高三化学一轮复习精品课件电解池及其工作原理
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陪你一起走过青春岁月
2．电解池中电极反应式的书写 (1)根据装置书写 ①根据电源确定阴、阳两极→确定阳极是否是活泼金属电 极还是惰性电极→据电极类型及电解质溶液中阴、阳离子 的放电顺序写出电极反应式。 ②在确保阴、阳两极转移电子数目相同的条件下，将两 极电极反应式合并即得总反应式。
【实例】以石墨为电极电解CuSO4溶液，写出电极反应式 2及总反应式。电解质溶液中存在4种离子Cu2+、H+、OH－、SO4 放电顺序 阳 放电离子 阴 极 极 2 Cu2+ +4e－ = 2Cu 阴极： 4 OH－－4e－=2H2O+O2↑ CuSO 溶液 阳极：
4
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2 CuSO4+2H2O 通电 2H2SO4 +O2 ↑ +2Cu
通电
4HNO3 +O2 ↑ +4Ag ，请写出
4 AgNO3+2H2O 4HNO3 +O2 ↑ + 4Ag 氧化剂 还原剂 氧化产物 还原产物 阴极：4Ag+ +4e－ = 4Ag 阳极：4OH－－4e－ = 2H2O＋O2 ↑
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【 典例 1】CuI 是一种不溶于水的白 色固体，它可以由反应：2Cu2＋＋4I－ ===2CuI↓ ＋ I2 而得到。如图所示装置 中， a、 b 都是惰性电极，通电一段时 间后，在 KI- 淀粉溶液中阳极周围变 蓝色，则下列说法正确的是( C )。 A．若a极变红，则在Pt电极上：2I－－2e－===I2，淀粉 遇碘变蓝 依据现象、题干关键词定电极、写反应。 B．若b极变红，则在Pt电极上：4OH－－4e－===2H2O ＋O2↑，O2将I－氧化为I2，淀粉遇碘变蓝 C．若a极变红，则在Cu电极上：开始Cu－2e－===Cu2＋ ，2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2 D．若b极变红，则在Cu极上：Cu－2e－===Cu2＋，Cu2＋ 显蓝色
解析 A项，Cu2＋流向电解池的阴极，可判断a极为电源的负 极，正确； B项，CuCl2的电离与通电无关，错误； C项，阳 极上发生的反应为 2Cl－ －2e－ ===Cl2↑，错误； D项，通电后 Cl2应在阳极生成，错误。
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【变式2】下列各组中，每种电解质溶液电解时只 生成氢气和氧气的是 ( C )。 A．HCl、CuCl2、Ba(OH)2 B．NaOH、CuSO4、H2SO4 C．NaOH、H2SO4、Ba(OH)2 D．NaBr、H2SO4、Ba(OH)2
电解池及其工作原理
痛苦也罢 幸福也罢 快乐也罢 我愿陪你一起走过 风雨人生 绚丽绽放
五莲一中
刘兆月
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一、电解原理
如何判断阴极和阳极？
+ 电极名称： 阳极 ________ 反应类型： 氧化反应 ________ 电极反应式： 2Cl－ － 2e－== Cl2↑ ___________ 如何复 原？
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Hale Waihona Puke Baidu你一起走过青春岁月
【真题4】电解装置如图所示，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中 间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现左侧溶液 变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。 已知：3I2＋6OH－=== IO-3 ＋5I－＋3H2O 下列说法不正确的是( D )。 A．右侧发生的电极反应式：2H2O＋2e－
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(2)由氧化还原反应方程式书写电极反应式 ①找出发生氧化反应和还原反应的物质→两极名称和反应 物→利用得失电子守恒分别写出两极反应式。 ②若写出一极反应式，而另一极反应式不好写，可用总反 应式减去已写出的电极反应式即得另一电极反应式。 【实例】以石墨为电极电解AgNO3溶液的总反应方程式 4 AgNO3+2H2O 通电 电极 反应式。 为
解析显/隐
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跟踪练习1.高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途。 我国学者提出铁做电极电解浓NaOH溶液制得高铁酸 电源 盐Na2FeO4，装置如右图所示。 Ni Fe ①Fe电极作 阳 极 ②Ni电极的电极反应式为： ++2e- = H 2H 2 ---------------------------------②Fe电极的电极反应式为： - - 6e- =FeO 2- + 4H O NaOH NaOH Fe+8OH 4 2 ------------------------------------------------隔膜
能量转化方式?
