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2019年高考化学一轮复习课件(鲁科版): 第6章 化学反应与能量转化 第2节 电能转化为化学能——电解课件

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第                                                                                                                                                                                                                     2                                                                                                                                节                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      电能转化为化学能——电解 
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      考点二  电解原理的实际应用

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                                                                                                                                         2017             年:Ⅰ卷                           T11;Ⅱ卷                           T11 

                                                                                                                                         2016             年:Ⅰ卷                           T11;Ⅲ卷                           T11 
1.了解电解池的构成、工作原理及应用。 
                                                                                                                                         2015             年:Ⅱ卷                           T28(2) 
2.能书写电极反应式和总反应方程式。                                                                                                              
                                                                                                                                         2014             年:Ⅰ卷                           T27(4);Ⅱ卷                              T27(3) 

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                                                                                                                                                                                                                                                         考点                                            1|                       电                    解的原理及其规律 
                                                                                                                                                                                                                                                                           (对应学生用书第                                                                                                                                                      1        16                        页) 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     [考纲知识整合] 
                                         1.电解 
                                         让                       ______                                                           通过电解质溶液或熔融的电解质,在两个电极上分                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               别                      发                       生
                                                                                                                                                 和                                                                                                                           的过程。
____直流电                                  __________                                                                                                                  __________                                                                                                                                                                                  

 氧化反应         还原反应
               提醒:注意电解与电离两概念的联系与区别 
               联系:电解是在电解质电离的基础上完成的。 
               区别:电解需外加电源,是化学过程,电离一般在水溶液或熔融状态下完

成,为物理过程。 
                                 2.电解池及其工作原理 
                                 (1)概念:电解池是__________________________的装置。 
                                 (2)构成条件 
                                 ①有与______________相连的两个电极。 
                                 ②电解质溶液(或________________)。 
            将电能转化为化学能


外接直流电源
           熔融的电解质                ③形成____________。 
 闭合回路
(3)电解池工作原理(以电解                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    CuCl2                                                                                溶液为例) 
                                         (4)电解池中电子和离子的移动 
                                         ①电子:从电源______流出后,流向电解池______;从电解池的______流向
电源的正极。 
                                         ②离子:阳离子移向电解池的______,阴离子移向电解池的______。 
                                         ③电流:从电源的______流出,流入______极,再通过电解质溶液流入阴极,

                负极                    阴极              阳极

最后流向阴极                                             阳极                              ______极。 
                  正极            阳
        负
               (5)两极放电(氧化或还原)顺序 
               ①阴极:阳离子放电顺序:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Fe2+>Zn2+>H+(水)> 
Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。 
               阳极:金属(Au、Pt                                                      除外)电极>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子。 
               提醒:①阴极不管是什么材料,电极本身都不反应,一定是溶液(或熔融的
电解质)中的阳离子放电。 
               ②阳极材料若是金属电极(Au、Pt                                                                                            除外),溶液中的阴离子不反应,电极金属
失电子被氧化。 
                                                                                                     3.惰性电极的电解规律 
                                                                                                     (1)电解水                                                                                                                                                                                                             型——含氧酸、强碱、活泼金属含氧酸盐 
                                                                                                     ①                                                                阴极反应式为_____________________________                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 ,阳极反应式为
________________________,总反应方程式为__________________________。 
                                                                                                     ②电解度浓度变______,pH                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        可能变大、变小或不变,可加______复原。 

                                                                                                     (2)电解电                                                                                                                                                                                                             解质类型——无氧酸(如                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              HC                                                                    l),不活泼金属无氧酸盐(CuCl2)。 


                                                                                       +                                                             -
                                                        4H                                          +4e                                                           ===2H2↑ 

                                                                                                                                                                 通电
                                                  -                                                              -
4OH                                                            -4e2H2==O=====2H2=O2H+O2↑2↑+                                                                                                                                                                                                                             O2↑ 


                                         大                                                                                  H                          O 
                                                                                                     电解质浓度变2                                                                                                                                                                                                                                                                                                         ______,加电解质本身复原。 

                                      小
                                                                                                          (3)放                                                                                                                          H2                                                            生碱型——活泼金属的无氧酸盐(如                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      NaCl) 
                                                                                                          ①阴极反应式为__________________,阳极反应式为____________________,
   总方程式为_______________________________________。 
                                                                                                          ②溶液                                                                                                                                                                      pH                                                                          变______,加______________复原。 

