精品新人教版高三化学一轮总复习第六章第3讲优质课教案.docx

1、精品新人教版高三化学一轮总复习第六章第3讲优质课教案第3讲电解池金属的电腐蚀与防护考纲要求1了解电解池的工作原，能写出电极反应和电池反应方程式。2解金属发生电腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。考点一电解的原1电解定义在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生氧反应和还原反应的过程。2能量转形式电能转为能。3电解池(1)构成条件有与电相连的两个电极。电解质溶液(或熔融盐)。形成闭合回路。(2)电极名称及电极反应式(如图)(3)电子和离子移动方向电子：从电负极流向电解池的阴极；从电解池的阳极流向电的正极。离子：阳离子移向电解池的阴极；阴离子移向电解池的阳极。4分析电解过程的思维程序(1

2、)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(不要忘记水溶液中的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：AgF32H(酸)F22H(水)A3Mg2N2。阳极：活泼电极S2IBrOH含氧酸根离子。注意阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。最常用、最重要的放电顺序是：阳极，OH；阴极：Ag2H。电解水溶液时，A3不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到、N、Mg、A等金属。(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

3、)最后写出电解反应的总方程式或离子方程式。深度思考1用分析电解过程的思维程序分析电解下列物质的过程，并总结电解规律(用惰性电极电解)电解质(水溶液)电极方程式被电解的物质总方程式或离子方程式电解质浓度溶液pH电解质溶液复原含氧酸(如H2SO4)阳极：4OH4=O22H2O阴极：4H4=2H2水2H2OO22H2增大减小加H2O强碱(如NOH)阳极：4OH4=O22H2O阴极：4H4=2H2水2H2OO22H2增大增大加H2O活泼金属的含氧酸盐(如NO3、N2SO4)阳极：4OH4=O22H2O阴极：4H4=2H2水2H2OO22H2增大不变加H2O无氧酸(如H) ，除HF外阳极：22=2阴极：

4、2H2=H2酸2H2H2减小增大通入H气体不活泼金属的无氧酸盐(如2)，除氟物外阳极：22=2阴极：22=盐22减小加2活泼金属的无氧酸盐(如N)阳极：22=2阴极：2H2=H2水和盐22H2O2H22OH生成新电解质增大通入H气体不活泼金属的含氧酸盐(如SO4)阳极：4OH4=O22H2O阴极：224=2水和盐222H2O2O24H生成新电解质减小加O或O32电解过程中放H2生碱型和放O2生酸型的实质是什么？答案放H2生碱型的实质是水电离出的H放电，破坏了水的电离平衡，使OH浓度增大，放O2生酸型的实质是水电离出的OH放电，破坏了水的电离平衡，使H浓度增大。3(1)上表中要使电解后的N溶液复

5、原，滴加盐酸可以吗？(2)上表中要使电解后的SO4溶液复原，加入(OH)2固体可以吗？答案电解质溶液的复原应遵循“从溶液中析出什么补什么”的原则，即从溶液中析出哪种元素的原子，则应按比例补入哪些原子。(1)电解N溶液时析出的是等物质的量的2和H2，所以应通入氯氢气体，加入盐酸会引入过多的水。(2)同，使SO4溶液复原应加入O，而加入(OH)2也会使溶液的浓度降低。4在框图推断中若出现“AH2OBD”的模式，则A一般可能为什么物质？答案SO4、N()或AgNO3，要视其他条件而定。题组一电解原和电解规律的考查1用惰性电极电解下列溶液，电解一段时间后，阴极质量增加，电解液的pH下降的是 ()ASO

6、4 BNOH B2 DH2SO4答案A解析符合该题条件的电解质应为不活泼金属的含氧酸盐。2用铂电极电解一定浓度的下列物质的水溶液，在电解后的电解液中加适量水，能使溶液浓度恢复到电解前浓度的是 ()AN BN2O3 SO4 D2S答案B解析加适量水能使溶液恢复到电解前的浓度，则实际是电解水，故只有B项符合条件。#3右图为直流电电解稀N2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极和b附近分别滴加几滴石蕊溶液。下列实验现象描述正确的是 ()A逸出气体的体积，电极的小于b电极的B一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气体电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色D电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色答案D解析SO、OH移