构成条件? 电极名称： 阴极 ________ 反应类型： 还原反应 ________ 电极反应式： 2+＋ 2e－==Cu Cu___________ 电子流向、 离子流向？
通电 “出什么，加什么” ；加入“ CuCl Cu＋CuCl Cl2↑ 总反应方程式： _________________ 2” 2=====
－ －
·
负
极， 已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不
参 与 电 极 反 应 ， 阴 极 电 极 反 应 式 为
4Al2Cl7 +3e =Al+7AlCl4 ____________________________ 。若改用 AlCl3 水溶液作电解
－ － －
液，则阴极产物为
H2
。
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一写
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【变式1】用石墨电极电解CuCl2溶液(见 右图)。下列分析正确的是 ( A )。 A．a端是直流电源的负极 B．通电使CuCl2发生电离 C．阳极上发生的反应：Cu2＋＋2e－ =Cu
D．通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色 气体
解析显/隐
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二、电极产物的判断与有关反应式的书写 1．电解时电极产物的判断——“阳失阴得” 阳极 活性金属电极：电极材料失电子，生成相 应的金属阳离子 惰性电极：溶液中的阴离子失电子，生成相 应的单质或高价化合物（阴离子放电顺序： S2－＞I－ ＞Br－ ＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子 ＞F－） 阴极 溶液中的阳离子得电子，生成相应的单质或 低价化合物[阳离子放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞ Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞ Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋]
2K2MnO4+2H2O = 2KMnO4+2KOH+H2↑
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电极反应式的书写——“二判二析一写”
①判断阴阳极 二判
思 维 建 模 ②判断是电极材料放电还是溶液中的离子 放电 ①分析溶液中离子的种类 二析
②根据离子放电顺序，分析电极反应 根据电极产物，写出电极反应式
通电
Cl2↑＋H2↑
B．断开K2，闭合K1时，石墨电极附近溶液变红 C．断开K1，闭合K2时，铜电极上的电极反应式为：
Cl2＋2e－===2Cl－
D．断开K1，闭合K2时，石墨电极作正极
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转 解析
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【真题 2】 （2014 山东卷，30 节选）离子液体是一种室温熔 融盐，为非水体系，由有机阳离子、Al2Cl7 和 AlCl4 组成的离 子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的
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【针对练习】 利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液 LiOH 分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为__________ 2Cl--2e-=CI2 ， 溶液（填化学式），阳极电极反应式为__________ B 电极迁移（填“A”或“B”）。 电解过程中Li+向_____
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跟踪练习2 工业上采用Fe、C为电极电解K2MnO4溶液制KMnO4
（1）电解时,应以 附近溶液pH将会 （2）阳极反应式为 （3）总电解反应式为
作阴极，电解过程中阴极 , ,阴极反应式为 ， .