                                                                                                          (4)放                                                                                                                          O2                                                            生酸型——不活泼金属的含氧酸盐(如                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         CuSO4) 
                                                                                                          ①                                                                            阴                                                   极                                                   反                                                   应                                                  式                                                   为                                                                                                                                                                                                            __________________________                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               ,                                                   阳                                                   极                                                   反                                                  应                                                   式                                                   为
   _______________________,总方程式为__________________________________。 


                                                                          +                                                              --                                                                          -
                                           2H                                          +2e2Cl==-=2eH2↑==                                                                                                                                                     =Cl2↑ 


                                                                -                                                                                                        通电                                                                                                                                                                                                                                                                              -
                           2Cl                                               +2H2O=====Cl2↑+H2↑+2OH                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    
                                       大                        HCl(②卤化氢溶液)                                                                                                                                                                                                        pH                                                                          变______,加_______________________________________复原。 
                                                                                                        2+                                                                     -
                                                             2Cu                                                             +4e                                                            ===2Cu 


                                                  -                                                             -2+                                                                                                                         通电                                                                                                                                                                                                                                            +
                                                               -                                                                                                                                  ↑+                                                                                                            
4OH                                                                             2Cu4e                                        ==+=O2H2                                                                   2O====2H2=O2Cu+O2↑+4H                                                                                                                                                                                                                                                                           


                                         大                        CuO(金属氧化物)或                                                                                                                                                                                                                       CuCO3 
                                                                                                                                                                                                                                  [应用体验] 
                                                                                                                                                                                                                                  判断正误                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         (正确的打“√”,错误的打“×”)。 
                                                                                                                                                                                                                                  (1)电解质溶液导电与金属导电原理相同,均为化学变化。(  ) 
                                                                                                                                                                                                                                  (2)原电池负极与电解池中连接电源负极的阴极均发生氧化反应。(  ) 
                                                                                                                                                                                                                                  (3)自发进行的氧化还原反应可设计成原电池,但任何反应均可设计成电解
池。(  ) 
                                                                                                                                                                                                                                  (4)电解池工作时电子从电源的负极流出,流入阴极通过溶液到阳极,然后
从阳极流出,流回电源正极。(  ) 
 (5)氯碱工业电解饱和食盐水的过程中,阴极附近产生                                                                                                                                          NaOH。(  ) 

 (6)惰性电极电解                                          Na2SO4                 溶液和                   Na2CO3                  溶液的过程中                                     pH         均不变。(  ) 

 (7)惰性电极电解足量                                                      CuSO4               溶液,可以加入                                            Cu(OH)2                   使溶液复原。(  ) 

                                                                                                                          +     通电                       2+
 (8)用            Cu        作电极电解盐酸可发生                                                              Cu+2H                      =====Cu                         +H2↑。(  ) 


【提示】                               (1)×                  (2)×                  (3)×                  (4)×                  (5)√                  (6)×                  (7)×                  (8)√ 
                                                                                                  [高考命题点突破] 

                     命题点                   1         电极反应式和电解方程式的书写 

                                                                                              -1                                                   -1
              1.用惰性电极电解                                                 2 mol·L                     NaCl             和       1 mol·L                      CuSO4               的混合溶液,电解过
程明显分两个阶段,写出每一阶段的电极反应和总反应式。 
              【答案】                              电解第一阶段:阳极得到                                                                    Cl2、阴极得到单质                                                  Cu。电极反应式分

                                             -                -
别为阳极:2Cl                                         -2e              ===Cl2↑, 

                                           2+                  -                                                                    -                 2+       通电
              阴极:Cu                              +2e              ===Cu,总反应:2Cl                                                        +Cu                  =====Cl2↑+Cu。 

              电解第二阶段:阳极得到                                                                    O2、阴极得到                                      H2。 

                                                                                                         -                 -
              电极反应式分别为阳极:4OH                                                                                 -4e              ===2H2O+O2↑, 

                                            +                -                                                                                      通电
              阴极:4H                            +4e              ===2H2↑,总反应:2H2O=====2H2↑+O2↑。 
2.按要求书写方程式。                                                                            
                                                                                                                                                                               【导学号:95160150】 

