2017届高三化学一轮复习-第六章-化学反应与能量-第三节-电解池课件.ppt

最新考试说明要求命题热点预测1.了解电解、电解池的概念，理解电解池的工作原理2.能写出电极反应和电池反应方程式1.电解原理基础知识通常以选择题形式考查2.电解原理的应用通常在非选择题中考查基础自主梳理典例解析方法考点能力突破基础知识梳理基础自主梳理典例解析方法考点能力突破基础知识梳理基础自主梳理典例解析方法考点能力突破基础知识梳理基础知识梳理考点研析突破考点能力突破典例解析方法基础知识梳理考点研析突破考点能力突破典例解析方法基础知识梳理考点研析突破考点能力突破典例解析方法基础知识梳理考点研析突破考点能力突破典例解析方法特别提醒特别提醒 书写电解池中电极反应式时，要以实际放电的离子表示，但书写电解总反应方程式时，弱电解质要写成分子式。例如用惰性电极电解AgNO3溶液，阳极是溶液中水电离出来的OH-放电：4OH-4e-=O22H2O，但是在书写电解总反应的离子方程式时，由于H2O是弱电解质不能拆写成离子形式，所以总反应式为：4Ag2H2O 4AgO24H例例1 1（1 1）(2016(2016武昌调考武昌调考)空气阴极法是制备H2O2的一种环境友好型、节能型的制备方法，电解的总反应方程式为：3H2O+3O2 3H2O2+O3，水在阳极上失电子生成双氧水，其电极方程式：_。(2)(2016(2016河南八市河南八市)如图是二甲醚(CH3OCH3)燃料电池的工作原理示意图。请回答下列问题：B电极上的电极反应式是_；（3）(2016湖北六校)根据2CrO2-42HCr2O2-7H2O设计图示装置(均为惰性电极)电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7，图中右侧电极连接电源的极，其电极反应式为_。(4)(2014(2014重庆卷节选重庆卷节选)一定条件下，如图所示装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其他有机物)。导线中电子移动方向为_。(用A、D表示)生成目标产物的电极反应式为_。解析解析:（1）根据电解总方程式为：3H2O+3O2=3H2O2+O3，阳极反应为3H2O-2e-=H2O2+2H+；（2）电池工作时，B电极反应式：CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+；（3）根据2CrO2-4+2H+Cr2O2-7+H2O设计图示装置（均为惰性电极）电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7，需要通过电解生成H+提高溶液的酸性，说明在该电极是阳极，连接电源的正极，电极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+；（4）由图可知，苯转化为环己烷的过程是加氢过程，发生还原反应，故为阴极反应，所以A为电源的负极，B为电源的正极。电子从负极流向阴极，即AD。该装置的目标是从苯到环己烷实现储氢，电极反应式为C6H66H6e=C6H12。答案答案:（1）3H2O-2e-=H2O2+2H+；（2）CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+（3）正；2H2O-4e-=O2+4H+（4）AD；C6H66H6e-=C6H121.(2015(2015四川卷四川卷)用下图所示装置除去含CN-、Cl-废水中的CN-时，控制溶液pH为910，阳极产生的ClO-将CN-氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是()A.用石墨作阳极，铁作阴极B.阳极的电极反应式为：Cl-+2OH-2e-=ClO-+H2OC.阴极的电极反应式为：2H2O+2e-=H2+2OH-D.除去CN-的反应：2CN-+5ClO-+2H+=N2+2CO2+5Cl-+H2O答案：D基础知识梳理考点研析突破考点能力突破典例解析方法2.(1)(2014 北京卷，节选)电解NO制备NH4NO3，其工作原理如图所示。为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A。A是_，说明理由：_。(2)(2014全国新课标卷，节选)H3PO2也可用电渗析法制备，“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)：基础知识梳理考点研析突破考点能力突破典例解析方法写出阳极的电极反应式：_。分析产品室可得到H3PO2的原因：_。