热点突破16 电解质溶液的分段电解及判断【大单元核心精讲精练】2027届高三化学一轮复习讲义●分层对点训练(新高考通用)
2026-09-06
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普通
摘要:
该高中化学讲义聚焦电化学模块难点高频考点——电解质溶液的分段电解及判断,按考向预测、核心梳理、对点训练逻辑架构知识,通过考点分析、方法指导(电极反应式书写、电子守恒计算)、分层训练(分段产物判断等)帮助学生突破阶段划分等难点,体现复习系统性与针对性。
资料以真实工业电解情境和图像信息为载体,通过分段电解阶段拆解训练(如混合溶液三阶段电解分析)培养学生科学思维与探究能力,设置分层对点训练夯实基础,助力学生高效突破离子放电顺序等易错点,为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支撑。
内容正文:
大单元五化学反应原理
第一单元化学反应与能量
热点突破16 电解质溶液的分段电解及判断
复习导航
01
考向预测●明考向
对标核心素养,研判高考命题趋势
02
核心梳理●明考点
搭建知识框架,构建系统思维
03
对点训练●夯基础
夯实基础知识,总结易错难点
【考向预测●明考向】
综合近三年高考考频分析,电解质溶液的分段电解及判断属于电化学模块的难点高频考点,多嵌套在原理综合大题中,偶尔以选择题形式出现,命题常以单一溶质或混合盐溶液电解为载体,依据离子放电顺序分析电解过程不同阶段的电极反应、离子浓度变化、pH变化、电解产物类型,重点考查分段电解的阶段划分、各阶段反应方程式书写、电解前后溶液复原试剂选择,高频易错点集中在混淆离子放电先后顺序、忽略水电离出的氢离子与氢氧根参与放电、误判多阶段电解的pH变化趋势、复原试剂选择错误,预测2027年高考预计延续真实工业电解情境的命题方向,会强化图像信息的运用,结合电解过程pH-时间、产物量-时间图像进行综合设问,还可与多室电解装置、电子守恒计算相融合,弱化机械记忆放电顺序,侧重结合反应事实开展逻辑推导,试题区分度较强,整体难度中等偏难,备考应强化混合体系电解过程的阶段拆解训练,理清每一段发生的反应与溶液体系的变化逻辑。
【核心梳理●明考点】
1.考查形式
无论是电解单一溶液还是混合溶液,一般考查电解质的电极产物及其质量、气体体积、溶液的pH或物质的量浓度、溶液复原的措施等。
2.电解或分段电解计算的方法
(1)正确书写电解过程中各电极或在不同阶段时的电极反应式。
(2)在同一电路中,根据各电极得失电子数相等关系建立等量关系或根据电解总反应式列比例式计算。若分段电解,则每个电极各阶段的电极反应转移电子数总和相等。
【对点训练●夯基础】
(一)分段电解产物的判断
1.根据对电解规律的理解,用惰性电极电解3 mol·L-1 NaCl和1 mol·L-1 CuSO4的混合溶液,可看作三个电解阶段。
(1)第一阶段:相当于电解________________溶液,电解总反应 ________________;
(2)第二阶段:相当于电解________________溶液,电解总反应 ________________;
(3)第三阶段:相当于电解________________,电解总反应 ________________。
【答案】(1)1 mol·L-1 CuCl2 CuCl2Cu+Cl2↑
(2)1 mol·L-1 NaCl 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
(3)水 2H2OO2↑+2H2↑
(二)电解一段时间后电解质溶液的复原问题
2.用石墨电解含有溶质0.1 mol的CuSO4溶液,在阴、阳两极各收集到2.24 L气体(标准状况下)后停止电解,若要恢复原电解质,溶液需要加入的物质和物质的量分别是________、________。
【答案】Cu(OH)2 0.1 mol(或CuO、H2O 0.1 mol、0.1 mol)
3.以惰性电极电解100 mL 0.05 mol·L-1 CuSO4溶液。
(1)阳极产生56 mL(标准状况下)气体时,所得溶液的pH为________(不考虑溶液体积变化),要使溶液恢复到电解前的状态,可加入________ g的________物质。