(1)用惰性电极电解                                                        MgCl2                 溶液 
阳极反应式:___________________________________________; 
阴极反应式:___________________________________________; 
总反应式:____________________________________________。 
(2)用铁作电极电解                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             NaOH                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     溶液 
阳极反应式:_________________________________________; 
阴极反应式:_________________________________________; 
总反应式:____________________________________________。 
(3)用                                                                                                                                                                                                                                                                                  Ag                                                                                                                                                                       作电极电解稀盐酸 
阳极反应式:___________________________________________; 
阴极反应式:_______________________________________; 
总反应式:__________________________________________________。 
(4)以铝材为阳极,电解                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 H2SO4                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             溶液,铝材表面形成氧化膜 
阳极反应式:________________________________________; 
阴极反应式:__________________________________________; 
总反应式:_________________________________________。 
(5)用                                                                                                                                                                                                                                                                                  Al                                                                                                                                              作电极电解                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      NaOH                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    溶液 
阳极反应式:_________________________________________; 
阴极反应式:_________________________________________; 
总反应式:__________________________________________。 
                                                      -                -
【答案】                               (1)2Cl                -2e              ===Cl2↑ 

        +                 -
2H          +2e              ===H2↑ 

          2+                     -                            通电
Mg             +2Cl                 +2H2O=====Mg(OH)2↓+Cl2↑+H2↑ 

                             -                       -
(2)Fe-2e                        +2OH                     ===Fe(OH)2 

        +                 -
2H          +2e              ===H2↑ 
                                通电
Fe+2H2O=====Fe(OH)2+H2↑ 
                                                  -               -                                              +               -
              (3)2Ag+2Cl                             -2e             ===2AgCl                            2H         +2e              ===H2↑ 

                                        +                   -     通电
              2Ag+2H                        +2Cl               =====2AgCl+H2↑ 

                                             -                                                                  +
              (4)2Al-6e                         +3H2O===Al2O3+6H                                                    

                      +               -
              6H         +6e              ===3H2↑ 
                                                通电
              2Al+3H2O=====Al2O3+3H2↑ 

                                             -                      -                                             -                                     -                                                   -                       +
              (5)2Al-6e                          +8OH                   ===2[Al(OH)4]                                       6H2O+6e                         ===3H2↑+6OH                                        (或           6H

              -
+6e              ===3H2↑) 

                                                                  -    通电                                             -
              2Al+6H2O+2OH                                           =====2[Al(OH)4]                                     +3H2↑ 
                                                                                                                                                                                                          -                        -
              3.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。                                                                                                                                       
                                                                                                                                                                    【导学号:95160151】 
              钢制品应接电源的________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_______________________。 

              若改用                  AlCl3          水溶液作电解液,则阴极反应式为_________________________ 
              _______________________________________________________________。 
                                                                 【解析】                                                                                                                                                                   在钢制品上电镀铝,故钢制品应作阴极,与电源的负极相连;

因为电镀过程中“不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应”,Al                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          元素在

                                                                                                                                                                                                                                                                -                                                                                                                                  -
熔融盐中以                                                                                                                                                                                 Al2Cl7                                                                                     和                                                 AlCl4                                                                            形式存在,则电镀过程中负极上得到电子的反应是

                                                                                           -                                                                               -                                                                                                                                                                                                                      -                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         +                                                                  3+
4Al2Cl7                                                                                                    +3e                                                                             ===Al+7AlCl4                                                                                                                                                                                                            ;在水溶液中,得电子能力:H                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           >Al                                                                           ,故阴极上发

                                                                                                                                                                                                                    +                                                                               -
生的反应是                                                                                                                                                                       2H                                                      +2e                                                                              ===H2↑。 


                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                -                                                                                -                                                                                                                                                                                                                      -                                                                                         +                                                                               -
                                                                【答案】                                                                                                                                                                负                                                                4Al2Cl7                                                                                                     +3e                                                                             ===Al+7AlCl4                                                                                                                                                                                                                                             2H                                                      +2e                                                                             ===H2↑ 
[易错防范]                                                    电极反应式和电解方程式应注意下列问题 
1做到“三看”,正确书写电极反应式 
①一看电极材料,若是金属Au、Pt                                                                                                                                              除外作阳极,金属一定被电解注:Fe                                                                                                                                                         生成
Fe2+。 
②二看电解质,电解质是否参与电极反应。, 
③三看电解质状态,是熔融状态还是水溶液。 
2规避“三个”失分点 
①书写电解池中电极反应式时,一般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,且注明“通电”条件。 
②要确保两极电子转移数目相同。 
③电解水溶液时,应注意放电顺序中                                                                                                                                                                                          H+、OH-之后的离子一般不参与放电。 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      命题点                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                2                                                                                                                                                                          电解原理及其规律 

                                                                                                                                                                                                                                    4.图中                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            X                                                                                                       为电源,Y                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸,