早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2：将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替，并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有_杂质，该杂质产生的原因是_。解析：(1)根据工作原理装置图，可以确定阳极为NO失去电子转变为NO3-，阴极NO转变为NH4+，根据电极反应书写电极反应式为：阳极：NO-3e-+2H2O NO3-+4H+阴极：NO+5e-+6H+NH4+H2O然后根据得失电子守恒，硝酸根离子物质的量比铵根离子物质的量多，所以需要向溶液中加入的物质为NH3(即8NO+7H2O 3NH4NO3+2HNO3)。(2)阳极是水电离出的OH-放电，其反应式为2H2O-4e-O2+4H+；阳极室中的H+穿过阳膜进入产品室，原料室的H2PO2-穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2；阳极室内可能有部分H2PO2或H3PO2失电子发生氧化反应，导致生成物中混有PO43-。答案：(1)NH3 根据反应：8NO+7H2O 3NH4NO3+2HNO3，电解产生的HNO3多(2)2H2O-4e-O2+4H+阳极室的H+穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2PO2-穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2PO43-H2PO2-或H3PO2被氧化基础知识梳理考点研析突破考点能力突破典例解析方法基础知识梳理考点研析突破考点能力突破典例解析方法基础知识梳理考点研析突破考点能力突破典例解析方法基础知识梳理考点研析突破考点能力突破典例解析方法基础知识梳理考点研析突破考点能力突破典例解析方法例例3(2013(2013重庆卷重庆卷)化学在环境保护中起着十分重要的作用，催化反硝化法和电化学降解法均可用于治理水中硝酸盐的污染。(1)催化反硝化法中，H2能将NO-3还原为N2，25 时，反应进行10 min，溶液的pH由7变为12。N2的结构式为_。上述反应离子方程式为，其平均反应速率v(NO-3)_为molL-1min-1。还原过程中可生成中间产物NO-2，写出3种促进NO-2水解的方法_。(2)电化学降解NO-3的原理如下图所示。电源正极为_(填“A”或“B”)，阴极反应式为_。若电解过程中转移了2 mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差(m左-m右)为_g。思维解码 电解过程中离子放电顺序如何？如何把电子转移的物质的量与阴、阳极析出的产物联系起来？如何运用电子守恒规律？解析：(1)N2分子中氮原子间通过氮氮三键结合，因此其结构式为NN；利用溶液pH变化可知有OH-生成，再结合原子守恒可写出反应的离子方程式；利用离子方程式知v(NO-3)v(OH-)(10-2-10-7)/100.001 mol/(Lmin)；水解是吸热反应，NO-2水解使溶液中c(OH-)变大，因此可促进NO-2水解的措施有加热、加水或加酸等。(2)由图示知在Ag-Pt电极上NO-3发生还原反应，因此Ag-Pt电极为阴极，则B为负极，A为电源正极；在阴极反应是NO-3得电子发生还原反应生成N2，利用电荷守恒与原子守恒知有H2O参与反应且有OH-生成；转移2 mol电子时，阳极(阳极反应为H2O失电子氧化为O2和H+)消耗1 mol水，产生2 mol H+进入阴极室，阳极室质量减少18 g；阴极室中放出0.2 mol N2(5.6 g)，同时有2 mol H+(2g)进入阴极室，因此阴极室质量减少3.6 g，故膜两侧电解液的质量变化差(m左-m右)18 g-3.6 g14.4 g。答案：(1)NN2NO-3+5H2 N2+2OH-+4H2O 0.001加酸，升高温度，加水(2)A，2NO-3+6H2O+10e-=N2+12OH-14.4感悟提升感悟提升：电解是电化学知识的主要组成部分，而放电顺序和电子守恒又是电解的重点和难点，另外，电子守恒更是整个高中化学计算的基本思想，要熟练掌握。基础知识梳理考点研析突破考点能力突破典例解析方法1.(2013海南卷)下图所示的电解池和中，a、b、c和d均为Pt电极。电解过程中，电极b和d上没有气体逸出，但质量均增大，且增重bd。符合上述实验结果的盐溶液是()解析：A项，X为MgSO4，Y为CuSO4，电极b有气体H2产生，错误；B项，X为AgNO3，Y为Pb(NO3)2，电极d上有气体H2产生，错误；C项，X为FeSO4，Y为Al2(SO4)3，电极d上有气体H2产生，错误；D项，X为CuSO4，Y为AgNO3，电极b上析出Cu，电极d上析出Ag，转移的电子物质的量相等时，增重bd，正确。答案：D2.