高三化学第一轮复习

解决方法:使用离子交换膜
问题讨论：
如何使图中的铁棒上析出铜，而铁的质量 不变？
设计成电解池 且铁作阴极
（05天津高考12 ）金属镍有广泛的用途。粗镍中含 有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯 度的镍，下列叙述正确的是 （ D ） （已知：氧化性Fe2+＜Ni2+＜Cu2+） A．阳极发生还原反应，其电极反应式： Ni2+ + 2e— = Ni B．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加 相等 C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+ 和 Zn2+ D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt
电解池
必发生 失电子 的 氧化反应
思考
1. 通电前，溶液中有哪些离子？ 运动情况如何？ CuCl2 = Cu2+ + 2Cl无规则运动 H2O H+ + OH2.通电后，离子的运动情况有什么改变？ 阳离子：Cu2+、H+ 移向阴极 阴离子：Cl-、OH-移向阳极 定向运动
3.当离子定向移动到电极表面时，发生的是 什么类型的反应？ 氧化还原反应

• (3)电解前向溶液中滴加酚酞，通电后现象为： • ___________ 阴极附近的溶液无色变为红色 ，两极极板上 都有气体产生，如何检验气体的种类？ 阳极:把湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极 附近, 产生气体可以使湿润KI淀粉试 纸变蓝色.
(1)避免Cl2接触NaOH溶液会反应,使产品不纯, 反应方程式: Cl2 +2 NaOH =NaCl + NaClO + H2O . (2)避免生成物H2和Cl2混合, 因为: 混合遇火或遇强光爆炸 .
2－
上述顺序基本上是金属活动性顺序，越活泼的 金属，其阳离子越难得到电子，但Fe3+氧化性较 Cu2+强。
6.电极反应式书写
练习1：说出下列装置中电解池的阴阳极，写 出电极反应式及总反应的化学方程式、离子方 程式。 阳极： 2Cl-→Cl2 ↑ + 2e++2e- → H ↑ 2H 阴极： 2 通电 总反应： 2HCl == H2 ↑ +Cl2 ↑
1、定义： 利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄 层其它金属或是合金的过程。 2、目的： 使金属增强抗腐蚀的 能力，增加美观和表面硬度。 3、电镀材料的选择： 阴极——镀件 阳极——镀层金属 电镀液——含有镀层金属离子的溶液 4、电镀的特点：1）阳极本身参加电极反应 2）电解质溶液的浓度保持不变
（二）铜的电解精炼
4、指出该装置中电解池的阴阳极， 写出电极反应式及总反应的化学方 程式。 阳极：2Cl-→ Cl2 ↑ + 2e阴极：Cu 2++ 2eCu
总反应：CuCl2
电解
Cl2 ↑+ Cu
5、在CuCl2溶液中有自由移动的Cu2+、Cl-、 H+、OH-，为什么只有Cu2+、Cl-得失电子，而 H+、OH-却不能或很难在两极上得失电子呢？ 在阴、阳极上，离子的放电顺序又是怎样的？
高三化学第一轮复习
电解池原理及其应用
目标解读
• 1、了解电解池的构成，理解电解原理 • 2、掌握常见离子在阴阳两极上的放电顺序， 能够准确判断两极的产物及变化，能够正 确书写电极反应及总反应方程式 • 3、了解氯碱工业的反应原理，了解电镀池 及铜的电解精炼的工作原理
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
一、电解池原理
1.定义： 电能转化为化学能的装置为电解池.