滤纸中央滴有一滴                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     KMnO4                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     溶液,通电后                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 Y                                                                                                             中央的紫红色斑向
d                                                                                     端扩散。下列判断正确的是(  ) 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        【导学号:95160152】 
                                                                                                                                                                                                                                    A.滤纸上                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  c                                                                               点附近会变红色 
                                                                                                                                                                                                                                    B.Cu                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           电极质量减小,Pt                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  电极质量增大 
                                                                                                                                                                                                                                    C.Z                                                                                                                                                                                                                                                                                             中溶液的                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 pH                                                                                                                                                                      先减小,后增大 

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               2-
                                                                                                                                                                                                                                    D.溶液中的                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   SO4                                                                                                                                                                                                                                              向                                                                                                                                             Cu                                                                                                                                                               电极定向移动 
                                                                                             -
                A             [紫红色斑即                                        MnO4                  向         d     端扩散,根据阴离子向阳极移动的原理,可知                                                                                                                                                 d
端为阳极,即                                            b     为正极,a                                 为负极,c                                 为阴极,NaCl                                            溶液中                       H+放电,产生                                              OH-,
c    点附近会变红色,A                                                               正确;电解硫酸铜溶液时,Pt                                                                                          为阳极,溶液中的                                                         OH-放电:

                -                   -                                                                                                                                                             2+
4OH                 -4e                 ===O2↑+2H2O,Cu                                                               为阴极,溶液中的                                                           Cu               得电子,生成铜,总反

                                                                                   通电                                                                                                                                                                 +                             2-
应式为                       2CuSO4+2H2O=====2Cu+O2↑+2H2SO4,Pt                                                                                                                                  电极附近生成                                             H         ,则              SO4
向         Pt       电极移动,B、D                                                     不正确;随着电解的进行,Z                                                                                            中溶液变为硫酸溶液,继续
电解则为电解水,硫酸浓度增大,pH                                                                                                                      减小,C                            不正确。] 
                                                                                                                                                                                                                                      5.以石墨为电极分别电解水和饱和食盐水,关于两个电解池反应的说法正
确的是  (  )                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               【导学号:95160153】 
                                                                                                                                                                                                                                      A.电解结束后,均可以加水恢复原溶液 
                                                                                                                                                                                                                                      B.电解结束后所得液体的                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              pH                                                                                                                                                                      相同 
                                                                                                                                                                                                                                      C.阴极反应式相同 
                                                                                                                                                                                                                                      D.通过相同电量时生成的气体总体积相等(同温同压) 
             C           [A        项,电解水,减少的为                                                             H2O,可加水复原,电解                                                                NaCl            溶液,减少的

可看作为                         Cl2       和        H2,应加                         HCl          复原,故                          A     错误;B                        项,电解水溶液的                                                 pH        不变,
电解饱和氯化钠溶液生成氢氧化钠、氯气和氢气,pH                                                                                                                                           变大,所以电解结束后所
得液体的                         pH        不相同,故                              B     错误;C                      项,以石墨为电极分别电解水和饱和食盐水,

                                             +                -
阴极上都是                                2H         +2e               ===H2↑,所以阴极电极反应式相同,故                                                                                                         C      正确;D                        项,

                                                                                                                                                          通电                                                                  -
设转移电子数为                                           4 mol,则依据电解方程式:2H2O=====2H2↑+O2↑~4e                                                                                                                                             ,电
                                                                                                                                                                            通电
解水生成                           3  mol               气体,依据电解方程式:2NaCl+2H2O=====2NaOH+Cl2↑+

                           -
H2↑~2e                         ,电解饱和食盐水生成                                                             4 mol             气体,故                          D     错误。] 
[方法技巧]                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     阴、阳极的判断方法 
1根据外接电源:正极连阳极,负极连阴极。 
2根据电流方向:从阴极流出,从阳极流入。 
3根据电子流向:从阳极流出,从阴极流入。 
4根据离子流向:阴离子移向阳极,阳离子移向阴极。 

5根据电极产物:a.阳极:电极溶解、逸出                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               O2或极区变酸性或                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           Cl2;b.阴极:

析出金属、逸出                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          H2或极区变碱性。 
6根据反应类型:阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应。 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       考点                                                                                                                 2|                                                           电解原理的实际应用 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     (对应学生用书第                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            118                                                                                    页) 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           [考纲知识整合] 
                                                                                                        1.电解饱和食盐水——氯碱工业 
                                                                                                        (1)电极反应 
                                                                                                        阳极:________________ (反应类型:______反应)。 
                                                                                                        阴极:________________(反应类型:______反应)。 
                                                                                                        检验阳极产物的方法是:_________________________________________ 
  _________________________。电解时向食盐水中加酚酞,______极附近溶液变


