6.32 电解池 课件-2027届高三化学一轮复习

该高中化学高考复习课件聚焦“电解池”专题，覆盖电解原理、放电顺序、氯碱工业等核心考点，对接高考评价体系，明确电解原理综合应用、金属腐蚀与防护等高频考查维度，归纳选择、填空及实验探究常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于高考真题训练与科学思维培养，融入2021全国乙卷、2024广东卷等真题解析，通过“判断电极-分析离子-书写反应”思维流程突破考点，如氯碱工业离子交换膜作用分析，助学生掌握答题技巧，教师可据此精准教学，提升复习效率。

第六章 化学反应与能量 第32节 电解池 高三一轮总复习 1 高考题型 电解原理的综合应用 金属的腐蚀与防护 串联类、含离子交换膜装置 两道选择题、填空题书写方程式、实验探究题 关注氯碱工业、电镀和金属的电解精炼，考查电化学的相关知识：判断装置种类、辨别电极名称、分析电极反应的类型、电解质的作用、离子的移动方向以及定量分析转移电子的物质的量。 必须熟悉微粒在各种电极上的放电次序，这样才能准确地判断出相关的电解产物，然后进行有关的计算。 2 1. 电解池的工作原理 CONTENT 工作原理、放电顺序、惰性电极电解溶液 2. 电解原理的应用 氯碱工业、电镀和金属精炼、电冶金 3 4 电流 氧化还原反应 电 化学 电源 电解质 熔融电解质 闭合回路 1. 电解原理 1. 电解和电解池 电极 阳极 与电源_______相连，发生_______反应 阴极 与电源_______相连，发生_______反应 总反应 离子流向 阴离子移向______；阳离子移向______ 电子流向 电源____极流向电解池____极 电解池____极流向电源____极 正极 氧化 负极 还原 阳极 阴极 负 阴 阳 正 Cu2+ + 2e- = Cu 2Cl- - 2e- = Cl2↑ CuCl2 ==== Cu + Cl2↑ 电解 阳极 阴极 阴阳相吸 1. 电解原理 2. 电解池工作原理 5 6 原电池（化学能转化为电能 ） 电解池（电能转化为化学能） 1. 电解原理 “正阳氧，负阴还” 2. 电解池工作原理 借助电解可以使非自发的氧化还原反应进行 阴阳相吸 2.阳极（优先考虑电极材料)：发生氧化反应，溶液中的阴离子失电子。 1.阴极（与电极材料无关)：发生还原反应，溶液中的阳离子得电子。 氧化性 Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+ 阳离子得电子能力 还原性 活性电极>S2->SO32->I->Fe2+>Br->Cl->OH->含氧酸根(SO42-、NO3-、CO32-)>F- 阴离子失电子能力 水溶液（含H+）中不放电，熔融状态才得电子 活性电极:Mg--Ag；惰性电极:Pt、C “阴极银铜氢气，阳极卤素氧气” 1. 电解原理 1. 放电指的是电极上的得、失电子。 2. 活性电极指的是Mg-Ag的金属，惰性电极指的是、C电极，不参与电极反应。 3. 阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子 放电，注意离子导体(电解质)是水溶液还是非水状态。 4. 电解水溶液时，不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到 K、Ca、Na、Mg、Al等金属。 5. 电解质溶液导电实际上是电解过程，是化学反应；金属导电是物理变化。 6. 考虑电解质溶液中未参与放电的离子是否与放电后生成的离子发生反应(离子共存)。 7. 要确保两极电子转移的数目相同，且注明条件“电解”。 1. 电解原理 阴离子 阳离子 Cu2+ Fe3+ Ag+ Mg2+ Zn2+ OH- S2- I- Br- Cl- H+ NO3- SO42- Na+ 电解电解质型 (如CuCl2、HCl等) 放O2生酸型 （如CuSO4、AgNO3等） 放H2生碱型 (如NaCl、MgBr2等) 电解水型 (如H2SO4、NaOH、 Na2SO4等) Fe2+ 1. 电解原理 3. 用惰性电极电解不同类型的溶液 电解 类型 举 例 电极反应 溶液pH 变化 溶液复原方法 物质类别 实例 阳极： 阴极： 阳极： 阴极： 阳极： 阴极： 含氧酸 H2SO4 强碱 NaOH 活泼金属的含氧酸盐 Na2SO4 无氧酸 HCl 减小 增大 不变 加H2O 增大 加HCl 不活泼金属的无氧酸盐 CuCl2 增大 加CuCl2 4OH--4e– = O2↑+2H2O 4H+ + 4e– = 2H2↑ 2Cl– -2e–=Cl2↑ 2H+ +2e– =H2↑ 2Cl– - 2e–= Cl2↑ Cu2++2e– = Cu 电解水型 电解电解质本身型 或 2H2O - 4e–＝ O2 ↑ + 4H+ 或 4H2O＋4e–= 2H2↑＋4OH－ 1. 