資源簡介

(共22張PPT)
2022級高三化學一輪復習
第16講 電解池工作原理及應用
（1）電極名稱判斷
（2）電極反應式的書寫
（3）微粒的遷移方向
（4）定量計算
（5）電解液的物質變化
核心考點
年份 2024 2023 2022 2021 2020
題號 13題 18題(2)(5) 13題 17題(4) 5題D
13題
考查內容 (1)電極名稱判斷 (2)電極反應式的書寫 (5)電解液的物質變化 (2)電極反應式的書寫 (4)計算 (5)電解液的物質變化 (3)微粒的遷移方向 (5)電解液的物質變化 (3)微粒的遷移方向
(4)計算
(5)電解液的物質變化
研究高考命題特點，把握高考命題方向
試題來源 情景類型 情景來源 情景信息
24年河北 電化學裝置設計 學術 Mg-CO2電池
24年湖南 電化學裝置應用 學術 合成K4C6N16
24年湖北 電化學裝置應用 學術 甘氨酸合成
24年東三省 電化學裝置應用 學術 電化學裝置制氫氣
24年安徽 電化學裝置設計 學術 基于超分子材料設計鋅電池
24年甘肅 電化學裝置設計 學術 固體電解質原電池
24年全國卷 電化學裝置應用 學術 原電池控制血糖
24年全國卷 電化學裝置設計 學術 MnO2-Zn可充電電池
24年山東卷 電化學裝置設計 學術 電解制備H2、O2
24年浙江 電化學裝置應用 教材 電化學防腐
24年江蘇 電化學裝置設計 教材 堿性鋅錳干電池
學習目標
1.能分析、解釋電解池的工作原理，構建認知模型。
2.掌握常見離子放電順序，熟練書寫電極反應式、總反應式并能進行相關計算，進行思維建模。
3.認識電解在實現(xiàn)物質轉化和能量轉化中的具體應用，通過模型應用來分析和解決實際問題。
1. 電解池認知模型
裝置 外接電源
電極 名稱
電子流向
微粒移向 陰陽相吸
電極反應 陽極（氧化反應）
陰極（還原反應）
放電順序
一、電解池工作原理
回歸教材 構建認知模型
CuCl2溶液
S2﹣ ＞I﹣ ＞Br﹣＞Cl﹣＞OH﹣＞含氧酸根離子＞F﹣
Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Pb2＋＞Sn2＋＞Fe2＋＞Zn2＋
＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋
陰極
陽極
溶液中的微粒得電子
惰性電極
活潑電極
溶液中的微粒失電子
活潑電極自身失電子
放電順序
典例1．【人教版選修1教材119課后習題改編】鋅–空氣燃料電池可用作電動車動力電源，兩電極材料分別為鋅和石墨，電池的電解質溶液為KOH溶液，反應為2Zn+O2+4OH–+2H2O=2[Zn(OH)4]2-。當電池充電時，下列說法正確的是（ ）
A．電解質溶液中K+向陽極移動
B．電解質溶液中c(OH－) 逐漸減小
C．陰極反應為：[Zn(OH)4]2－+2e–=Zn+4OH–
D．電路中通過2mol電子，生成氧氣22.4L（標準狀況）
C
（人教2019版選擇性必修一第四章第二節(jié)電解池課后習題）利用電解法可將含有Fe、Zn、Ag、Pt等雜質的粗銅提純。下列敘述中正確的是
A．電解時以精銅作陽極
B．電解時陰極上發(fā)生的反應為Cu2++2e-=Cu
C．粗銅連接電源的負極，其電極反應為Cu2++2e-=Cu
D．電解后，電解槽底部會形成含有少量Ag、Pt等金屬的陽極泥
典例2．【2024浙江1月選考,19,節(jié)選】通過電化學、熱化學等方法,將CO2轉化為HCOOH等化學品,是實現(xiàn)“雙碳”目標的途徑之一。
(1)某研究小組采用電化學方法將CO2轉化為HCOOH,裝置如圖所示。電極B上的電極反應式是　 。
電極反應式的書寫方法
CO2+2H++2e-=HCOOH
典例3．【2021·湖南 16節(jié)選】利用電解原理，將氨轉化為高純氫氣，其裝置如圖所示。
(1)電解過程中OH－的移動方向為__________(填“從左往右”或“從右往左”)。
(2)陽極的電極反應式為_______________________________________。
從右往左　
2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O
