2020届高考化学一轮复习电化学学案

专题18 电化学

电化学原理的分析和应用是高考的热点。和2016年大纲相比，主要变化有：“理解原电池和电解池的构成”，要求由“了解”提高为“理解”；“理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施”降低为“了解”。因此预测关于新型电源的工作原理分析、电极反应式的书写仍会在高考中出现，必须高度关注。同样电解原理及其应用也是高考的高频考点，因其与氧化还原反应、离子反应，电解质溶液、元素化合物性质等知识联系密切而成为高考的重点和热点。由于电解原理在工业上的应用更加广泛，预测2018年高考，仍会联系化学工艺过程对电解原理的应用进行考查，以原电池和电解池的工作原理为基点，考察新情境下化学电源的工作原理和电解原理的应用，应给予高度关注。

一、 电解原理 1．电解

使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。 2．电解池(也叫电解槽) (1)概念：

电解池是把电能转变为化学能的装置。 (2)构成条件：

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。

(3)电极名称及电极反应式(如图)：

总反应方程式：Cu 2＋＋2Cl －=====电解

Cu ＋Cl 2↑

(4)电子和离子移动方向：

①电子：从电源负极流向电解池的阴极；从电解池的阳极流向电源的正极。 ②离子：阳离子移向电解池的阴极；阴离子移向电解池的阳极。

命题点1 电解方程式的书写

1．方法步骤

(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(勿忘水溶液中的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 ＋

>Fe 3＋

>Cu 2＋

>H ＋

(酸)>Fe 2＋

>Zn 2＋

>H ＋

(水)>Al 3＋

>Mg 2＋

>Na ＋

>Ca 2＋

>K ＋

(水溶液中Al 3＋

、Mg 2＋

、Na ＋

、Ca 2＋

、K ＋

不放电)。

阳极：活泼电极>S 2－

>I －

>Br －

>Cl －

>OH －

>含氧酸根离子(水溶液中含氧酸根离子不放电)。 (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。 2．注意问题

(1)书写电解池中电极反应式时，要以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成分子式。

(2)要确保两极电子转移数目相同，且注明条件“电解”。 (3)注意题目信息中提示的离子的放电，如电解法制取KMnO 4等。 例1．按要求书写有关的电极反应式及总方程式。 (1)用惰性电极电解AgNO 3溶液：

阳极反应式：___________________________________________________________； 阴极反应式：___________________________________________________________； 总反应离子方程式：_____________________________________________________。 (2)用惰性电极电解MgCl 2溶液

阳极反应式：___________________________________________________________； 阴极反应式：___________________________________________________________； 总反应离子方程式：_____________________________________________________。 (3)用铁作电极电解NaCl 溶液

阳极反应式：___________________________________________________________； 阴极反应式：___________________________________________________________； 总化学方程式：_________________________________________________________。 (4)用铜作电极电解盐酸溶液

阳极反应式：__________________________________________________________； 阴极反应式：___________________________________________________________； 总反应离子方程式：_____________________________________________________。

【答案】(1)4OH －－4e －===O 2↑＋2H 2O 4Ag ＋＋4e －===4Ag 4Ag ＋＋2H 2O=====电解 4Ag ＋O 2↑＋4H ＋

(2)2Cl －

－2e －

===Cl 2↑ 2H ＋

＋2e －

===H 2↑ Mg 2＋＋2Cl －

＋2H 2O=====电解 Mg(OH)2↓＋Cl 2↑＋H 2↑ (3)Fe －2e －

===Fe 2＋

2H ＋

＋2e －

===H 2↑

Fe ＋2H 2O=====电解

Fe(OH)2↓＋H 2↑

(4)Cu －2e －

===Cu 2＋

2H ＋

＋2e －

===H 2↑

Cu ＋2H ＋=====电解

Cu 2＋＋H 2↑ 例2．Ⅰ.以铝材为阳极，在H 2SO 4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为_____________。

Ⅱ.用Al 单质作阳极，石墨作阴极，NaHCO 3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：__________________________________________。

【答案】Ⅰ.2Al－6e －

＋3H 2O===Al 2O 3＋6H ＋

Ⅱ.Al＋3HCO －

3－3e －

===Al(OH)3＋3CO 2↑

命题点2 电解质溶液的类型及规律

例3．如图是电解饱和NaCl 溶液的实验装置，其中c 、d 为石墨电极。则下列有关判断中正确的是( )

A ．a 为正极、b 为负极

B ．c 为阴极、d 为阳极

C ．电解过程中，d 电极质量增加

D ．电解过程中，氯离子浓度不变 【答案】A

【解析】由电子流向可知，a 为正极，b 为负极，c 为阳极，d 为阴极，c 极：2Cl －

－2e －

===Cl 2↑；d 极：2H ＋

＋2e －

===H 2↑，因此，B 、C 、D 项均错。

例4.以石墨为电极，电解KI 溶液(其中含有少量酚酞和淀粉)。下列说法错误的是( ) A ．阴极附近溶液呈红色 B ．阴极逸出气体 C ．阳极附近溶液呈蓝色 D ．溶液的pH 变小

【答案】D

【解析】以石墨为电极，电解KI 溶液的方程式是2KI ＋2H 2O 通电,I 2＋H 2↑＋2KOH 。由于其中含有少量酚酞和淀粉，所以在阳极附近碘单质遇淀粉，溶液变为蓝色；在阴极由于产生氢气，溶液显碱性，遇酚