                                          -                                -         氧化
                       2Cl                       -2e                             ===Cl2↑ 
                                                                                     还原
                                                       +                                                             -
  红,说明该电极附近产生的物质为2H                                                +2e                                                            ===H2↑                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 。
                                                                   用湿润的KI淀粉试纸靠近阳极附近,                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            ______                                                                                                                                                                                                       


若试纸变蓝,证明生成了阴                                                                                                                                                                                                                                                                                    Cl2 

                                                                     NaOH 
         (2)电解方程式 
                                                                                              通电
         化学方程式:2NaCl+2H2O=====2NaOH+H2↑+Cl2↑; 
         离子方程式:_________________________________________。 


     -             通电             -
2Cl    +(3)2H2O阳离子交换膜法电解饱和食盐水示意图=====2OH +H2↑+Cl2↑                                                                                      
                                                                                                     ①阳离子交换膜的作用 

                                                                                                     阻止_____进入阳极室与                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    Cl2                                                                     发生副反应:_____________________________ 

______,阻止阳极产生的                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            Cl2                                                                     和阴极产生的                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       H2                                                           混合发生爆炸。 
                                                                                                     ②a、b、c、d                                                                                                                                                                                                                                                                    加入或取出的物质分别是____________、__________________、


                                                       -
                                                                                                                                                                       +                                                                                                                                                         +                                                                                                  
                  OH                                                                   2NaOH                                                                                                    Cl2===NaCl                                                                                                                                                NaClO


+H2O 
________________饱和食盐水                                                                                           稀NaOH溶液                                                                                                                                                                                                                                                                                              、__________________;X、Y                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               分别是______、______。 
    稀的食盐水                                   浓NaOH溶液
                                                                                                               ClH2                                2 
                                                                                2.电镀与电解精炼铜 

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               电镀(Fe                                                                                                                                                                                    上镀                                                                                                                   Cu)                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 电解精炼铜 

                                                                                                                                       电极材料                                                                                                                                                                                                                                                                                       ____________                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     ______(含                                                                                                                                                                                                                                              Zn、Fe、Ni、Ag、Au                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              等杂质) 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   ____________________ (主) 

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  -                                                                                                                                                                      2+
        阳极                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         Zn-2e                                                                                                                                                                                    ===Zn                                                                                                                                                                                    
                                                                                                                                       电极反应                                                                                                                                                                                                                                   ________________ 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            -                                                                                                                                                                 2+
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   Fe-2e                                                                                                                                                                              ===Fe                                                                                                                                                                               

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            -                                                                                                                                                                                  +
             或铜                       粗铜                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      2
      Cu(             )                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                -                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  
                                                                                                                       -                                                                                   2+
                                       Cu-2e                                                                                       ===Cu                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           Ni                                                                                                      2e                                                                         ===Ni


                                                                               -                                                                                    2+
Cu-2e                                                                                       ===Cu                                                                                         
                    
                                          电极材料                                                                                                   ______                                                                                                                              ______  

    阴极 

                                          电极反应                                                                                          _____________________________________________________________________________ 


                   电解质溶液                                                                                                          ____________________________________  

电解精炼铜时,粗铜中的                                                                                                               Ag、Au                                   等不反应,沉积在电解池底部形成______                                                                                                                                                                                    
   Fe         纯铜


            2+             -
      Cu        +2e          ===Cu 


                   2+
      含     Cu         的盐溶液 
                 阳极泥
               注:①镀层金属作______极,待镀元件作______极,电解质溶液含有______ 
____________。 

                                                                                                                            2+
       阳     阴 ②镀层    电镀铜时,电解质溶液中                                                                            c(Cu                 )______;电解精炼铜时,电解质溶液中
金属离子
              2+
c(Cu不变               )______。 
  减小
          3.电冶金 
          冶炼钠、钙、镁、铝等活泼金属,必须用电解法。 
          (1)电解熔融氯化钠得到钠 


         -            -
  2Cl       -2e         ===Cl2↑ 


           +           -
  2Na        +2e          ===2Na 

                             通电
2NaCl(熔融)=====2Na+Cl2↑ 
                                                                             (2)电解熔融                                                                                                                                                                                                                                                                         Al2O3                                                                                                                           制                                                              Al 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             通电
                                                                             2Al                                                                                         O                                                   (熔融)                                                                                                                                          =====                                                                                                                                           4Al+3O                                                                                                                                                                                                     ↑ 
                                                                                                                                                        2                                                    3                                                                                                                                                     冰晶石                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                2

                                                                             电极反应: 
                                                                             阳极:______________________; 
                                                                             阴极:______________________。 


