高中化学电解池原理及其应用.docx

1、核心知识梳理1.图解电解池工作原理(阳极为惰性电极)2.正确判断电极产物阳极产物的判断首先看电极，如果是活性电极作阳极，则电极材料失电子，电极溶解(注意：铁作阳极溶解生成Fe2，而不是Fe3)；如果是惰性电极，则需看溶液中阴离子的失电子能力，阴离子放电顺序为S2IBrClOH(水)。阴极产物的判断直接根据阳离子的放电顺序进行判断：AgHg2Fe3Cu2HPb2Fe2Zn2H(水)。3.对比掌握电解规律(阳极为惰性电极)电解类型电解质实例溶液复原物质电解水NaOH、H2SO4或Na2SO4水电解电解质HCl或CuCl2原电解质放氢生碱型NaClHCl气体放氧生酸型CuSO4或AgNO3CuO或A

2、g2O4.正误判断，下列说法正确的打“”，错误的打“”(1)电解质溶液导电发生化学变化()(2)电解精炼铜和电镀铜，电解液的浓度均会发生很大的变化()(3)电解饱和食盐水，在阳极区得到NaOH溶液()(4)工业上可用电解MgCl2溶液、AlCl3溶液的方法制备Mg和Al()(5)电解精炼铜时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料()(6)用惰性电极电解CuSO4溶液，若加入0.1 mol Cu(OH)2固体可使电解质溶液复原，则整个电路中转移电子数为0.4NA()高考题再现1（2018课标）最近我国科学家设计了一种CO2+H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如图所示，

3、其中电极分别为ZnO石墨烯（石墨烯包裹的ZnO）和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：EDTA-Fe2+-e-EDTA-Fe3+2EDTA-Fe3+H2S2H+S+2EDTA-Fe2+该装置工作时，下列叙述错误的是A.阴极的电极反应：CO2+2H+2e-CO+H2OB.协同转化总反应：CO2+H2SCO+H2O+SC.石墨烯上的电势比ZnO石墨烯上的低D.若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+，溶液需为酸性2（2017课标）支撑海港码头基础的钢管柱，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是A通入保护电流使钢管

4、桩表面腐蚀电流接近于零B通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整3（2017课标）用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是A待加工铝质工件为阳极B可选用不锈钢网作为阴极C阴极的电极反应式为：A3+3e-=AlD硫酸根离子在电解过程中向阳极移动考题套路归纳角度一利用电解原理处理污染1.2016天津理综，10(5)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4，同时获得氢气：Fe2H2O2OH电解(=)FeO4

5、(2)3H2，工作原理如图1所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色FeO4(2)，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。电解一段时间后，c(OH)降低的区域在_(填“阴极室”或“阳极室”)。电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因：_。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：_。答案阳极室防止Na2FeO4与H2反应使产率降低M点：c(OH)低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢或N点：c(OH)过高，铁电极上有Fe(OH)3

6、生成，使Na2FeO4产率降低角度二利用电解原理制备物质(一)“单膜”电解池2.2018全国卷，27(3)KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。写出电解时阴极的电极反应式：_。电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为_，其迁移方向是_。答案2H2O2e=2OHH2K由a到b(二)“双膜”电解池3.2018全国卷，27(3)制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为_。电解后，_室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。答案2H2O4e=4HO2a4.用NaOH溶液吸收烟气中的

7、SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如下图所示(电极材料为石墨)。(1)图中a极要连接电源的_(填“正”或“负”)极，C口流出的物质是_。(2)SO3(2)放电的电极反应式为_。(3)电解过程中阴极区碱性明显增强，用平衡移动原理解释原因：_。答案(1)负硫酸(2)SO3(2)2eH2O=SO4(2)2H(3)H2OHOH，在阴极H放电生成H2，c(H)减小，水的电离平衡正向移动，碱性增强(三)“多膜”电解池5.2014新课标全国卷，27(4)H3PO2也可用电渗析法制备。“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过

8、)：写出阳极的电极反应式：_。分析产品室可得到H3PO2的原因：_。早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2：将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替，并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有_杂质。该杂质产生的原因是_。答案2H2O4e=O24H阳极室的H穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2PO2()穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2PO4(3)H2PO2()或H3PO2被氧化角度三电化学学科交叉计算6.2015全国卷，26(1)(2)酸性锌锰干电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH

9、4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnOOH。(1)该电池的正极反应式为_；电池反应的离子方程式为_。(2)维持电流强度为0.5 A，电池工作5分钟，理论上消耗锌_g。(已知F96 500 Cmol1).新型固体燃料电池的电解质是固体氧化锆和氧化钇，高温下允许氧离子(O2)在其间通过。如图所示，其中多孔电极不参与电极反应。(1)该电池的负极反应式为_。(2)如果用该电池作为电解装置，当有16 g甲醇发生反应时，则理论上提供的电量表达式为_C(1个电子的电量为1.61019C)。.以CH4(g)为燃料可以设计甲烷燃料电池，该电池以稀H2SO4作电解质溶液，其负极电极反应式为_，已知该电池的能量转换效率为86.4%，甲烷的燃烧热为890.3 kJmol1，则该电池的比能量为_kWhkg1(结果保留1位小数，比能量()()燃料质量kg(电池输出电能kWh),1 kWh3. 6106J)。答案.(1)MnO2He=MnOOH2MnO2Zn2H=2MnOOHZn2注：式中Zn2可写为Zn(NH3)4(2)、Zn(NH3)2Cl2等，H可写为NH4()(2)0.05.(1)CH3OH6e3O2=CO22H2O(2)0.5 mol61.61019C6.021023mol1(或2.890105).CH48e2H2O=CO28H13.4