2014年高三化学第一轮复习专题6第3讲电解池

题组三 根据电子守恒，突破电解的分阶段计算
阴极：
2H＋+2e－=H2↑
2Cl－＋2H2O通==电生产
Cl2↑＋H2↑
碱
＋2OH－
增大
不活泼金 属的含氧
阳极：
4OH－-4e－=O2↑＋2H2O 水和盐
酸盐 阴极：
2Cu2＋＋2H2O =通==电==2Cu＋
(CuSO4)
2Cu2＋+4e－=2Cu
O2↑＋4H＋
生成 减小 酸
通入 HCl 气体
加
2H2O=通==电==
O2↑＋2H2↑ 增大
加
减小 H2O
强碱 (NaOH)
阳极： 4OH－-4e－=O2↑+2H2O
阴极： 4H＋＋4e－=2H2↑
水
2H2O=通==电==
加
O2↑＋2H2↑ 增大 增大 H2O
活泼金属 的含氧酸
阳极： 4OH－-4e－=O2↑+2H2O
盐(KNO3、 阴极：
Na2SO4)
(4)13
(1)电源中 X 电极为直流电源的________极。 (2)pH 变化：A：________，B：________，C：________(填“增大”、 “减小”或“不变”)。 (3)通电 5 min 时，B 中共收集 224 mL(标准状况下)气体，溶液体积为 200 mL，则通电前 CuSO4 溶液的物质的量浓度为________(设电解前后溶液 体积无变化)。 (4)若 A 中 KCl 足量且溶液的体积也是 200 mL，电解后，溶液的 pH 为 __________(设电解前后溶液体积无变化)。
(3)根据关系式计算
根据得失电子守恒定律关系建立起已知量与未知量之间的
桥梁，构建计算所需的关系式。
如以通过 4 mol e－为桥梁可构建如下关系式： 4e－～2Cl2(Br2、I2)～O2～2H2～2Cu～4Ag～n4M
阳极产物
阴极产物
(式中 M 为金属，n 为其离子的化合价数值)
该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应
子守恒和电荷守恒。
(5)最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。
注意 ①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。 ②最常用、最重要的放电顺序是：阳极：Cl－>OH－；阴极：Ag＋>Cu2＋>H＋。 ③电解水溶液时，K＋～Al3＋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。
总反应离子方程式 _F_e_＋__2_H_2_O_=_通=__=电_=_=_F_e_(_O_H_)_2_↓__＋__H_2_↑___ 。
(4) 用铜作电极电解盐酸溶液 阳极反应式 _C_u_－__2_e_－_=_=_=_C_u_2_＋____ ； 阴极反应式 _2_H__＋_＋__2_e－_=_=_=__H_2_↑___ ；
(2)冶炼铝：2Al2O3(熔融) =通==电==4Al＋3O2↑ 电极反应： 阳极：6O2－－12e－===3O2↑；阴极： 4Al3＋＋12e－===4Al 。
深度思 1考.(1)电解氯化钠溶液时，如何用简便的方法检验产物？
(2)氯碱工业在生产过程中必须把阳极室和阴极室用离子交换膜 隔开，原因是什么？
总反应离子方程式 __M_g_2_＋_＋_2_C_l_－_＋__2H__2O__=通_=_=电_=_=_M_g_(_O_H_)_2↓__＋__Cl2↑＋H2↑
(3) 用铁作电极电解 NaCl 溶液 阳极反应式 ___F_e_－_2_e_－_=_=_=_F__e2_＋___________ ； 阴极反应式 __2_H__＋_＋_2_e_－_=_=_=_H__2↑______________ ；
①有与 电源 相连的两个电极。
②电解质溶液 (或熔融盐 )。
③形成 闭合回路
。
(2)电极名称及 电极反应式
阳极 氧化
2Cl－－2e－===Cl2↑ (3)电子和离子的移动方向
阴极 还原
Cu2++2e－===Cu
特别提醒 电解时，在外电路中有电子通
过，而在溶液中是依靠离子定向移 动形成电流，即电子本身不会通过 电解质溶液。
2.电解精炼铜时，阳极泥是怎样形成的？
I 考点三 应对电化学定量计算的三种方法
1.计算类型 原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液 pH 的计 算、相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算、产物的量与电量关 系的计算等。
