2019年高考化学二轮复习专题18《电化学》教案
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1、专题 18 电化学电化学原理的分析和应用是高考的热点。和 2016 年大纲相比,主要变化有:“理解原电池和电解池的构成” ,要求由“了解”提高为“理解” ;“理解金属发生电化学腐蚀的原因,金属腐蚀的危害,防止金属腐蚀的措施”降低为“了解” 。因此预测关于新型电源的工作原理分析、电极反应式的书写仍会在高考中出现,必须高度关注。同样电解原理及其应用也是高考的高频考点,因其与氧化还原反应、离子反应,电解质溶液、元素化合物性质等知识联系密切而成为高 考的重点和热点。由于电解原理在工业上的应用更加广泛,预测 2018 年高考,仍会联系化学工艺过程对电解原理的应用进行考查,以原电池和电解池的工作原理为基点
2、,考察新情境下化学电源的工作原理和电解原理的应用,应给予高度关注。一、 电解原理1电解使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。2电解池(也叫电解槽)(1)概念:电解池是把电能转变为化学能的装置。(2)构成条件:有与电源相连的两个电极。电解质溶液(或熔融盐)。形成闭合回路。(3)电极名称及电极反应式(如图):总反应方程式:Cu 2 2Cl CuCl 2= = = = =电 解 (4)电子和离子移动方向:电子:从电源负极流向电解池的阴极;从电解池的阳极流向电源的正极。离子:阳离子移向电解池的阴极;阴离子移向电解池的阳极。命题点 1 电 解方程式的书写1方法步骤(
3、1)首先判断阴、阳极,分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。(2)再分析电解质水溶液的组成,找全离子并分阴、阳两组(勿忘水溶液中的 H 和 OH )。(3)然后排出阴、阳两极的放电顺序。阴极:阳离子放电顺序:Ag Fe3 Cu2 H (酸)Fe 2 Zn2 H (水)Al 3 Mg2 Na Ca2 K (水溶液中 Al3 、Mg 2 、Na 、Ca 2 、K 不放电)。阳极:活泼电极S 2 I Br Cl OH 含氧酸根离子(水溶液中含氧酸根离子不放电)。(4)分析电极反应,判断电极产物,写出电极反应式,要注意遵循原子守恒和电荷守恒。(5)最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。2注意问题(
4、1)书写电解池中电极反应式时,要以实际放电的离子表示,但书写总电解反应方程式时,弱电解质要写成分子式。(2)要确保两极电子转移数目相同,且注明条件“电解” 。(3)注意题目信息中提示的离子的放电,如电解法制取 KMnO4等。例 1按要求书写有关的电极反应式及总方程式。(1)用惰性电极电解 AgNO3溶液:阳极反应式:_;阴极反应式:_;总反应离子方程式:_。(2)用惰性电极电解 MgCl2溶液阳极反应式:_;阴极反应式:_;总反应离子方程式:_。(3)用铁作电极电解 NaCl 溶液阳极反应式:_;阴极反应式:_;总化学方程式:_。(4)用铜作电极电解盐酸溶液阳极反应式:_;阴极反应式:_;总反
5、应离子方程式:_。【答案】(1)4OH 4e =O22H 2O 4Ag 4e =4Ag 4Ag 2H 2O 4AgO 24H = = = = =电 解 (2)2Cl 2e =Cl2 2H 2e =H2Mg2 2Cl 2H 2O Mg(OH)2Cl 2H 2= = = = =电 解 (3)Fe2e =Fe2 2H 2e =H2Fe2H 2O Fe(OH)2H 2= = = = =电 解 (4)Cu2e =Cu2 2H 2e =H2Cu2H Cu2 H 2= = = = =电 解 例 2.以铝材为阳极,在 H2SO4溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,阳极电极反应式为_。 .用 Al 单质作阳极,石墨
6、作阴极,NaHCO 3溶液作电解液进行电解,生成难溶物 R,R 受热分解生成化合物 Q。写出阳极生成 R 的电极反应式:_。【答案】.2Al6e 3H 2O=Al2O36H .Al3HCO 3e =Al(OH)33CO 2 3命题点 2 电解质溶液的类型及规律例 3如图是电解饱和 NaCl 溶液的实验装置,其中 c、d 为石墨电极。则下列有关判断中正确的是( )Aa 为正极、b 为负极Bc 为阴极、d 为阳极C电解过程中,d 电极质量增加D电解过程中,氯离子浓度不变【答案】A 【解析】由电子流向可知,a 为正极,b 为负极,c 为阳极,d 为阴极,c 极:2Cl 2e =Cl2;d极:2H 2