2 H++2e- =H2
答案: Fe 增大 MnO42-_e- =MnO4通电
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===H2↑＋2OH－ B．电解结束时，右侧溶液中含 IO-3 C．电解槽内发生反应的总化学方程式： KI＋3H2O
高温
KIO3＋3H2↑
思路点拨
转 解析
D．如果用阳离子交换膜代替阴离子交换
膜，电解槽内发生的总化学反应不变
1.根据题干中划线部分确定阴极、阳极，写出电极反应式； 2.结合题中所给的信息及阴离子交换膜的作用写出总反应式。
解析 电解质溶液电解时只生成氧气和氢气，相当于是电
解水，根据电解时离子的放电顺序，当电解强酸、强碱、 活泼金属含氧酸盐的溶液时均相当于电解水。
解析显/隐
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【真题1】(2012·安徽理综卷，11) 某兴趣小组设计如图所示的微型实 验装置。实验时，先断开K2，闭合 K1，两极均有气泡产生；一段时间 后，断开K1，闭合K2，发现电流表 A指针偏转。下列有关描述正确的 是 ( D )。 A．断开K2，闭合K1时，总反应的离子方程式为： 2H＋＋2Cl－
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【真题 3】(2014· 广东 理综， 11) 某同学组装 了如图所示的电化学 装置，电极Ⅰ为 Al， 其他电极均为 Cu，则 ( A )。 A. 电流方向：电极Ⅳ→Ⓐ→电极Ⅰ B. 电极Ⅰ发生还原反应 C. 电极Ⅱ逐渐溶解 ＋ － D. 电极Ⅲ的电极反应：Cu2 ＋2e ===Cu
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2．电解池中电极反应式的书写 (1)根据装置书写 ①根据电源确定阴、阳两极→确定阳极是否是活泼金属电 极还是惰性电极→据电极类型及电解质溶液中阴、阳离子 的放电顺序写出电极反应式。 ②在确保阴、阳两极转移电子数目相同的条件下，将两 极电极反应式合并即得总反应式。
【实例】以石墨为电极电解CuSO4溶液，写出电极反应式 2及总反应式。电解质溶液中存在4种离子Cu2+、H+、OH－、SO4 放电顺序 阳 放电离子 阴 极 极 2 Cu2+ +4e－ = 2Cu 阴极： 4 OH－－4e－=2H2O+O2↑ CuSO 溶液 阳极：
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2 CuSO4+2H2O 通电 2H2SO4 +O2 ↑ +2Cu
通电
4HNO3 +O2 ↑ +4Ag ，请写出
4 AgNO3+2H2O 4HNO3 +O2 ↑ + 4Ag 氧化剂 还原剂 氧化产物 还原产物 阴极：4Ag+ +4e－ = 4Ag 阳极：4OH－－4e－ = 2H2O＋O2 ↑
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【 典例 1】CuI 是一种不溶于水的白 色固体，它可以由反应：2Cu2＋＋4I－ ===2CuI↓ ＋ I2 而得到。如图所示装置 中， a、 b 都是惰性电极，通电一段时 间后，在 KI- 淀粉溶液中阳极周围变 蓝色，则下列说法正确的是( C )。 A．若a极变红，则在Pt电极上：2I－－2e－===I2，淀粉 遇碘变蓝 依据现象、题干关键词定电极、写反应。 B．若b极变红，则在Pt电极上：4OH－－4e－===2H2O ＋O2↑，O2将I－氧化为I2，淀粉遇碘变蓝 C．若a极变红，则在Cu电极上：开始Cu－2e－===Cu2＋ ，2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2 D．若b极变红，则在Cu极上：Cu－2e－===Cu2＋，Cu2＋ 显蓝色
解析 A项，Cu2＋流向电解池的阴极，可判断a极为电源的负 极，正确； B项，CuCl2的电离与通电无关，错误； C项，阳 极上发生的反应为 2Cl－ －2e－ ===Cl2↑，错误； D项，通电后 Cl2应在阳极生成，错误。
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【变式2】下列各组中，每种电解质溶液电解时只 生成氢气和氧气的是 ( C )。 A．HCl、CuCl2、Ba(OH)2 B．NaOH、CuSO4、H2SO4 C．NaOH、H2SO4、Ba(OH)2 D．NaBr、H2SO4、Ba(OH)2
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痛苦也罢 幸福也罢 快乐也罢 我愿陪你一起走过 风雨人生 绚丽绽放
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一、电解原理
如何判断阴极和阳极？
+ 电极名称： 阳极 ________ 反应类型： 氧化反应 ________ 电极反应式： 2Cl－ － 2e－== Cl2↑ ___________ 如何复 原？
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【真题4】电解装置如图所示，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中 间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现左侧溶液 变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。 已知：3I2＋6OH－=== IO-3 ＋5I－＋3H2O 下列说法不正确的是( D )。 A．右侧发生的电极反应式：2H2O＋2e－
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(2)由氧化还原反应方程式书写电极反应式 ①找出发生氧化反应和还原反应的物质→两极名称和反应 物→利用得失电子守恒分别写出两极反应式。 ②若写出一极反应式，而另一极反应式不好写，可用总反 应式减去已写出的电极反应式即得另一电极反应式。 【实例】以石墨为电极电解AgNO3溶液的总反应方程式 4 AgNO3+2H2O 通电 电极 反应式。 为
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跟踪练习1.高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途。 我国学者提出铁做电极电解浓NaOH溶液制得高铁酸 电源 盐Na2FeO4，装置如右图所示。 Ni Fe ①Fe电极作 阳 极 ②Ni电极的电极反应式为： ++2e- = H 2H 2 ---------------------------------②Fe电极的电极反应式为： - - 6e- =FeO 2- + 4H O NaOH NaOH Fe+8OH 4 2 ------------------------------------------------隔膜
能量转化方式?