2.方法技巧 (1)根据电子守恒计算 用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型 的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。 (2)根据总反应式计算 先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比 例式计算。
H＋(水)>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋。 阳极：活泼电极>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子。
活性电极：顺序即金属活动顺序 K>Ca>Na>Mg>Al>Zn>Fe>Sn>Pb>(H)>Cu>Hg>Ag>Pt>Au
(4)分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原
总反应离子方程式 ___2_A_l_＋__2_H_2_O_＋__2_O_H_－_=_通=__=电_=_=_2_A_l_O_－ 2_＋__3_H_2_↑__ 。
4.(1)以铝材为阳极，在 H2SO4 溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳
极电极反应式为____2_A__l_－__6_e_－_＋__3_H__2_O_=__=_=_A__l2_O__3＋__。6H＋
式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。
提示 在电化学计算中，还常利用 Q＝I·t 和 Q＝n(e－)×NA×1.60×10－19C 来计算电路中通过的电量。
题组一 根据电子守恒，突破电化学的基本计算
1.两个惰性电极插入 500 mL AgNO3 溶液中，通电电解。
当电解液的 pH 从 6.0 变为 3.0 时(设电解过程中阴极没
深度思
1.考用分析电解过程的思维程序分析电解下列物质的过程，并总结电解规律(用惰
性电极电解)
电解质(水 溶液)
电极方程式
被电解 总化学方程式或 电解质 溶液 电解质溶
的物质 离子方程式
浓度
pH 液复原
阳极： 含氧酸 4OH－－4e－=O2↑+2H2O
(H2SO4) 阴4H极＋：＋4e－=2H2↑
水
阴极： Ag＋＋e－===Ag
(4)特点：阳 极溶解，阴 极沉积，电镀液的浓度基本不变。
3.电解精炼铜 (1)电极材料：阳极为 粗铜 ；阴极为 纯铜 。
(2)电解质溶液：含 Cu2＋的盐溶液。
(阳3)极电：极反Z应n－：2e－===Zn2
＋
、
Fe－2e－===Fe2＋、
Ni－2e－===Ni2、＋
有 H2 放出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略不
计)，电极上析出银的质量最大为
A.27 mg
B.54 mg
( B)
C.106 mg
D.216 mg
2.在如图所示的装置中，若通直流电 5 min 时，铜电极质量增加 2.16 g。 试回答下列问题。
(1)负
(2)增大，减小，不变
(3)0.025 mol·L－1
总反应离子方程式 _4_A__g_＋_＋__2_H_2_O__=通_=_=_电=_=_4__A_g_＋__O__2↑___＋__4_H。＋
(2) 用惰性电极电解 MgCl2 溶液 阳极反应式 _2_C__l－_－__2_e_－_=_=_=_C_l_2_↑___ ； 阴极反应式 ___2_H_＋_＋__2_e_－_=_=_=_H__2↑______ ；
4H＋＋4e－=2H2↑
水
2H2O=通==电== 增大 不变 O2↑＋2H2↑
加
H2O
电解质 ( 水溶液 )
电极方程式
被电解 总化学方程式 电解质 溶液 电解质溶 的物质 或离子方程式 浓度 pH 液复原
无氧酸(如 HCl)，除 HF
外
阳极：
2Cl－-2e－=Cl2↑ 阴2H极＋：＋2e－=H2↑
(2)用 Al 单质作阳极，石墨作阴极，NaHCO3 溶液作电解液进行电 解，生成难溶物 R，R 受热分解生成化合物 Q。写出阳极生成 R 的
电极反应式：A_l_＋__3_H__C_O__－3_－__3__e_－_=_=_=_A__l(_O__H_)_3。↓＋3CO2↑
反思归 1.体纳会书写步骤