7、e =H2,因此, B、C、D 项均错。例 4.以石墨为电极,电解 KI 溶液(其中含有少量酚酞和淀粉)。下列说法错误的是( )A阴极附近溶液呈红色 B阴极逸出气体C阳极附近溶液呈蓝色 D溶液的 pH 变小【答案】D【解析】以石墨为电极,电解 KI 溶液的方程式是 2KI2H 2O 通电,I 2H 22KOH。由于其中含有少量酚酞和淀粉,所以在阳极附近碘单质遇淀粉,溶液变为蓝色;在阴极由于产生氢气,溶液显碱性,遇酚酞,溶液变为红色。因为产生了碱,溶液碱性增强,所以溶液的 pH 变大。因此选项是 D。例 5用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶液,在电解的过程中,溶液的 pH 依次为升高、不变、
8、降低的是( )AAgNO 3 CuCl 2 Cu(NO 3)2BKCl Na 2SO4 CuSO 4CCaCl 2 KOH NaNO 3DHCl HNO 3 K 2SO4方法技巧惰性电极电解电解质溶液的四种类型类型 电极反应特点电解质溶液电解对象电解质浓度 pH电解质溶液复原强碱(如NaOH)水 增大 增大 加水含氧酸(如H2SO4)水 增大 减小 加水电解水型阴极:4H 4e =2H2阳极:4OH 4e =2H2OO 2活泼金属的含氧酸盐(如Na2SO4)水 增大 不变 加水电解电解质型电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放无氧酸(如 HCl)电解质 减小 增大通入氯化氢气体电不活泼金属的无氧
9、酸盐(如CuCl2)电解质 减小 加氯化铜放 H2生碱型阴极:H 2O 放H2生成碱阳极:电解质阴离子放电活泼金属的无氧酸盐(如NaCl)电解质和水生成新电解质增大通入氯化氢气体放 O2生酸型阴极:电解质阳离子放电阳极:H 2O 放O2生成酸不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4)电解质和水生成新电解质减小加氧化铜例 6.电解装置如图所示,电解槽内装有 KI 及淀粉溶液,中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电,发现左侧溶液变蓝色,一段时间后,蓝色逐渐变浅。已知:3I 26OH =IO 5I 3H 2O 3下列说法不正确的是( )A右侧发生的电极反应式:2H 2O2e =H22OH B电解结束后
10、,右侧溶液中含有 IO 3C电解槽内发生反应的总化学方程式:KI3H 2O KIO33H 2= = = = =通 电 D如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜,电解槽内发生的总化学反应不变【答案】D例 7如下图所示,x、y 分别是直流电源的两极,通电后发现 a 极极板质量增加,b 极极板 处有无色无味的气体放出,符合这一情况的是( )a 极板 b 极板 x 电极 z 溶液A 锌 石墨 负极 CuSO4B 石墨 石墨 负极 NaOHC 银 铁 正极 AgNO3D 铜 石墨 负极 CuCl2【答案】A二 、 电解原理的应用1电解饱和食盐水(1)电极反应:阳极:2Cl 2e =Cl2(氧化反应)阴极:2
11、H 2e =H2(还原反应)(2)总反应方程式:2NaCl2H 2O 2NaOHH 2Cl 2= = = = =电 解 离子方程式:2Cl 2H 2O 2OH H 2Cl 2= = = = =电 解 (3)应用:氯碱工业制烧碱、氯气和氢气。2电镀和电解精炼铜电镀(Fe 上镀 Cu) 电解精炼铜电极材料 镀层金属铜粗铜(含 Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质)阳极电极反应Cu2e =Cu2Cu2e =Cu2Zn2e =Zn2Fe2e =Fe2Ni2e =Ni2电极材料 待镀金属 Fe 纯铜阴极电极反应 Cu2 2e =Cu电解质溶液 含 Cu2 的盐溶液电解精炼铜时,粗铜中的 Ag、Au 等不反
12、应,沉积在电解池底部形成阳极泥3电冶金利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属 Na、Ca、Mg、Al 等。总方程式 阳极、阴极反应式冶炼钠2NaCl(熔融)2NaCl 2= = = = =电 解 2Cl 2e =Cl22Na 2e =2Na冶炼镁MgCl2(熔融)MgCl 2= = = = =电 解 2Cl 2e =Cl2Mg2 2e =Mg冶炼铝2Al2O3(熔融)4Al3O 2= = = = =电 解 6O2 12e =3O24Al3 12e =4Al命题点 1 电解原理在工业中的应用例 8利用如图所示装置,当 X、Y 选用不同材料时,可将电解原理广泛应用于工业生产。下列说法中正确的是( )A
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- 2019 年高 化学 二轮 复习 专题 18 电化学 教案
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