电解原理 3. 用惰性电极电解不同类型的溶液 电解 类型 举 例 电极反应 溶液pH 变化 溶液复原方法 物质类别 实例 阳极: 阴极: 阳极: 阴极: 活泼金属的无氧酸盐 NaCl 增大 加HCl 不活泼金属的含氧酸盐 CuSO4 减小 加CuO 或CuCO3 放氢生碱型 放氧生酸酸型 2Cl- - 2e- = Cl2↑ 2H2O + 2e- = H2↑ + 2OH- 2H2O - 4e–＝ O2 ↑ + 4H+ 2Cu2++4e- =2Cu 1. 电解原理 3. 用惰性电极电解不同类型的溶液 电解质复原的原则：①“出去”什么，加什么；②“出去”多少，加多少。 需要重点理解记忆的几个电解方程式： 2NaCl + 2H2O === 2NaOH + H2↑ + Cl2↑ 电解 [以惰性电极电解NaCl、CuSO4、AgNO3等溶液] 2CuSO4 + 2H2O ＝ 2Cu + O2↑ + 2H2SO4 电解 4AgNO3 + 2H2O == 4Ag + O2↑ + 4HNO3 电解 4Ag+ + 2H2O == 4Ag + O2 + 4H+ 电解 2Cl- + 2H2O === Cl2 + H2 +2OH- 电解 2Cu2+ + 2H2O == 2Cu + O2↑ + 4H+ 电解 ∽ 2e- ∽ 4e- ∽ 4e- 1. 电解原理 13 1. 用石墨作电极电解溶有物质的量之比为3:1的NaCl和H2SO4的水溶液。根据反应产物，电解可明显分为三个阶段，下列叙述不正确的是( ) D A. 电解的最后阶段为电解水 B. 阳极先逸出氯气后逸出氧气 C. 阴极逸出氢气 D. 电解过程中溶液的pH不断增大，最后pH为7 在阳极，阴离子放电的先后顺序为， 在阴极，放电，所以整个电解过程分三个阶段： 电解HCl溶液、电解NaCl溶液、电解H2O，最后溶液呈碱性，pH>7 课堂练习 14 分析电解过程的思维流程 15 2. 电解原理的应用 1. 氯碱工业 习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业。 (1)反应原理 阳极：___________________(______反应)。 阴极：_______________________(______反应)。 总反应化学方程式：_______________________________________。 总反应离子方程式：_____________________________________。 注意　电解所用的食盐要精制。 2Cl－－2e－= Cl2↑ 氧化 还原 2H2O + 2e- = H2↑ + 2OH- 16 (2)设备装置 装置 离子交换膜电解槽 阳极 钛网(涂有钛、钌等氧化物涂层) 阴极 碳钢网 阳离子交换膜 ①只允许阳离子通过，能阻止阴离子和气体通过 ②将电解槽隔成阳极室和阴极室 2. 电解原理的应用 1. 氯碱工业 加入或流出的物质a、b、c、d分别是_________________、_______________、_______、___________；X、Y分别是____、____。 精制饱和NaCl溶液 H2O(含少量NaOH) 淡盐水 NaOH溶液 Cl2 H2 (3)离子交换膜法的生产过程 17 (4)阳离子交换膜的作用 阻止______进入阳极室与Cl2发生副反应：2NaOH＋Cl2=NaCl＋NaClO＋H2O，阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。 (5)氯碱工业产品 OH－ 2. 电解原理的应用 1. 氯碱工业 18 2. (2021·全国乙卷，12)沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率。为解决这一问题， 通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示)，通入一定的电流。 下列叙述错误的是 A. 阳极发生将海水中的Cl－氧化生成Cl2 的反应 B. 管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClO C. 阴极生成的H2应及时通风稀释安全地排入大气 D. 