                               2-                                                                                  -
6O                                                  -冰晶石的作用是作12e                                                                ===3O2↑                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     Al                                                                 O                                                            的助熔剂。 
                                      3+                                                                                  -                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    2                                                   3
4Al                                                         +12e                                                                       ===4Al 
                    提醒:(1)电解熔融                                                                             MgCl2                        冶炼镁,而不能电解熔融                                                                                                         MgO                      冶炼镁,因                                                 MgO

的熔点很高;                                                                 (2)电解熔融                                                  Al2O3                     冶炼铝,而不能电解                                                                                       AlCl3                    冶炼铝,因                                                 AlCl3
是共价化合物,其熔融态不导电。 
                                                                                                            [高考命题点突破] 

                      命题点                      1          电镀和电解精炼 

               1.利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产上的应用。下列说法正确的

是(  )                                                                                                                                                 -                 -
               A.氯碱工业中,X                                                        电极上反应式是                                                4OH               -4e                ===2H2O+O2↑ 
               B.电解精炼铜时,Z                                                              溶液中的                            Cu2+浓度不变                                                         【导学号:95160154】 
               C.在铁片上镀铜时,Y                                                                     是纯铜 
               D.制取金属镁时,Z                                                              是熔融的氯化镁 
                                                                                                                                         -
                     D                [氯碱工业中阳极是                                                                                Cl             放电生成                                        Cl2;电解精炼铜时阳极粗铜溶解,阴
极            Cu2+放电析出                                                       Cu,溶液中                                                  Cu2+浓度变小;铁片上镀铜时,阴极应该是铁片,
阳极是纯铜。] 
                                                                                                                                                                                                                                      2.粗铜的电解精炼如图所示。 


                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    
                                                                                                                                                                                                                                      (1)在粗铜的电解过程中,粗铜板应是图中电极________(填图中的字母);在
电极                                                                                                                                                                                                                                                                 d                                                                                     上发生的电极反应式为_____________________________________ 
                                                                                                                                                                                                                                      _____________________________________________________________; 
                    (2)若粗铜中还含有                                                                            Au、Ag、Fe,则阳极的电极反应式为_________________,
粗铜中的                                       Au、Ag                               的存在形式和位置为______________________________,溶液
中            c(Cu2+)________(选填“变大”“变小”或“不变”)。 
               【解析】                                  粗铜电解精炼时,粗铜作阳极与电源正极相连,所以粗铜板是

图中电极                            c,d             是阴极,发生的反应是                                                                   Cu2++2e-===Cu,Au、Ag                                                                       不如铜活泼,
以单质的形式沉积在                                                            c(阳极)下方,Fe                                             比铜活泼,以                                         Fe2+的形式进入电解质溶液
中。 
               【答案】                                  (1)c                Cu2++2e-===Cu                                                  (2)Fe-2e-===Fe2+、Cu-2e-===Cu2+ 
Au、Ag                      以单质的形式沉积在                                                             c    电极的下方形成阳极泥                                                                         变小 
                        命题点                        2           电解原理在物质制备、环境治理方面的应用 

                                                                                                                                                                                                                                                                                       -
                3.           电       解       法       制        取       有       广        泛       用       途       的            Na2FeO4,                             同        时       获       得       氢        气       :Fe+2H2O+2OH

   通电                               2-
=====FeO4                                  +3H2↑,工作原理如图                                                                            1     所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红

                        2-
色         FeO4                 ,镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐

色物质。已知:Na2FeO4                                                                          只在强碱性条件下稳定,易被                                                                                               H2        还原。 
               (1)电解一段时间后,c(OH-)降低的区域在______(填“阴极室”或“阳极
室”)。 
               (2)电解过程中,需将阴极产生的气体及时排出,其原因是______________。 

               (3)c(Na2FeO4)随初始                                                       c(NaOH)的变化如图                                                          2,任选                         M、N                  两点中的一点,分

析        c(Na2FeO4)低于最高值的原因:________________________________ 
               _____________________________________________________________。 
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                                                                                                                                                                                                                                    【解析】                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     (1)根据电解总反应:Fe+2H2O+2OH                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             =====FeO4                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           +3H2↑,结
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  -                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       -                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      2-
合阳极发生氧化反应知,阳极反应式为                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 Fe-6e                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    +8OH                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    ===FeO4                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     +4H2O,结合

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   -                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              -
阴极发生还原反应知,阴极反应式为                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  2H2O+2e                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   ===2OH                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          +H2↑,则阳极室消耗

