极，发生的电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，即Cu会溶于溶液中，铜牌不能恢复到原来的状态，D错误；故选A。 【答案】　A 2．在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2O­CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．X是电源的正极 B．阴极的电极反应式是 H2O＋2e－===H2＋O2－、CO2＋2e－===CO＋O2－ C．总反应可表示为H2O＋CO2eq \o(=====,\s\up17(电解))H2＋CO＋O2 D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶1 【答案】　AD 3．工业上处理含Cr2Oeq \o\al(2－,7)的酸性工业废水用Fe为电极进行电解；经过一段时间有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀产生；过滤回收沉淀，废水达到排放标准。下列说法错误的是(　　) A．电解时阴极的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑ B．Cr2Oeq \o\al(2－,7)转变成Cr3＋的离子反应方程式为 6Fe2＋＋Cr2Oeq \o\al(2－,7)＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O C．两极都能用Cu电极来代替Fe电极 D．实验时若加入适量的Na2SO4电解效果更好 【解析】　A．阳极为Fe，为活泼电极，本身失去电子生成Fe2＋：Fe－2e－===Fe2＋，阴极上溶液中的H＋得电子生成H2：2H＋＋2e－===H2↑，A正确；B．阳极上生成的Fe2＋具有还原性，与Cr2Oeq \o\al(2－,7)在酸性中发生氧化还原反应生成Fe3＋和Cr3＋，离子方程式为：6Fe2＋＋Cr2Oeq \o\al(2－,7)＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O，B正确；C．将Fe换为Cu，阳极上Cu失去电子生成Cu2＋，而Cu2＋无还原性，不能与Cr2Oeq \o\al(2－,7)发生氧化还原反应使之生成低价的Cr3＋，从而达不到处理废水的目的，C不正确；D．离子浓度越大，溶液的导电性越强，若污水中离子浓度较小，导电能力较差，可加入适量的Na2SO4来增强溶液导电性，故D正确。故选C。 【答案】　C 4．双极膜在电渗析中应用广泛，它是由阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成。双极膜内层为水层，工作时水层中的H2O解离成H＋和 OH－，并分别通过离子交换膜向两侧发生迁移。下图为NaBr溶液的电渗析装置示意图。 下列说法正确的是(　　) A．出口2的产物为HBr溶液 B．出口5的产物为硫酸溶液 C．Br－可从盐室最终进入阳极液中 D．阴极电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑ 【答案】　D 5．电解法处理氮氧化物生产HNO3或硝酸盐有较高的环境效益和经济效益(图中电极均为石墨)。 电解NO制备NH4NO3原理如图1所示： (1)阳极为________(填“X”或“Y”)，Y的电极反应式为_______________________________________________________。 (2)为使电解产物完全转化为NH4NO3，需要补充的物质A的化学式为________________________。 (3)用图2装置进行模拟电解NO2气体实验，可制备硝酸。电解时NO2发生反应的电极反应式为________________________________。 (4)若有标准状况下2.24 L NO2被吸收，通过阳离子交换膜(只允许阳离子通过)的H＋为________ mol。 【答案】　(1)Y　NO－3e－＋2H2O===NOeq \o\al(－,3)＋4H＋　 (2)NH3　 (3)NO2－e－＋H2O===NOeq \o\al(－,3)＋2H＋　 (4)0.1 题型二　电化学中多池装置及定量计算 一、多池装置 1．判断电池类型 (1)有外接电源时，各电池均为电解池。 (2)无外接电源，如燃料电池、铅酸蓄电池在电池中作电源，其他均为电解池。 (3)无外接电源，有活泼性不同电极的为原电池，活泼性相同或均为惰性电极的为电解池。 (4)根据电极反应现象判断。 2．常用解题步骤 二、电化学中的定量计算 1．计算的方法 (1)得失电子守恒法计算：用于串联电路各极的电量相同等类型的计算。 (2)总反应式计算：根据总反应式列比例式计算。 (3)关系式计算：根据得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。 2．