7、向b极，在b极OH放电，产生O2，b极附近c(H)c(OH)，石蕊试液变红。N、H移向极，在极H放电产生H2，极附近c(OH)c(H)，石蕊试液变蓝。所以产生的气体体积电极的大于b电极的；两种气体均为无色无味的气体。A、B均错。题组二电极反应式、电解总方程式的书写4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Mg2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N溶液阳极反应式_；阴极反应式_；总方程式_。(4)用铜作电极电解盐酸溶液阳极反应式_；阴极反应式_；总反应离子方

8、程式_。答案(1)4OH4=O22H2O4Ag4=4Ag4Ag2H2O4AgO24H(2)22=22H2=H2Mg222H2OMg(OH)22H2(3)F2=F22H2=H2F2H2OF(OH)2H2(4)2=22H2=H22H2H25以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧膜，阳极电极反应式为_。用A单质作阳极，石墨作阴极，NHO3溶液作电解液进行电解，生成难溶物R，R受热分解生成合物Q。写出阳极生成R的电极反应式：_。答案2A63H2O=A2O36HA3HO3=A(OH)33O2解析依据信息阳极形成的氧膜一定为A2O3，A失电子生成A2O3，A2O3中的氧是由水提供的，溶液显酸

9、性，所以有H生成；A作阳极，失电子，生成A3，A3水解显酸性，溶液中的HO水解显碱性，两者水解互相促进，生成A(OH)3和O2。6I是一种不溶于水的白色固体，可以由反应：224I=2II2得到。现以石墨为阴极，以为阳极电解I溶液，通电前向电解液中加入少量酚酞和淀粉溶液。回答下列问题：(1)阳极区的现象_。(2)阳极电极反应式_。答案(1)铜电极逐渐溶解，有白色沉淀产生，溶液变为蓝色(2)24I4=2II21电解方程式的书写步骤以写出用石墨作电极电解SO4溶液的电极反应式及总的电解方程式为例。第一步：明确溶液中存在哪些离子。阳离子：2、H；阴离子：OH、SO。第二步：判断阴阳两极附近离子种类及离

10、子放电顺序。阴极：2H；阳极：OHSO。第三步：写电极反应式和总的电解方程式。阴极：224=2；阳极：2H2O4=O24H。根据得失电子相等，两极反应式相加得总方程式：2SO42H2O2O22H2SO4。2规避电解池中方程式书写的3个易失分点(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目相同，且注明条件“电解”。(3)电解水溶液时，应注意放电顺序中H、OH之后的离子一般不参与放电。题组三与酸、碱、盐的电解有关的实验设计72010大纲全国卷，29(1)(2)(3)(4)(5)如图是一个用铂丝作电极，电解稀的MgS

11、O4溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色。(指示剂的pH变色范围：6880，酸色红色，碱色黄色)回答下列问题：(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变的叙述正确的是_(填编号)；A管溶液由红变黄； B管溶液由红变黄； A管溶液不变色；B管溶液不变色(2)写出A管中发生反应的反应式：_；(3)写出B管中发生反应的反应式：_；(4)检验管中气体的方法是_；(5)检验b管中气体的方法是_。答案(1)(2)2H2=H2(或2H2O2=2OHH2)Mg22OH=Mg(OH)2(3)4OH4=2H2OO2(或2H2O4=4HO2)(4)用拇指按住管口，取出试管，管口靠近火焰，放开拇指，有

12、爆鸣声，管口有淡蓝色火焰(5)用拇指按住管口，取出试管正立，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内会复燃解析(1)由于MgSO4是强酸弱碱盐，在水溶液中存在Mg22H2O Mg(OH)22H水解平衡，因此水溶液呈酸性，电解前A、B管均显红色。铂丝是惰性电极，电解池中阴离子在阳极发生氧反应，阳离子在阴极发生还原反应，在A管溶液中，铂丝作阴极，由于H的氧性大于Mg2的氧性，H先得电子被还原为H2，Mg2与OH生成Mg(OH)2沉淀，酸性减弱，随着水的电解，OH浓度增大，颜色由红变黄。而在B管溶液中铂丝作阳极，OH的还原性大于SO，OH失电子，随着电解的进行，酸性增大，溶液不变色(始终为红色)。(2)