以石墨作电极电解 CuSO4 溶液的电极反应式及总的电解方程式 的书写为例。 第一步：明确溶液中存在哪些离子。阳离子：Cu2＋、H＋；阴离 子：OH－、SO24－。 第二步：判断阴阳两极附近离子种类及离子放电顺序。阴极： Cu2＋>H＋；阳极：OH－>SO24－。 第三步：写电极反应式和总的电解方程式。阴极：2Cu2＋＋4e－ ===2Cu；阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O。 根据得失电子数相等，两极反应式相加得总方程式：2CuSO4＋
CuO
或 CuCO3
2.电解过程中放 H2 生碱型和放 O2生酸型的实质是什么？在 放 H2 生碱型的电解中，若滴入酚酞试液，哪一极附近溶液 变红？
3.(1)上表中要使电解后的 NaCl 溶液复原，滴加盐酸可以吗？ (2)上表中要使电解后的 CuSO4 溶液复原，加入 Cu(OH)2 固体可 以吗？
2H2O=通==电==2Cu＋O2↑＋2H2SO4。
I 考点二 电解原理的应用
1.电解饱和食盐水
(1)电极反应 阳极反应式：
2Cl－－2e－===Cl2↑ ( 氧化
反应)
阴极反应式： 2H＋＋2e－===H2↑ ( 还原反应)
(2)总反应方程式：2NaCl＋2H2O=通==电==2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
化学 苏教浙江
专题 6 化学反应与能量变化
第 3 讲 电解池的工作原理及应用 金属的腐蚀与防护
I 考点一 电解的原理
1.电解定义
在电流 作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应 和
还原反应 的过程。
2.能量转化形式
电能转化为化学能 。
3.电解池 (1)构成条件
思考：如何区分电解池和原电池？
4.若用惰性电极电解饱和的 Na2SO4 溶液，此时溶液的浓度 和 pH 怎样发生变化？为什么？
3. 按要求书写电极反应式和总方程式 (1) 用惰性电极电解 AgNO3 溶液：
阳极反应式 ___4_O_H__－_－__4_e_－_=_=_=__O_2_↑__＋__2_H__2_O_______ ； 阴极反应式 _____4_A__g_＋_＋__4_e_－_=_=_=__4_A_g________________ ；
总反应离子方程式 _C__u_＋_2_H__＋_=通_=_=电_=_=_C_u_2_＋_＋__H_2_↑______ 。 (5) 用 Al 作电极电解 NaOH 溶液 阴极反应式 __6_H__2O__＋_6_e_－_=_=_=_3_H_2_↑__＋__6_O_H_－____________________ ； 阳极反应式 __2_A_l_－_6_e_－_＋__8_O_H__－_=_=_=_2_A_l_O_－2_＋__4_H_2_O_________ ；
4.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泼电极。 (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－)。 (3)然后排出阴、阳两极的放电顺序 阴极：阳离子放电顺序：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>
Cu－2e－===Cu2＋ ；
阴极： Cu2＋＋2e－===Cu
。
4.电冶金 利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属 Na、Ca、Mg、Al 等。 (1)冶炼钠：2NaCl(熔融) =通==电==2Na＋Cl2↑ 电极反应： 阳极： 2Cl－－2e－===Cl2↑ ；阴极： 2Na＋＋2e－===2Na 。
酸
不活泼金属 阳极：

的无氧酸盐 2Cl－－2e－=Cl2↑
(如 CuCl2)， 阴极：
盐
除氟化物外 Cu2＋＋2e－=Cu
2HCl=通==电== Cl2↑＋H2↑ 减小
增大
CuCl2=通==电== Cu＋Cl2↑
减小
通入 HCl 气体
加
CuCl2
活泼金属
的无氧酸 盐(NaCl)
阳极：2Cl－- 2e－=Cl2↑ 水和盐
离子反应方程式：2Cl－＋2H2O=通==电==2OH－＋H2↑＋Cl2↑ (3)应用：氯碱工业制烧碱 、 氯气 和氢气 。 2.电镀
以金属表面镀银为例：
(1)镀件作阴 极，镀层金属银作阳 极。 (2)电解质溶液是 AgNO3 溶液
(3)电极反应（：含镀层金属阳离子的盐溶液）
阳极： Ag－e－===Ag＋ ；