變式練1【人教版選修1教材109頁資料卡片 改編】：制造尼龍-66的原料己二腈[NC(CH2)4CN]用量很大，用電合成法可以先利用丙烯為原料制備丙烯腈[CH2=CHCN]，再用丙烯腈電合成己二腈，已知電合成己二腈的總反應如下：4CH2=CHCN+2H2O=2NC(CH2)4CN+O2，
寫出電合成己二腈時的陰極反應式： 。
2CH2=CHCN+2H++2e-=NC(CH2)4CN
2CH2=CHCN+2H++2e-=NC(CH2)4CN
人教版選修一教材109頁
與其他有機合成相比，電有機合成具有反應條件溫和、反應試劑純凈和生產(chǎn)效率高等優(yōu)點。
二、電解原理應用
1．電解飽和食鹽水（氯堿工業(yè)）
①電極反應？總反應？
②進出口物質分析？
③離子交換膜的類型？作用？
回歸教材 電解模型應用
2．電解精煉
粗銅
精銅
（含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等雜質）
CuSO4溶液
當電路中通過電流時，
①在兩電極上的電極反應式分別是什么？
②依據(jù)得失電子守恒，溶液中的銅離子濃度有何變化？
回歸教材 電解模型應用
3．電鍍
陽極反應：Cu－2e－==Cu2+(進入溶液)
陰極反應：Cu2+＋2e－==Cu(在鍍件上沉積)
①根據(jù)左圖分別寫出兩電極反應
②待鍍金屬制品 一般作 極？
③鍍層金屬 一般為作 極？
④若待鍍制品為塑料制品呢？
回歸教材 電解模型應用
3．電鍍
回歸教材 電解模型應用
蘇教版選修一教材27頁
4．電冶金
陰極環(huán)繞在陽極外面，兩極之間用隔膜隔開。
在陰極區(qū)得到液態(tài)鈉，在陽極區(qū)得到氯氣。
隔膜選擇 離子交換膜？
回歸教材 電解模型應用
人教版選修一教材108頁
典例4.【2023·浙江卷13 改編】 氯堿工業(yè)能耗大，通過如圖改進的設計可大幅度降低能耗。下列說法不正確的是( 　　)
A．電極A接電源正極，發(fā)生氧化反應
B．電極B的電極反應式為：
2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
C．應選用陽離子交換膜，在右室
獲得濃度較高的NaOH溶液
D．電極A的電極電勢比電極B的高
E. 改進設計中通過提高電極B上反應物的氧化性降低電解電壓，減少能耗
B
鏈接高考 構建解題模型
B
典例5．【2022·廣東卷10改編】以熔融鹽為電解液，以含Cu、Mg和Si等的鋁合金廢料為陽極進行電解，實現(xiàn)Al的再生。該過程中( 　)
A.陰極發(fā)生的反應為Cu－2e－=Cu2＋
B.陽極上Al被氧化
C.在電解槽底部產(chǎn)生含Mg的陽極泥
D.陽極和陰極的質量變化相等
鏈接高考 構建解題模型
典例6．【2024·黑吉遼卷 13 改編】“綠色零碳”氫能前景廣闊。為解決傳統(tǒng)電解水制“綠氫”陽極電勢高、反應速率緩慢的問題，科技工作者設計耦合HCHO高效制H2的方法，裝置如圖所示。部分反應機理為：
下列說法錯誤的是( )
A. 陰極反應：2H2O+2e- =2 OH-+ H2↑
B. 電解時OH- 通過陰離子交換膜向b極方向移動
C. 陽極反應: 2HCHO-2e-+4OH-=2HCOO-+2H2O + H2↑
D. 當電路中通過2mol電子時，H2理論產(chǎn)量為22.4L（標況下）
E. 電解時陽極區(qū)溶液的pH減小
D
鏈接高考 構建解題模型
裝置
電極
電極反應式
微粒移向、隔膜
定量計算
反應類型；電子流向；離子遷移等
寫物質；明得失；配補項；查守恒
電荷守恒；隔膜-生產(chǎn)目標
電路中轉移電子數(shù)相等
有無外接電源；放電或充電
電解池
概 念
認知模型
思維建模
陽極
電 極
陰極
電極方程式書寫
能量轉化
微粒遷移
模型應用
判斷方法：
判斷方法：
遵循三大守恒定律：電子、電荷、原子個數(shù)守恒
陰、陽離子分別移向
電子流向
陽極材料
氧化
反應
還原
反應
陰極材料
外接電源
氯堿工業(yè)
電鍍
電冶金
電解精煉
構成四要素
電極材料、電極反應物、電子導體、離子導體
電解池必備知識

展開更多......

收起↑