构成条件? 电极名称： 阴极 ________ 反应类型： 还原反应 ________ 电极反应式： 2+＋ 2e－==Cu Cu___________ 电子流向、 离子流向？
通电 “出什么，加什么” ；加入“ CuCl Cu＋CuCl Cl2↑ 总反应方程式： _________________ 2” 2=====
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·
负
极， 已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不
参 与 电 极 反 应 ， 阴 极 电 极 反 应 式 为
4Al2Cl7 +3e =Al+7AlCl4 ____________________________ 。若改用 AlCl3 水溶液作电解
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液，则阴极产物为
H2
。
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【变式1】用石墨电极电解CuCl2溶液(见 右图)。下列分析正确的是 ( A )。 A．a端是直流电源的负极 B．通电使CuCl2发生电离 C．阳极上发生的反应：Cu2＋＋2e－ =Cu
D．通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色 气体
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二、电极产物的判断与有关反应式的书写 1．电解时电极产物的判断——“阳失阴得” 阳极 活性金属电极：电极材料失电子，生成相 应的金属阳离子 惰性电极：溶液中的阴离子失电子，生成相 应的单质或高价化合物（阴离子放电顺序： S2－＞I－ ＞Br－ ＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子 ＞F－） 阴极 溶液中的阳离子得电子，生成相应的单质或 低价化合物[阳离子放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞ Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞ Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋]
2K2MnO4+2H2O = 2KMnO4+2KOH+H2↑
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电极反应式的书写——“二判二析一写”
①判断阴阳极 二判
思 维 建 模 ②判断是电极材料放电还是溶液中的离子 放电 ①分析溶液中离子的种类 二析
②根据离子放电顺序，分析电极反应 根据电极产物，写出电极反应式
通电
Cl2↑＋H2↑
B．断开K2，闭合K1时，石墨电极附近溶液变红 C．断开K1，闭合K2时，铜电极上的电极反应式为：
Cl2＋2e－===2Cl－
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【真题 2】 （2014 山东卷，30 节选）离子液体是一种室温熔 融盐，为非水体系，由有机阳离子、Al2Cl7 和 AlCl4 组成的离 子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的
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【针对练习】 利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液 LiOH 分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为__________ 2Cl--2e-=CI2 ， 溶液（填化学式），阳极电极反应式为__________ B 电极迁移（填“A”或“B”）。 电解过程中Li+向_____
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（1）电解时,应以 附近溶液pH将会 （2）阳极反应式为 （3）总电解反应式为
作阴极，电解过程中阴极 , ,阴极反应式为 ， .
2 H++2e- =H2
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高温
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D．如果用阳离子交换膜代替阴离子交换
膜，电解槽内发生的总化学反应不变
1.根据题干中划线部分确定阴极、阳极，写出电极反应式； 2.结合题中所给的信息及阴离子交换膜的作用写出总反应式。
解析 电解质溶液电解时只生成氧气和氢气，相当于是电
解水，根据电解时离子的放电顺序，当电解强酸、强碱、 活泼金属含氧酸盐的溶液时均相当于电解水。
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【真题 3】(2014· 广东 理综， 11) 某同学组装 了如图所示的电化学 装置，电极Ⅰ为 Al， 其他电极均为 Cu，则 ( A )。 A. 电流方向：电极Ⅳ→Ⓐ→电极Ⅰ B. 电极Ⅰ发生还原反应 C. 电极Ⅱ逐渐溶解 ＋ － D. 电极Ⅲ的电极反应：Cu2 ＋2e ===Cu