(2)继续通电电解,此时被电解的物质为________________, 若加入0.005 mol Cu(OH)2可使溶液复原,则电路中转移的电子为________ mol。
(3)通电足够长时间,加入0.002 5 mol Cu2(OH)2CO3可使溶液复原,则电路中转移电子为________________ mol。
【答案】(1)1 0.4 CuO(或0.62 CuCO3)
(2)水(或H2O) 0.02 (3)0.015
【解析】(1)阳极生成O2 56 mL(标准状况)即0.002 5 mol,依据总反应式:2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4,溶液中生成0.01 mol H+,c(H+)=0.1 mol·L-1,pH=1;电解生成0.002 5 mol O2 和0.005 mol Cu,故要使溶液复原可加0.005 mol CuO,质量为0.4 g,或加0.005 mol CuCO3,质量为0.62 g。(2)继续通电电解,电解质为H2SO4溶液,故实际被电解的物质为H2O;加入0.005 mol Cu(OH)2可使溶液复原,相当于加入0.005 mol CuO和0.005 mol H2O,故转移电子为(0.005×2+0.005×2) mol=0.02 mol。(3)Cu2(OH)2CO3相当于2CuO·H2O·CO2,故转移电子为0.005 mol×2+0.002 5 mol×2=0.015 mol。
(三)电子守恒思想的应用
4.把物质的量均为0.1 mol的氯化铜和硫酸溶于水制成100 mL的混合溶液,用石墨作电极电解,并收集两电极所产生的气体,一段时间后在两极收集到的气体在相同条件下体积相同。则下列描述正确的是( )
A.电路中共转移0.6NA个电子
B.阳极得到的气体中O2的物质的量为0.2 mol
C.阴极质量增加3.2 g
D.电解后剩余溶液中硫酸的浓度为1 mol·L-1
【答案】A
【解析】根据放电顺序,阴离子:Cl->OH->S,阳离子:Cu2+>H+,该电解过程分为两个阶段:第一阶段,电解CuCl2溶液:Cu2++2Cl-Cu+Cl2↑;第二阶段,电解H2O:2H2O2H2↑+O2↑。阳极开始产生Cl2,后产生O2,阴极开始生成Cu,后产生H2,根据得失电子守恒:Cl2~2e-~Cu,2H2~4e-~O2,可知n(Cu2+)=n(Cl2)=0.1 mol,2n(O2)=n(H2),又因为两极收集到的气体在相同条件下体积相同,即n(Cl2)+n(O2)=n(H2),所以n(H2)=0.2 mol,n(O2)=0.1 mol,n(Cl2)=0.1 mol,则转移电子数为(0.1×2+0.1×4)NA=0.6NA,A正确、B错误;阴极析出铜0.1 mol,即6.4 g,C错误;电解后溶液的体积未知,不能计算硫酸的浓度,D错误。
5.在1 L K2SO4和CuSO4的混合溶液中c(S)=2.0 mol·L-1,用石墨电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到22.4 L(标准状况)气体,则原溶液中c(K+)为( )
A.2.0 mol·L-1 B.1.5 mol·L-1
C.1.0 mol·L-1 D.0.5 mol·L-1
【答案】A
【解析】阳极发生的反应:2H2O-4e-===4H++O2↑,阴极先后发生的反应为Cu2++2e-===Cu,2H2O+2e-===H2↑+2OH-,两极均收集到22.4 L(标准状况)气体,即均生成1 mol的气体,根据得失电子守恒:2H2~4e-~O2、2Cu~4e-~O2,阳极生成1 mol氧气说明转移4 mol电子,而阴极上生成1 mol H2只得到2 mol电子,所以剩余2 mol电子由铜离子获得,c(Cu2+)=1 mol·L-1,电解前根据电荷守恒:c(K+)+2c(Cu2+)=2c(S),c(K+)=(2.0×2-1×2) mol·L-1=2.0 mol·L-1。
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热点突破16 电解质溶液的分段电解及判断