13、(3)由(1)可知，在A管中发生：2H2=H2(或2H2O2=2OHH2)Mg22OH=Mg(OH)2在B管中：4OH4=2H2OO2(或2H2O4=4HO2)(4)(5)H2的常用检验方法是“爆鸣”法，即用拇指按住管口，取出试管，管口靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声，管口有淡蓝色火焰；O2的常用检验方法是木条复燃法，用拇指按住管口，取出试管b正立，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内，木条复燃。8如图所示，用石墨电极电解氯铜溶液。查阅资料可知，显黄色，氯铜溶液显蓝绿色或黄绿色；向体积相同浓度分别为001 L1,005 L1,01 L1,05 L1的氯铜溶液中加入N至饱和，对比发现。溶液的颜色由黄

14、绿色向蓝绿色转变。请回答下列问题：(1)阳极上的气体呈_色，检验该气体可用_。(2)写出电解的离子方程式：_。(3)实验时，装置中阴极溶液颜色由蓝绿色变为黄绿色，原因是_。(4)取出阴极的石墨棒，发现表面有浅蓝色固体，试设计实验探究此浅蓝色固体的成分：_。(5)为什么要设计连接后面的装置？_。答案(1)黄绿湿润的淀粉I试纸(2)222(3)阴极2放电后，2与浓度比值减小(4)取此浅蓝色固体于试管中，加入硫酸，若溶解且溶液变蓝色，则为(OH)2(5)因为阳极产生的氯气为有毒气体，故后面连接装置可以用于检验与吸收解析(1)阳极是阴离子放电，即放电产生2，故颜色为黄绿色；检验2可用湿润的淀粉I试纸，

15、若试纸变蓝，则确定为氯气。(2)电解氯铜的离子方程式为222。(3)由题目所给信息，2与浓度比值逐渐增大，溶液的颜色由黄绿色向蓝绿色转变，故阴极2放电后，2与浓度比值减小而呈现黄绿色。(4)随着反应的进行，2浓度降低，此时有一部分H放电而使此区域OH浓度增大，故此浅蓝色固体为(OH)2。(5)电解氯铜时产生的氯气有毒，故后面连接装置既可用作检验电解产生的气体，又可用于吸收该有毒气体。考点二电解原的应用1电解饱和食盐水(1)电极反应阳极反应式：22=2(氧反应)阴极反应式：2H2=H2(还原反应)(2)总反应方程式：2N2H2O2NOHH22离子反应方程式：22H2O2OHH22(3)应用：氯碱

16、工业制烧碱、氯气和氢气。2电镀右图为金属表面镀银的工作示意图，据此回答下列问题：(1)镀件作阴极，镀层金属银作阳极。(2)电解质溶液是AgNO3溶液等含镀层金属阳离子的盐溶液。(3)电极反应：阳极：Ag=Ag；阴极：Ag=Ag。(4)特点：阳极溶解，阴极沉积，电镀液的浓度不变。3电解精炼铜(1)电极材料：阳极为粗铜；阴极为纯铜。(2)电解质溶液：含2的盐溶液。(3)电极反应：阳极：2=2、F2=F2、N2=N2、2=2；阴极：22=。4电冶金利用电解熔融盐的方法冶炼活泼金属N、Mg、A等。(1)冶炼钠2N(熔融)2N2电极反应：阳极：22=2；阴极：2N2=2N。(2)冶炼铝2A2O3(熔融)

17、4A3O2电极反应：阳极：6O212=3O2；阴极：4A312=4A。深度思考1(1)电解氯钠溶液时，如何用简便的方法检验产物？答案阳极产物2可以用淀粉I试纸检验，阴极产物H2可以通过点燃检验，NOH可以用酚酞试剂检验。(2)氯碱工业在生产过程中必须把阳极室和阴极室用离子交换膜隔开，原因是什么？答案防止H2和2混合爆炸，防止2与溶液中的NOH反应。2电解精炼铜时，阳极泥是怎样形成的？答案粗铜中往往含有锌、铁、镍、银、金等多种金属杂质，当含杂质的铜在阳极不断溶解时，金属活动性位于铜之前的金属杂质，如、F、N等也会同时失去电子，但是它们的阳离子比铜离子难以还原，所以它们并不能在阴极析出，而只能以离