练习3、下图为A直流电源，B为浸透饱和氯化 钠溶液和酚酞试液的滤纸，C为电镀槽．接通 电路后发现B上的c点显红色．为实现铁上镀锌， 接通K后，使c、d两点短路．下列叙述正确的 是 （ ） BD A．a为直流电源的负极
B．c极发生的反应为2H＋＋2e－＝H2↑
C．f电极为锌板
D．e极发生氧化反应
练 习4．下图所示装置中，a、b都是惰性电极， 通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。下列说 法正确的是 ( AC ) A．X是正极，Y是负极 B．X是负极，Y是正极 C．CuSO4溶液的PH值逐渐减小 D．CuSO4溶液的PH值不变
通电 + 2H +2Cl == H
2 ↑ +Cl2 ↑
阳极： 4OH- O2 ↑ +2H2O +4e+ + e- Ag Ag 阴极：
总反应： 通 电 4AgNO3+2H2O == 4Ag+O2 ↑ +4HNO3
4Ag+
+ 2H2O == 4Ag +O2 ↑ +4H+
通电
阳极： 2Br- Br2 +2e阴极： 2H++2e- H2 ↑ 总反应： 通电 2NaBr+2H2O == 2NaOH+H2 ↑ +Br2 2Br-+2H2O == 2OH-+H2 ↑ +Br2
2.构成
(1)直流电源 (2)电解质溶液或熔融电解质 (3)固体电极材料（活性或惰性）
3.电极名称： 与电源负极相连的电极为阴极 与电源正极相连的电极为阳极
电极的判断方法？
例1.判断下列装置属于电解池的是
Cu
4.电子、离子定向移动方向及反应 “负极流向阴极，由阳极流回正极”
必发生 得电子 的 还原反应
2Cl-+2H
2O =
通电
2NaCl+2H2O =
通电
H2 ↑ +Cl2 ↑ +2NaOH H2 ↑ +Cl2 ↑ +2OH-
阳极： 4OH- 2H2O+O2 ↑+ 4e+ — 4H + 4e 2H2 ↑ 阴极： 通电 总反应： 2H2O == 2H2 ↑+O2 ↑
Na2SO4溶液
阳极： 4OH- 2H O+O ↑+ 4e2 2
通电
阳极： 4OH-
2H2O+O2 ↑+ 4e-
阴极： Cu 2++ 2e - Cu 总反应： 通电 2CuSO4+2H2O == 2H2 SO4+O2 ↑+2Cu 通电 2+ 2Cu +2H2O == 4H++O2 ↑+2Cu 阳极： 2Cl- Cl2 ↑+ 2e阴极： 2H++2e- H2 ↑ 总反应：
（三）有关电解的计算——电子守恒规律应用
练习7、用两只惰性电极插入100mLCuSO4溶 液中，通电电解。当溶液的pH值由6．0下降 到2．0 (电解过程中溶液体积变化忽略不计)， 阴极析出铜的质量 （ ）Ｂ • Ａ．16 Ｂ．32 Ｃ．64 Ｄ．128 练习8、用惰性电极电解M(NO3)ｘ的水溶液， 当阴极上增重ag时，在阳极上同时产生b L 氧气(标准状况)，从而可知M的相对原子质量 是 Ｃ 22.4ax 2.5ax 5.6ax 11.2ax • A. b B. b C. b D. b
阴极： 4H+ + 4e—
总反应：
2H2 ↑
H2SO4溶液
通电 2H2O = 2H2 ↑+O2 ↑
阳极：4OH+
2H2O+O2 ↑+ 4e—
阴极： 4H + 4e 总反应：
2H2 ↑
NaOH溶液
通电 2H2O = 2H2 ↑+O2 ↑
练习2：
从H+ 、Cu2+ 、Na+ 、Cl-、SO42-五种 离子中选出两种离子组成电解质，按下 列要求进行电解，用电解质的化学式填 空（使用惰性电极电解） （ 1 ） 电 解 过 程 中 溶 液 的 pH 增 大 的 有 NaCl 、HCl （2）电解过程中溶液的pH减 _______ CuSO 、 H SO 4 2 4 （3）电解过程中 小 的有 Na SO 2 4 CuCl 2 溶液的pH不变的有 。
阳极： Cu
→
Cu2++2e-
杂质比铜活泼的Zn、Ni、Fe 等： Zn → Zn2+ +2eNi-2e-= Ni2+ Fe → Fe2+ +2e-
活泼性在铜之后的银、金等： 还原性比铜差的，不能失去电子，它们以单质的形式 留在溶液中，成为阳极泥。 阴极： Cu2++ 2e- → Cu