(1)(2015(2015北京卷北京卷)已知海水中的CO2主要以4种无机碳形式存在，其中HCO-3占95%，利用下图所示装置从海水中提取CO2，有利于减少环境温室气体含量。结合方程式简述提取CO2的原理：_。用该装置产生的物质处理b室排出的海水，合格后排回大海。处理至合格的方法是_。(2)(2015(2015湖北七市湖北七市)离子交换膜是一类具有离子交换功能的高分子材料。一容器被离子交换膜分成左右两部分，如右图所示。若该交换膜为阳离子交换膜(只允许阳离子自由通过)，左边充满盐酸酸化的H2O2溶液，右边充满滴有KSCN溶液的FeCl2溶液(足量)，一段时间后右边可观察到的现象：_;若该交换膜为阴离子交换膜(只允许阴离子自由通过)，左边充满含2 mol NH4Al(SO4)2的溶液，右边充满含3 mol Ba(OH)2的溶液，当有2 mol SO2-4通过交换膜时(若反应迅速完全)，则左右两室沉淀的物质的量之比为_。(3)(2015江西名校联考)电渗析法是近年发展起来的一种较好的海水淡化技术，其原理如下图所示。其中阴(阳)离子交换膜只允许阴(阳)离子通过。淡水的出口为a、b、c中_的出口。1.判断正误，正确的划“”，错误的划“”。(1)(2014(2014江苏卷江苏卷)若在海轮外壳上附着一些铜块，则可以减缓海轮外壳的腐蚀。()(2)(2014(2014天津卷天津卷)铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性。()(3)(2013(2013江苏卷江苏卷)电解法精炼铜时，以粗铜作阴极，纯铜作阳极。()(4)(2013(2013四川卷四川卷)用铜作电极电解CuSO4溶液：2Cu2+2H2O=2CuO24H。()(5)(2012(2012江苏卷江苏卷)镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更容易生锈。()(6)(2012(2012山东卷山东卷)电解NaCl溶液得到22.4 L H2(标准状况)，理论上需要转移NA个电子(NA表示阿伏加德罗常数的值)。()(7)(2012(2012广东卷广东卷)自行车钢架生锈主要是电化学腐蚀所致。()(8)(2012(2012浙江卷浙江卷)在“镀锌铁皮的镀层厚度的测定”实验中，将镀锌铁皮放入稀硫酸，待产生氢气的速率突然减小，可以判断锌镀层已反应完全。()基础知识梳理典例解析方法速效提升训练考点能力突破2.(2014海南卷)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变小解析：阳极上是I-放电生成I2，C项正确；阴极上H+放电生成H2和OH-，故阴极附近溶液呈红色，阴极逸出气体，溶液的pH 变大，A、B项正确，D项错误。答案：D基础知识梳理典例解析方法速效提升训练考点能力突破3.（2016黄冈调考）答案：B4.(2016(2016长沙九校联考长沙九校联考)用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，电解一段时间后，向电解液加入0.1 mol碱式碳酸铜晶体（不含结晶水），恰好使溶液恢复到电解前的浓度和pH。下列有关叙述不正确的是（）A.电解过程产生的气体体积（在标准状况下）为5.6 LB.电解过程只发生了2CuSO4+2H2O 2Cu+O2+2H2SO4C.电解过程转移的电子数为3.6121023个D.加入的碱式碳酸铜的反应是：Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+CO2+3H2O答案：B5.(2015.(2015东北三校东北三校)(1)二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺。图中用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。则阳极产生ClO2的电极反应式为。电解一段时间，当阴极产生的气体体积为112 mL(标准状况)时，停止电解。通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为mol；用平衡移动原理解释阴极区pH增大的原因：_。(2)为提高甲醇燃料的利用率，科学家发明了一种燃料电池，电池的一个电极通入空气，另一个电极通入甲醇气体，电解质是掺入了Y2O3的ZrO2晶体，在高温下它能传导O2-。电池工作时正极反应式为_。若以该电池为电源，用石墨作电极电解100 mL含有以下离子的溶液。电解一段时间后，当两极收集到相同体积(相同条件)的气体时(忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)，阳极上收集到氧气的物质的量为_mol。