2020届高三化学二轮复习　电解池原理及其应用（学案及训练）

1、2020届高三化学二轮复习电解池原理及其应用（学案及训练）知识梳理1.电解池工作原理图解2.正确判断电极产物的突破方法(1)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)含氧酸根离子。(2)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.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Ag2O注意电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法分析。一般是加入阳极产物和阴极产物的化合物，但也有特殊情况，如用惰性电极电解CuSO4溶液，Cu2完全放电之前，可加入CuO或CuCO3复原，而Cu2完全放电之后，可加入适量水复原。(如加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3可使溶液复原，适用于电解生成nCunO211的情

2、况)分类训练角度一利用电解原理处理污染1.(2018课标全国，13)最近我国科学家设计了一种CO2H2S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，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：EDTAFe2e=EDTAFe32EDTAFe3H2S=2HS2EDTAFe2该装置工作时，下列叙述错误的是()A.阴极的电极反应：CO22H2e=COH2OB.协同转化总反应：CO2H2S=COH2OSC.石墨烯上的电势比ZnO石墨烯上的低D.若采用Fe3/Fe2取代EDTAFe3/EDTAFe2，溶液需为酸性答案C2.用右图所示装置除去含CN、Cl废水中的CN时，控制溶液pH为910，阳极产生的ClO将CN氧化为两种无污染的气体。下列说法不正确的是()A.用石墨作阳极，铁作阴极B.阳极的电极反应式：Cl2OH2e=ClOH2OC.阴极的电极反应式：2H2O2e=H22OHD.除去CN的反应：2CN5ClO2H=N22CO25ClH2O答案D角度二利用电解原理制备物质(一)无隔膜电解池3.(1)2019课标全国，28(4)在传统的电

3、解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如图所示：负极区发生的反应有_(写反应方程式)。电路中转移1 mol电子，需消耗氧气_L(标准状况)。(2)2019北京理综，27(2)可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢，工作示意图如图。通过控制开关连接K1或K2，可交替得到H2和O2。制H2时，连接_。产生H2的电极反应式是_。改变开关连接方式，可得O2。结合和中电极3的电极反应式，说明电极3的作用：_。答案(1)Fe3e=Fe2，4Fe2O24H=4Fe32H2O5.6(2)K12H2O2e=H22OH制H2时，电极3发生反应：Ni(OH)2OHe=NiOOHH2O。制O2时，上述电极反应逆向进行，使电极3得以循环使用(二)“单膜”电解池4.2018课标全国，27(3)KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。(1)写出电解时阴极的电极反应式_。(2)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(1)2H2O2e=2OHH2(或2H2e=H2)(2)K由a到b(三)“双膜”电解池5.(2016课标全国

4、，11)三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na和SO可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是()A.通电后中间隔室的SO离子向正极迁移，正极区溶液pH增大B.该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品C.负极反应为2H2O4e=O24H，负极区溶液pH降低D.当电路中通过1 mol电子的电量时，会有0.5 mol的O2生成答案B角度三“多池组合”电解池6.用石墨电极完成下列电解实验。实验一实验二装置现象a、d处试纸变蓝；b处变红，局部褪色；c处无明显变化两个石墨电极附近有气泡产生；n处有气泡产生；下列对实验现象的解释或推测不合理的是()A.a、d处：2H2O2e=H22OHB.b处：2Cl2e=Cl2C.c处发生了反应：Fe2e=Fe2D.根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜答案B7.某同学组装了如图所示的电化学装置，电极为Al，其他均为Cu，则()A.电流方向：电极电极B.电极发生还原反应C.电极逐渐溶解D.电极的电极反应：Cu22e=Cu答

5、案A角度四金属的腐蚀与防护8.支撑海港码头基础的防腐技术，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答案C9.验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。在Fe表面生成蓝色沉淀试管内无明显变化试管内生成蓝色沉淀下列说法不正确的是()A.对比，可以判定Zn保护了FeB.对比，K3Fe(CN)6可能将Fe氧化C.验证Zn保护Fe时不能用的方法D.将Zn换成Cu，用的方法可判断Fe比Cu活泼答案D强化训练一、电极反应式的书写1、按要求书写电极反应式(1)用惰性电极电解NaCl溶液：阳极：_。阴极：_。(2)用惰性电极电解CuSO4溶液：阳极：_。阴极：_。(3)铁作阳极，石墨作阴极电解NaOH溶液：阳极：_。阴极：_。答案(1)2Cl2e=Cl22H2e=H2或2H2O2e=H22OH(2)4OH4e=2H2OO2(或

6、2H2O4e=O24H)2Cu24e=2Cu(3)Fe2e2OH=Fe(OH)22H2O2e=H22OH2、提取“信息”，明确电解目的，书写电极反应式(1)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。由有机阳离子、Al2Cl和AlCl组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。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，则电极反应式为阳极：_。阴极：_。(2)用惰性电极电解K2MnO4溶液能得到化合物KMnO4，则电极反应式为阳极：_。阴极：_。答案(1)Al3e7AlCl=4Al2Cl4Al2Cl3e=Al7AlCl(2)2MnO2e=2MnO2H2e=H23.根据“交换膜”结合信息、书写电极反应式制备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4OH4e=O22H2O(或2H2O4e=O24H)a4、8.(2019山东潍坊二模)利用电解方法也可以实现铈的回收。(1)在酸性条件下电解Ce2O3(如图)：阳极电极反应式为_，离子交换膜为_(填“阴”或“阳”)离子交换膜。(2)电解产物Ce(SO4)2是重要的氧化剂，将其配成标准溶液，在酸性条件下能测定工业盐中NaNO2的含量，写出发生反应的离子方程式_答案(1)Ce2O32e6H=2Ce43H2O阳(2)2Ce4NOH2O=2Ce3NO2H二、选择5.(2019山东济宁质检)世界水产养殖协会介绍了一种利用电化学原理净化鱼池中水质的方法，其原理如图所示，电极C1、C2为惰性电极，下列说法正确的是()A.C1极上发生还原反应B.C1极上的电势比C2极上的高C.若有1 mol NO被还原，则有1 mol H通过质子膜迁移至阴极区D.若有机物为葡萄糖(C6H12O6)，则1 mol葡萄糖被完全氧化时，理论上电极

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