电解质溶液硫酸铜的浓度略有减小。
B.铂片端作阴极，发生氧化反应
C.铅笔端有少量的氯气产生
D.a点是负极，b点是正极
练习6.右图中x、y分别是 直流电源的两极 , 通电后 发现 a 极板质量增加 ,b 极 板处有无色无臭气体放出, 符合这一情况的 ( A )
小结3
分析电解反应的一般思路：
明确溶液中存在哪些离子
阴阳两极附近有哪些离子
5.离子放电顺序及电解产物的判断
（1）阳极上（氧化反应）
活泼金属阳极>S ＞I ＞Br ＞Cl ＞OH ＞含氧酸根
(2)阴极上（还原反应） 无论是惰性电极还是金属电极都不参与电极反应， 发生反应的是溶液中的阳离子。阳离子在阴极上放电 顺序是： Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+ > H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+ > Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
• • (
三）氯碱工业
- H O电离出 +、OH- 。 H • （1）在NaCl溶液中,NaCl电离出Na+、Cl， 2
通电后，在电场的作用下， Na+、H+ 向阴极移动， Cl-、OH-向阳极移动。 在阳极，由于 阳极方程式： （2）在阴极，由于
Cl-
容易失去电子，被氧化生成
Cl2 。
2Cl- - 2e-
有何规律？
7.电解过程中溶液pH的变化规律 （ 1 ）电解时，只生成 H2 而不生成 O2 ， 则溶液的pH 增大 。 （ 2 ）电解时，只生成 O2 而不生成 H2 ， 则溶液的pH 减小 。 （ 3 ）电解时，既生成 H2 又生成 O2 ，则 实际为电解水。 ①若为酸性 pH 减小 ，
②若碱性溶液，则溶液的pH 增大 ， ③若为中性，则pH 不变 。
Cl2
; ．
H+ 容易得到电子被还原生成 H2
使H2O 电离向右移动，因此阴极 OH- 浓度增大 PH 。 增大 • 阴极方程式： 2H+ + 2eH2 。
• 总化学方程 电解 2 NaCl 2H 2 O Cl2 H 2 2 NaOH 式： ;
电解 Cl2 H 2 2OH . • 总离子方程式:2Cl 2H 2 O
练习9、1LK2SO4、CuSO4的混合溶液中， c（SO42-）=2mol· L－1，用石墨作电极电解此溶 液，当通电一段时间后，两极均收集到（标准 状况下）22.4L气体，则原溶液中c（K＋）为 D A．0.5mol· L－1 B．1mol· L－ 1 C．1.5mol· L－1 D．2mol· L－ 1 练习10.用两支惰性电极插入50mLAgNO3溶液中， 通电电解。当电解液的PH值从6.0变为3.0时(设 电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后 体积变化可以忽略)，电极上析出银的质量大约 B 是：A、27mg B、54mg C、108mg D、216mg
根据阴阳离子放电顺序及阳极氧化、阴 极还原分析得出产物
想一想？
如果要在某铁制品表面镀上一层银， 请你选择合适的电极材料和电镀液，并写 出电极反应方程式。
阴极——某铁制品 阳极——金属银 电镀液——含有硝酸银的溶液 阳极：Ag→ Ag+ +e阴极：Ag+＋e－ → Ag 溶液中离子浓度不变
二、电解池原理的应用 （一）电镀
•X Y • Pt Cu a
b
CuSO4溶液
NaCl和酚酞溶液
练习5：（2007 上海）某学生设计了一个“黑笔 写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚 酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通 电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。 据此，下列叙述正确的是 ( ) A.铅笔端作阳极，发生还原反应 D