18、子的形式留在电解液里。金属活动性位于铜之后的银、金等杂质，因为失去电子的能力比铜弱，难以在阳极失去电子变成阳离子而溶解，所以当阳极的铜等失去电子变成阳离子溶解之后，它们以金属单质的形式沉积在电解槽底部，形成阳极泥。题组训练电解原的应用1工业废水中常含有一定量的r2O，会对人类及生态系统产生很大损害，电解法是一种行之有效的除去铬的方法之一。该法用F作电极电解含r2O的酸性废水，最终将铬转为r(OH)3沉淀，达到净目的。下列有关说法不正确的是()A电解时选用F作阳极，石墨棒作阴极B阴极附近的沉淀只有r(OH)3阳极附近溶液中，发生反应的离子方程式是r2O6F214H=2r36F37H2OD消耗1

19、r2O，将有336 g F消耗，因此要定期更换铁电极答案B解析F作阳极，反应产生F2，F2与r2O发生氧还原反应，F2被氧为F3，r2O被还原为r3；阴极是H得到电子，导致阴极附近溶液的碱性增强，F3、r3都会变为F(OH)3、r(OH)3沉淀，B错误；消耗1 r2O，必消耗6 F2，根据F守恒，将有6 F消耗，质量336 g。2使用氯钠作原料可以得到多种产品。(1)实验室用惰性电极电解100 L 01 L1 N溶液，若阴阳两极均得到112 L气体(标准状况)，则所得溶液的物质的量浓度是_(忽略反应前后溶液体积的变)。(2)某生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯钠溶液，通

20、电时，为使2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置。对电电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是_。A为正极，b为负极；NO和NB为负极，b为正极；NO和N为阳极，b为阴极；HO和ND为阴极，b为阳极；HO和N(3)实验室中很难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的F(OH)2沉淀。某同利用上图装置，只更换一个电极，通过电解法制取较纯净的F(OH)2沉淀，且较长时间不变色。该同换上的电解材料是_(用元素符号表示)，总的反应式是_。答案(1)01 L1(2)B(3)FF2H2OF(OH)2H2解析(1)(H2)(2)0005 ，参加反应的(N)001 ，说明N恰好电解完毕，溶液变为

21、NOH溶液，(NOH)(N)001 ，c(NOH)01 L1。(2)电解饱和氯钠溶液的总反应：2N2H2O2NOHH22，题目要求使2被完全吸收，则氯气必须在下部的电极上产生，下部的电极是阳极，推出b为电的正极，另一极为负极。生成的2与阴极区产生的NOH反应：22NOH=NNOH2O，则消毒液的主要成分是NO、N。(3)题目要求通过电解法制取F(OH)2，电解质溶液是N溶液，必须通过电极反应产生F2和OH。根据电极发生反应的特点，选择铁作阳极，铁发生氧反应产生F2；溶液中的阳离子N、H向阴极移动，根据放电顺序，阴极H放电产生氢气，H水的电离，反应式2H2O2=H22OH。在电场作用下，阳极产生

22、的F2与阴极产生的OH在定向移动的过程中相遇，发生复分解反应生成F(OH)2沉淀。将阳极反应式、阴极反应式叠加得到总的反应式：F2H2OF(OH)2H2。3某小组同认为，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液制取氢气、氧气、硫酸和氢氧钾。(1)该电解槽的阳极反应式为_。此时通过阴离子交换膜的离子_(填“大于”、“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子。(2)制得的氢氧钾溶液从出口_(填“A”、“B”、“”或“D”)导出。(3)通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因_。(4)若将制得的氢气、氧气和氢氧钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极的反应式为_

23、。答案(1)4OH4=2H2OO2小于(2)D(3)H在阴极附近放电，引起水的电离平衡向右移动，使c(OH)c(H)(4)O22H2O4=4OH解析溶液中的OH在阳极失电子产生O2：4OH4=2H2OO2，所以在B口放出O2，从A口导出H2SO4。溶液中的H在阴极得到电子产生H2：2H2=H2，则从口放出H2，从D口导出OH溶液。因SO所带电荷大于所带电荷，SO通过阴离子交换膜，通过阳离子交换膜，所以通过阳离子交换膜的离子大于通过阴离子交换膜的离子。O2、H2、OH溶液构成燃料电池时，O2在电池正极放电：O242H2O=4OH。考点三应对电定量计算的三种方法1计算类型原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算