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考向预测●明考向
对标核心素养,研判高考命题趋势
02
核心梳理●明考点
搭建知识框架,构建系统思维
03
对点训练●夯基础
夯实基础知识,总结易错难点
【考向预测●明考向】
综合近三年高考考频分析,电解质溶液的分段电解及判断属于电化学模块的难点高频考点,多嵌套在原理综合大题中,偶尔以选择题形式出现,命题常以单一溶质或混合盐溶液电解为载体,依据离子放电顺序分析电解过程不同阶段的电极反应、离子浓度变化、pH变化、电解产物类型,重点考查分段电解的阶段划分、各阶段反应方程式书写、电解前后溶液复原试剂选择,高频易错点集中在混淆离子放电先后顺序、忽略水电离出的氢离子与氢氧根参与放电、误判多阶段电解的pH变化趋势、复原试剂选择错误,预测2027年高考预计延续真实工业电解情境的命题方向,会强化图像信息的运用,结合电解过程pH-时间、产物量-时间图像进行综合设问,还可与多室电解装置、电子守恒计算相融合,弱化机械记忆放电顺序,侧重结合反应事实开展逻辑推导,试题区分度较强,整体难度中等偏难,备考应强化混合体系电解过程的阶段拆解训练,理清每一段发生的反应与溶液体系的变化逻辑。
【核心梳理●明考点】
1.考查形式
无论是电解单一溶液还是混合溶液,一般考查电解质的电极产物及其质量、气体体积、溶液的pH或物质的量浓度、溶液复原的措施等。
2.电解或分段电解计算的方法
(1)正确书写电解过程中各电极或在不同阶段时的电极反应式。
(2)在同一电路中,根据各电极得失电子数相等关系建立等量关系或根据电解总反应式列比例式计算。若分段电解,则每个电极各阶段的电极反应转移电子数总和相等。
【对点训练●夯基础】
(一)分段电解产物的判断
1.根据对电解规律的理解,用惰性电极电解3 mol·L-1 NaCl和1 mol·L-1 CuSO4的混合溶液,可看作三个电解阶段。
(1)第一阶段:相当于电解________________溶液,电解总反应 ________________;
(2)第二阶段:相当于电解________________溶液,电解总反应 ________________;
(3)第三阶段:相当于电解________________,电解总反应 ________________。
(二)电解一段时间后电解质溶液的复原问题
2.用石墨电解含有溶质0.1 mol的CuSO4溶液,在阴、阳两极各收集到2.24 L气体(标准状况下)后停止电解,若要恢复原电解质,溶液需要加入的物质和物质的量分别是________、________。
3.以惰性电极电解100 mL 0.05 mol·L-1 CuSO4溶液。
(1)阳极产生56 mL(标准状况下)气体时,所得溶液的pH为________(不考虑溶液体积变化),要使溶液恢复到电解前的状态,可加入________ g的________物质。
(2)继续通电电解,此时被电解的物质为________________, 若加入0.005 mol Cu(OH)2可使溶液复原,则电路中转移的电子为________ mol。
(3)通电足够长时间,加入0.002 5 mol Cu2(OH)2CO3可使溶液复原,则电路中转移电子为________________ mol。
(三)电子守恒思想的应用
4.把物质的量均为0.1 mol的氯化铜和硫酸溶于水制成100 mL的混合溶液,用石墨作电极电解,并收集两电极所产生的气体,一段时间后在两极收集到的气体在相同条件下体积相同。则下列描述正确的是( )
A.电路中共转移0.6NA个电子
B.阳极得到的气体中O2的物质的量为0.2 mol
C.阴极质量增加3.2 g
D.电解后剩余溶液中硫酸的浓度为1 mol·L-1
5.在1 L K2SO4和CuSO4的混合溶液中c(S)=2.0 mol·L-1,用石墨电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到22.4 L(标准状况)气体,则原溶液中c(K+)为( )
A.2.0 mol·L-1 B.1.5 mol·L-1
C.1.0 mol·L-1 D.0.5 mol·L-1
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