归纳与整理优秀教学设计

高考二轮专题复习——电解应用

【2018年考试大纲】

1、理解电解池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应和总反应方程式。

2、了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。

一、电解池原理

电极判断：

阳极：与外电源

极相连的电极，

电子，化合价

，发生

反应。

阴极：与外电源

极相连的电极，

电子，化合价

，发生

反应。

【学生活动1】分析电解氯化钠溶液（石墨电极）

（1）在下图中标阴阳极，并标通电后各种离子运动方向？

阳离子向

极移动,

阴离子向

极移动。

（2）在图中标电流流动方向

（3）在图中标电子流动方向

（4）写电极反应

阴极：

阳极：

NaCl溶液

二、选择题部分

例1 （2016全国乙卷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2－电场的作用下，两膜中间的Na+和SO4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[来源:学+科+网Z+X+X－SO42离子向正极迁移，正极区溶液pH增大

-a稀Na2SO4溶液c+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2 H2O–4e–=O2+4H+，负极区溶液pH降低

D．当电路中通过1mol电子的电量时，会有0.5mol的O2生成

负极区正极区b

1

浓Na2SO4溶液d

练习1

【2017广州模拟10】用电化学法制备LiOH的实验装置如图，采用惰性电极，a口导入LiCl溶液，b口导入LiOH溶液，下列叙述正确的是

A．通电后阳极区溶液pH增大

B．阴极区的电极反应式为4OH–4e＝O2↑+2H2O C．当电路中通过1mol电子的电量时，会有0.25mol的Cl2生成

－－

c 气体

+ －

气体

d a 阳离子交换膜

b D．通电后Li+通过交换膜向阴极区迁移，LiOH浓溶液从d口导出

练习2 【2016广州一测

11】用电解法可提纯含有某些含氧酸根杂质的粗KOH溶液，其工作原理如图所示。下列有关说法错误的是

．．A．阳极反应式为4OH-4e＝2H2O+O2↑

B．通电后阴极区附近溶液pH会增大

C．K+通过交换膜从阴极区移向阳极区

D．纯净的KOH溶液从b出口导出

例题2 【2017海南高考，10题】

一种电化学制备NH3的装置如图所示，图中陶瓷在高温时可以传输H+。下列叙述错误的是

A．Pd电极b为阴极

B．B．阴极的反应式为：N2+6H++6e−=2NH3

C．H+由阳极向阴极迁移

D．陶瓷可以隔离N2和H2

练习3 【2018广州一测

11】一种电解法合成氨的装置如图所示，

该法采用高质子导电性的

SCY 陶粗KOH溶液

阳离子交换膜

－－a b H2O(含少量KOH) 瓷，用吸附在它内外表面上的金属

Pd 多晶薄膜做电极，实现了

570℃、

常压下高转化率合成氨。

下列叙述正确的是

A．阴极的电极反应式为

N2+8H++6e－＝2NH4+

B．

该装置工作时，

H+从

a 极区向

b 极区迁移

C．每生成

1mol NH3，有

3g H2 被氧化

D．该装置实现了在常温常压下高转化率合成氨

2

例3 【2017新课标Ⅰ，11题】支撑海港码头基础的钢管桩，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

练习4 【2017新课标Ⅱ，11题】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H2SO4H2C2O4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

3C．阴极的电极反应式为：Al3eAl

D．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动

三

【非选择题部分】

例4 （2016国乙28改编）

NaClO2是一种重要杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其生产工艺如下：

NaClO3食盐水

硫酸、SO2反应电解结晶、干燥NaClO2产品ClO2

Cl2

回收尾气吸收成品液

答下列问题：

“电解”中阴极反应的主要产物是

；（2分）

电解的离子方程式为 。（3分）

练习5 （2015国甲28改编）

二氧化氯（ClO2，黄绿色易溶于水的气体）是高效、低毒的消毒剂。回答下列问题：

NaHSO4NaOH、H2O2

电解时，阴极产物为 ；（2分）阳极反应式为 ；（2分）

电解发生反应的化学方程式为 。（3分）

3

练习6

【2017江苏，16题

节选】

铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下:

注:SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。

（1）

“电解Ⅰ”是电解熔融

Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是

。

（2）“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液，原理如图所示。

阳极的电极反应式为_____________________，（2分）

阴极产生的物质A的电极反应式为_____

______。

练习7 【2014新课标Ⅰ

改编】次磷酸(H3PO2)是一种精细化工产品，具有较强还原性。H3PO2可以通过电解的方法制备。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)：

（１）写出阳极室的电极反应式

，

随着电解的进行，阴极室溶液PH值 ，阴极产物为

；Na+向 室移动；如电解过程中转移了2mol电子，两极共收集到气体 L（标准状况）。

（2）分析产品室可得到H3PO2的原因

。

（3）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 杂质。

该杂质产生的原因是：

。

4

高三化学电化学专题复习练习

1.（６分）肼(N2H4)-空气燃料电池是一种环保型碱性燃料电池，电解质溶液是20%-30%的KOH溶液。电池总反应为N2H4+O2=N2+2H2O。下列说法正确的是

A．溶液中阴离子向正极移动 B．正极的电极反应式是O2+4H+4e=2H2O --

C．负极的电极反应式是N2H4+4OH-4e=4H2O+N2↑

D．放电后电解质溶液的碱性增强2.（2013国乙10

６分）

银制器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了Ag2S的缘故。根据电化学原理可进行如下处理：在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的的银器浸入该溶液中，一段时间后发现黑色会褪去。下列说法正确的是

A．处理过程中银器一直保持恒重

B．银器为正极，Ag2S被还原生成单质银

C．该过程中总反应为2Al + 3Ag2S = 6Ag + Al2S3 D．黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl 3.（2016国甲11

６分）

Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是

A．负极反应式为Mg-2e=Mg B．电池放电时Cl由正极向负极迁移

C．正极反应式为Ag+e=Ag D．负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑

+--2+-+-4 .(2016国丙11 改编 6分) 锌–空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为: 2Zn+O2+4OH+2H2O = 2Zn(OH)24。下列说法错误的是 –A．放电时，电路中通过0.2mol电子，负极材料质量减少6.5g B．放电时，负极反应为：Zn+4OH-2e= Zn(OH)24

––

C．充电时，电解质溶液中K向阴极移动

D．充电时，负极区溶液中PH值逐渐减小

+5. (2016国丙11 改编 6分) 锌–空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为: 2Zn+O2+4OH+2H2O = 2Zn(OH)24。下列说法错误的是

（Zn 65 ）

–A．放电时，电路中通过0.2mol电子，负极材料质量减少6.5g B．放电时，负极反应为：Zn+4OH-2e= Zn(OH)24

––

C．充电时，电解质溶液中K+向阴极移动

D．充电时，负极区溶液中PH值逐渐减小

6.（2015天津04

６分）

锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是

A.铜电极上发生氧化反应

B.电池工作一段时间后，甲池的c(SO42－)减小

5

C.电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加

D.阴阳离子离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡

7.（2013浙江11

６分）

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：3I2 + 6OH= IO3+ 5I+ 3H2O 下列说法不正确的是

．．．A．右侧发生的电极方程式：2H2O + 2e= H2↑ + 2OH—B．电解结束时，右侧溶液中含有IO3

C．电解槽内发生反应的总化学方程式：KI + 3H2O —

—

KIO3 + 3H2↑

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方程式不变

8.（2012北京12

６分）

人工光合作用能够借助太阳能，用CO2和H2O制备化学原料。下图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图，下列说法不正确的是

A．该过程是将太阳能转化为化学能的过程

B．催化剂a表面发生氧化反应，有O2产生

C．催化剂a附近酸性减弱，催化剂b附近酸性增强

+一D．催化剂b表面的反应是CO2 +2H+2e=HCOOH

9.（2012国标26 改编 ６分）

高铁电池是一种新型可充电电池，与MnO2-Zn电池类似，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应式为：3Zn+2K2FeO4+8H2O下列叙述不正确的是

A.放电时负极的反应为：Zn-2e+2OH--3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH Zn(OH)2