                                                                                                                                                                    -                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               -
OH                                                                                                                                                                                                                           且无补充,故                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   c(OH                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   )降低。(2)结合题给信息“Na2FeO4                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               易被氢气还原”知,

阴极产生的氢气不能接触到                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               Na2FeO4,故需及时排出。(3)图示中随着                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                c(NaOH)

增大,c(Na2FeO4)先增大后减小,结合已知信息“Na2FeO4                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  只在强碱性条件下稳

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        -
定”知,M                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          点                                                                                                                                                        c(Na2FeO4)低的原因是                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    c(OH                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  )低,反应速率小且                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    Na2FeO4                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               稳定性
差。结合已知信息“若氢氧化钠溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质”知,

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            -
N                                                                                                                             点                                                                                                                                                                  c(Na2FeO4)低的原因是                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               c(OH                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  )过高,铁电极上产生                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                Fe(OH)3                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              或                                                                                                                                                                   Fe2O3,使

Na2FeO4                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              产率降低。 
                    【答案】                                               (1)阳极室                                               (2)防止                                Na2FeO4                               与             H2           反应使产率降低                                                                           (3)M                    点:

                       -                                                                                                                                                                                                                                          -
c(OH                         )低,Na2FeO4                                                       稳定性差,且反应慢;N                                                                                                            点:c(OH                                            )过高,铁电极上有

Fe(OH)3(或                                          Fe2O3)生成,使                                                             Na2FeO4                               产率降低     
4.电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢气的装置示意图如下:                                                                                                                                                                                                         
                                                                                                                                                                                            【导学号:95160155】 


                                                                                                                                                                                                   
电解池中隔膜仅阻止气体通过,阴阳两极均为惰性电极。 
(1)A                                                                                                                                                                                                                                                  极为________,电极反应式为_________________________________ 
______________________________________________________________。 
(2)B                                                                                                                                                                                                                                            极为________,电极反应式为________________________________ 
______________________________________________________________。 
                                                                                                                                                                                                            +                                                                                                                                              -
                     【解析】                                               产生                     H2           是因为                               H2O                  电离的                               H           在阴极上得电子,即                                                                                       6H2O+6e

                                                                         -
===3H2↑+6OH                                                                   ,所以                               B         极为阴极,A                                                        极为阳极,电极反应式为                                                                                                         CO(NH2)2+

                    -                        -                                                                  2-
8OH                      -6e                      ===N2↑+CO3                                                            +6H2O。 
                                                                                                                                                                                          -                        -                                                                  2-
                    【答案】                                               (1)阳极                                      CO(NH2)2+8OH                                                                 -6e                      ===N2↑+CO3                                                             +6H2O                                      (2)阴

                                                               -                                                                             -
极                   6H2O+6e                                          ===3H2↑+6OH                                                                   
                                               
                                                                                                          2-
              电镀废水中常含有剧毒的                                                                   Cr2O7               。该废水处理的一种方法是利用还原剂把

              2-                                                                  3+
Cr2O7               还原成毒性较低的                                                Cr          ,再加碱生成沉淀;另一种方法是向废水中加入适
量的              NaCl,用                       Fe       作电极进行电解。下列说法错误的是(  ) 
              A.电解时,阳极反应式为                                                                     Fe-2e-===Fe2+ 
              B.电解过程中,阴极能产生氢气 

                                                                                    2-                                                                                               2-                     2  +                      +
              C.电解过程中,Cr2O7                                                               被还原的离子方程式为                                                                  Cr2O7                +6Fe                    +14H

                      3+                    3+
===2Cr                     +6Fe                   +7H2O 

              D.电解过程中,阳极附近生成                                                                                Fe(OH)3                  和       Cr(OH)3                  沉淀 
                   D               [电解法处理含铬废水的原理:用                                                                                                                            Fe            作电极进行电解,Fe                                                                               被氧化生成

         2+                         2+                                                                            2-                                                                                              3+                                                                               +
Fe               ,Fe                       作还原剂把                                               Cr2O7                      还原成毒性较低的                                                                       Cr               。电解过程中,H                                                                     在阴极

                                                                                                                                                                +                                 -
放电生成                                    H2,使阴极附近溶液中的                                                                                              c(H               )c(OH-),且                                                c(H+)逐渐
增大,pH                             减小 
               [对点训练] 

               1.(2018·保定模拟)用                                                             Na2SO3                    溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫,将所
               A.X                 为直流电源的负极,Y                                                                 为直流电源的正极 
得的混合液进行电解循环再生,这种新工艺叫再生循环脱硫法。其中阴、阳离
                                                                                 -                  -
               B.阳极反应为                                             4OH               -4e                ===2H2O+O2↑ 
子交换膜组合循环再生机理如图所示,下列有关说法中不正确的是(  ) 
               C.图中的                                b>a 