阳极表面形成的Mg(OH)2等积垢需要定期清理 D 课堂练习 阴极垢：每隔5-10min倒换一次电极电性 19 项目 电镀 电解精炼铜 示意图     阳极   先是粗铜中比铜活动性强的Zn、Fe等失电子，然后是Cu-2e-═Cu2+ 阴极     电解质溶液 c(CuSO4)基本　　  c(CuSO4)　　　  Cu-2e- ══ Cu2+ Cu2++2e- ══ Cu Cu2++2e- ══ Cu 不变 变小 2. 电解原理的应用 2. 电镀与电解精炼铜 8 1. 电解或电镀时，电极质量减小的电极必为金属电极阳极；电极质 量增大的电极必为阴极，即溶液中的金属阳离子得电子变成金属吸附在 阴极上。 2. 电解精炼铜时，粗铜中含有的等活泼金属失去电子变成金 属阳离子进入溶液，金属活动性小于铜的杂质以阳极泥的形式沉积。电 解过程中电解质溶液中的浓度会减小。 3. 电镀时，阳极(镀层金属)失去电子的数目与阴极镀层金属离子得到电子 的数目相等，电镀液的浓度保持不变。 2. 电解原理的应用 20 21 利用电解熔融盐或氧化物的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等   总反应化学方程式 电极反应式 冶炼钠   阳极：___________________ 阴极：___________________ 冶炼镁     阳极：___________________ 阴极：___________________ 冶炼铝   阳极：___________________ 阴极：___________________ 2Cl－－2e－= Cl2↑ 2Na＋＋2e－= 2Na 2Cl－－2e－= Cl2↑ Mg2＋＋2e－= Mg 6O2－－12e－= 3O2↑ 4Al3＋＋12e－= 4Al 3. 电冶金 2. 电解原理的应用 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 电解法 热还原法 热分解法 物理提取法 (1)电解法 如电解熔融的Al2O3、MgCl2、NaCl制备相应的金属 (2)热还原法 常见还原剂：焦炭C、H2、CO、活泼金属Al等 即 利用还原剂将金属从其化合物中还原出来的方法 例如：2HgO == 2Hg＋O2↑，2Ag2O == 4Ag＋O2↑ (3)热分解法 金属冶炼的方法 2. 电解原理的应用 23 3. (2024·广东卷， 一种基于氯碱工艺的新型电解池(下图)，可用于湿法冶铁的研 究。电解过程中，下列说法不正确的是( ) C A. 阳极反应： B. 阴极区溶液中浓度逐渐升高 C. 理论上每消耗，阳极室溶液减 少213g D. 理论上每消耗，阴极室物质最 多增加138g 课堂练习 溶液质量变化：电极、气体、穿膜离子 9 24 4. (2022·广东，10)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 C 课堂练习 25 2. 电解原理的应用 选必一课本 P109 26 5. (2023重庆)电化学合成是一种绿色高效的合成方法。如图是在酸性介质中电解合成半胱氨酸和烟酸的示意图。下列叙述错误的是 A．电极a为阴极 B．H+从电极b移向电极a C．电极b发生的反应为： D．生成3 mol半胱氨酸的同时1 mol生成烟酸 D 27 6. 某工厂采用电解法处理含 Cr2O72-的废水，耐酸电解槽用铁板作阴、阳极，槽内盛放含铬废水，Cr2O72-被还原成为Cr3+，Cr3+在阴极区生成Cr(OH)3沉淀除去，工作原理如图: ①写出电解时阴极的电极反应式： ②写出Cr2O72-被还原为Cr3+的离子方程式： Cr2O72-＋6Fe2+＋14H+ = 2Cr3+＋6Fe3+＋7H2O 2H+ ＋2e- = H2↑ 阳极溶解的后续反应 课堂练习 28 7. Na2FeO4是制造高铁电池的重要原料，同时也是一种新型的高效净水剂。在工　业上通常利用如图装置生产Na2FeO4，b%>a%, 下列有关说法不正确的是(　　) D A. 右侧电极反应式：Fe＋8OH-－6e- = FeO42-＋4H2O B. 左侧为阳离子交换膜，当Cu电极生成1 mol气体时，有2 mol Na＋通过阳离子交换膜 C. 可以将左侧流出的氢氧化钠补充到该装置中部，以保证装置连续工作 D. Na2FeO4具有强氧化性且产物为Fe3＋，因此可以利用Na2FeO4除去水中的细菌、固体颗粒以及Ca2＋等 课堂练习 课后作业 1. 大本《优化设计》第32讲 考点二(P163-164) 29 2. 小本第32讲(P160-164) 只做2, 5, 6, 13, 14 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 2NaCl(熔融) 2Na＋Cl2↑ $