常用解题步骤 (1)正确书写电极反应式，注意阳极是否发生反应，当溶液中有多种离子放电时，注意离子放电的顺序性和阶段性。 (2)根据得失电子守恒和各电极反应式，逐步计算各电极不同阶段的生成物的物质的量。由此得出各电极质量的变化或各电极产生气体体积的定量关系。 1．用石墨电极电解100 mL H2SO4和CuSO4的混合溶液，通电一段时间后，两极均收集到2.24 L气体(标准状况)，原混合溶液中Cu2＋的物质的量浓度为(　　) A．1 mol·L－1　　　　 B．2 mol·L－1 C．3 mol·L－1 D．4 mol·L－1 【答案】　A 2．将两个惰性电极插入500 mL AgNO3溶液中，通电电解，当电解质溶液的pH从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有H2逸出，且电解质溶液在电解前后体积变化可以忽略)，则电极上析出银的质量是(　　) A．27 mg B．54 mg C．108 mg D．216 mg 【答案】　B 3．工业上电解MnSO4溶液制备Mn和MnO2的工作原理如图所示，下列说法错误的是(　　) A．电流由钛电极经MnSO4溶液流向不锈钢电极 B．阳极反应式为Mn2＋－2e－＋2H2O===MnO2＋4H＋ C．离子交换膜为阳离子交换膜 D．当电路中有2 mol e－转移时，生成55 g Mn 【解析】　由图可知，该装置为电解池，与直流电源负极相连的不锈钢电极为阴极，锰离子在阴极得到电子发生还原反应生成锰，电极反应式为Mn2＋＋2e－===Mn，钛电极为阳极，锰离子在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化锰，电极反应式为Mn2＋－2e－＋2H2O===MnO2＋4H＋，溶液中硫酸根离子由阴极区经阴离子交换膜进入阳极区。A．由分析可知，不锈钢电极为阴极，钛电极为阳极，则内电路中电流由钛电极经硫酸锰溶液流向不锈钢电极，故A正确；B．由分析可知，钛电极为阳极，锰离子在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化锰，电极反应式 为Mn2＋－2e－＋2H2O===MnO2＋4H＋，故B正确；C．由分析可知，不锈钢电极为阴极，钛电极为阳极，电解时溶液中硫酸根离子由阴极区经阴离子交换膜进入阳极区，故C错误；D．由分析可知，不锈钢电极为阴极，锰离子在阴极得到电子发生还原反应生成锰，电极反应式为 Mn2＋＋2e－===Mn，则当电路中有2 mol e－转移时，阴极生成锰质量为1 mol×55 g/mol＝55 g，故D正确；故选C。 【答案】　C 4．如图所示，通电5 min后，电极5的质量增加2.16 g，请回答下列问题： (1)a为电源的________(填“正”或“负”)极，C池是________池。A池阳极的电极反应为______________________________________，C池阴极的电极反应为_____________________________________。 (2)如果B槽中共收集到224 mL气体(标准状况)且溶液体积为 200 mL(设电解过程中溶液体积不变)，则通电前溶液中Cu2＋的物质的量浓度为________。 (3)如果A池溶液是200 mL足量的食盐水(设电解过程溶液体积不变)，则通电5 min后，溶液的pH为_____________________________ ___________________。 【解析】　(1)根据已知条件通电5 min后，电极5的质量增加2.16 g，说明电极5作阴极，Ag＋放电，电极反应为Ag＋＋e－===Ag，转移电子的质的量为0.02 mol，同时可知电极6作阳极，与电源的正极相连。则a是负极，b是正极，电极1、3、5作阴极，电极2、4、6作阳极。 (2)B槽中电解总反应为2CuSO4＋2H2Oeq \o(=====,\s\up17(电解))2Cu＋O2↑＋2H2SO4，若转移0.02 mol电子时只收集到O2(只电解溶质)，则根据关系式2CuSO4～O2～4e－可得n(O2)＝0.005 mol，体积为112 mL(标准状况)＜224 mL，说明溶质CuSO4已耗完，然后电解水。设整个过程消耗CuSO4 x mol，H2O y mol，则有2x＋2y＝0.02，eq \f(1,2)x＋eq \f(3,2)y＝0.01，解得x＝y＝0.005，则c(CuSO4)＝0.025 mol·L－1。 (3)由于A池中电解液足量，A池中只发生反应2NaCl＋2H2Oeq \o(=====,\s\up17(电解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，根据关系式NaOH～e－，生成的n(NaOH)＝0.02 mol，则c(NaOH)＝eq \f(0.02 mol,0.2 L)＝0.1 mol·L－1，即溶液的pH＝13。 【答案】　(1)负　电解　2Cl－－2e－===Cl2↑ Ag＋＋e－===Ag　 (2)0.025 mol·L－1　(3)13 $$