               D.该过程中的产品主要为                                                                              H2SO4                和         H2 
                                                                                                                   +                                               2-                                                                                                                                                                                                                                                                      +                                    -
                               B                        [根据                                      Na                        和                   SO3                              的移向可知                                                                            Pt(Ⅰ)为阴极,反应为                                                                                                                                           2H                         +2e                                  ===H2,

                                                                                                                                                                         2-                                        -                                                                                              2-                                            +
Pt(Ⅱ)为阳极,反应为                                                                                                                                         SO3                             -2e                                   +H2O===SO4                                                                                         +2H                                       。] 
2.某原电池装置如下图所示,电池总反应为                                                                                                                       2Ag+Cl2===2AgCl。                                                       
                                                                                                                                                               【导学号:95160157】 


                                                                                                                                                                   
                 (1)当电路中转移                                                        a mol e-时,交换膜左侧溶液中约减少________mol                                                                                                                                                                 离子。
交换膜右侧溶液中                                                                c(HCl)________(填“>”“<”或“=”)1                                                                                                                                     mol·L-1(忽略溶液
体积变化)。 
                 (2)若质子交换膜换成阴离子交换膜,其他不变。若有                                                                                                                                                                               11.2 L                   氯气(标准状况)
参与反应,则必有________mol ________(填离子符号)由交换膜________侧通过
交换膜向________侧迁移。交换膜右侧溶液中                                                                                                                                                        c(HCl)________(填“>”“<”或
“=”)1 mol·L-1(忽略溶液体积变化)。 
                                                                                                                                                                                                                                                               -                                            -
                         【解析】                                                         (1)正极的电极反应式为                                                                                                                     Cl2+2e                                        ===2Cl                                       ,负极的电极反应式为
Ag-e-+Cl-===AgCl,隔膜只允许氢离子通过,转移                                                                                                                                                                                                                                                                        a mol                           电子,必有                                                            a mol                               
Cl-形成沉淀。为了维持电荷平衡,交换膜左侧溶液中必有                                                                                                                                                                                                                                                                                                     a mol H+向交换膜右
侧迁移,故交换膜左侧共减少                                                                                                                                                      2a mol                                离子(a mol Cl-+a mol H+)。交换膜右侧溶
液中氯化氢浓度增大。 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      -                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               -                                                                                                                    -
                                                                 (2)n(Cl2)=0.5 mol,n(Cl                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                )=1 mol。正极的电极反应式为                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     Cl2+2e                                                                                                                    ===2Cl                                                                                                               ,
n(e-)=1 mol,Ag-e-+Cl-===AgCl,交换膜右侧溶液中增加了                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  1 mol                                                                               负电荷(或
增加了                                                                                                       1 mol Cl-),左侧减少了                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              1 mol                                                                                 负电荷(或减少了                                                                                                                                                                                                                                                 1 mol Cl-)。如果质子交
换膜换成阴离子交换膜,只允许阴离子(Cl-)通过交换膜,不允许                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  H+通过。为了
维持电荷平衡,必有                                                                                                                                                                                                                                                                                                      1 mol Cl-从交换膜右侧溶液中通过交换膜向左侧迁移,氯
离子迁移之后,两侧溶液中盐酸浓度保持不变。 


                                                                【答案】                                                                                                                                                                (1)2a                                                                                                   >                                                  (2)1                                                                                    Cl-                                                                             右                                                                 左                                                                = 
[题后归纳]                                           常见隔膜交换膜及其作用 
1常见的隔膜,隔膜又叫离子交换膜,由高分子特殊材料制成。离子交换膜分三
类: 
①阳离子交换膜,简称阳膜,只允许阳离子通过,即允许                                                                                                                                                                                              H+和其他阳离子通过,
不允许阴离子通过。 
②阴离子交换膜,简称阴膜,只允许阴离子通过,不允许阳离子通过。 
③质子交换膜,只允许                                                                               H+通过,不允许其他阳离子和阴离子通过。 
2隔膜的作用 
①能将两极区隔离,阻止两极区产生的物质接触,防止发生化学反应。 
②能选择性的通过离子,起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。注意:①反应物相同,不同的交换膜,迁移的离子种类不同。                                                                                                                                                                                                                                                 ②同种交换
膜,转移相同的电子数,如果离子所带电荷数不同,迁移离子数不同。③离子

迁移依据电荷平衡,而离子数目变化量可能不相等。 
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