B. 放电时每转移3 mol电子，正极有1 mol K2FeO4被氧化

C. 充电时阳极反应为：Fe(OH)3 - 3e+ 5OH = FeO4 + 4H2O D.放电时正极附近溶液的碱性增强

10. (2015北京27 改编 6分) 研究CO2在海洋中的转移和归宿，是当今海洋科学研究的前沿领域。

利用右图所示装置从海水中提取CO2，有利于减少环境温室气体含量。 下列叙述错误的是 A 阳极区反应为2 H2O – 4e– = O2 ↑+ 4H+ B b室发生反应：H+ + HCO3－ = H2O + CO2↑ C H+从a室通过阳离子膜进入b室再进入c室

D

c室产物为H2 和NaOH。

- -2-

6

11. （2012浙江10 改编 6分

）

以铬酸钾为原料，电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下。下列说法不正确的是

A．在阴极室电极反应为：2H2O＋2e＝ 2OH＋H2↑

B．K从阳极区通过离子交换膜到阴极区

C．阴极区溶液PH值减小

D．在阳极室，通电后溶液逐渐由黄色变为橙色，是因＋2－＋2－为阳极区H浓度增大，使平衡 2CrO4＋2HCr2O7＋H2O向右移动。

+－－12

(2014国甲12

6分)

2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是

A．a为电池的正极

B．电池充电反应为LiMn2O4 Li1-xMn2O4+xLi C．放电时，a极锂的化合价发生变化

D．放电时，溶液中Li从b向a迁移

13 （2017新课标III，11题）全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为：16Li+xS8=8Li2Sx（2≤x≤8）。下列说法错误的是

＋

A．电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4 B．电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重0.14 g C．石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性

D．电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多

14 (2015福建11 改编 6分)某模拟"人工树叶”电化学实验装置如右图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是

A．该装置将化学能转化为光能和电能

B．

每生成1 mol O2，有44 g CO2被还原

C．该装置工作时，H从b极区向a极区迁移

D.a电极的反应为：3CO2 + 16H-18e= C3H8O+4H2O 7

＋－

＋

15 （2017天津，7题

改编

）

某混合物浆液含有Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4,。某研究小组利用设计的电解分离装置（见图），使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。回答的问题。

用惰性电极电解时，CrO42-能从浆液中分离出来的原因是

，分离后含铬元素的粒子是

；阴极室生成的物质为___________（写化学式）。

16.（2014国甲27

８分）

PbO2也可以通过石墨为电极，Pb(NO3) 2和Cu(NO3) 2的混合溶液为电解液电解制取。阳极发生的电极反应式为

，阴极观察到的现象是

；若电解液中不加入Cu(NO3)2，阴极发生的电极反应式

，这样做的主要缺点是

。

17 （2016国乙36 改编 3min 4分

） 高锰酸钾（KMnO4）是一种常用氧化剂，主要用于化工、防腐及制药工业等。“电解法”生产高锰酸钾的现代工艺如右图。

电解K2MnO4水溶液，电解槽中阳极发生的电极反应为 ；

阴极产物是 。

8

例1、B 练习1、D 练习2、C 例2、A 练习3、C 例3、C 练习4、C 例4、NaClO2 2Cl+ 2ClO2 = Cl2 + 2ClO2

+ –

+练习5： (1) H 2 、

NH4+3 Cl -6e- = NCl3+ 4H 、 NH4Cl＋2HCl电解

- - 3H2↑＋NCl3

4 HCO3-+O2↑

练习6（1）石墨电极被阳极上产生的O2氧化

；

(2) 4 CO32-+ 2H2O－4e-

2H2O + 2e-= 2OH-+H2

↑

－＋练习7：（1）2H2O－4e＝O2↑＋4H；增大； H2、 NaOH； 阴极室

；33 .6 - （2）阳极室的H+穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H3PO2穿过阴膜扩散至产品室．二者反应生成。

（3）PO4 H3PO3或 H2PO2被氧化。

课后练习

1-10 CBCDD

CCCBC

11-14 CCDC 15、在直流电场作用下，CrO42-通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液

；CrO42-和

Cr2O72-

；NaOH和H2

17 、(1) MnO4-e=MnO4；H2、KOH；

2---3--9