2019高考化學(xué)三輪沖刺 專題3.8 電解池類選擇題解題方法和策略.doc

專題3.8 電解池類選擇題 電化學(xué)類試題是高考的必考點(diǎn)，通查考查電極反應(yīng)方程式的書寫、電子電流以及離子的流動(dòng)方向的判斷、有關(guān)電子轉(zhuǎn)移數(shù)目、產(chǎn)物的量和電極增減量等的相關(guān)計(jì)算。電解池類試題通常結(jié)合原電池綜合考查，著重分析幾個(gè)池型的區(qū)別、電解的基本規(guī)律、電解相關(guān)計(jì)算等。預(yù)計(jì)2019年高考以原電池和電解池的工作原理為基點(diǎn)，考察新情境下化學(xué)電源的工作原理和電解原理的應(yīng)用。 【例題1】如圖是一個(gè)用鉑絲作電極，電解MgSO4溶液的裝置，電解液中加有中性紅指示劑，此時(shí)溶液呈紅色。(指示劑的pH變色范圍：6．8—8．0，酸色—紅色，堿色—黃色，Mg(OH)2沉淀的pH=9)，下列敘述不正確的是 A．電解過程中電極附近溶液顏色變化是A管溶液由紅變黃，B管溶液不變色 B．A管中發(fā)生的反應(yīng)：2H2O+2e-+Mg2+=H2↑+Mg(OH)2↓ C．取出a試管，將帶有火星的木條伸入試管內(nèi)，看到木條復(fù)燃 D．電解一段時(shí)間后，A管產(chǎn)生白色沉淀，切斷電源，將電解液倒入燒杯內(nèi)，白色沉淀溶解或部分溶解 【答案】C 【解析】 【詳解】 【點(diǎn)睛】 考查電解原理,根據(jù)電池的正負(fù)極知A為陰極,電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+20H-,B為陽(yáng)極,電極反應(yīng)式為2H2O-4e-=O2↑+4H+,按照題所給信息判斷即可。注意在一定溫度下，飽和溶液中通常不能再溶解相應(yīng)的溶質(zhì)。 【詳解】 1、電解池電極反應(yīng)式的書寫 書寫電解反應(yīng)方程式的一般步驟：以寫出用石墨作電極電解CuSO4溶液的電極反應(yīng)式及總的電解方程式為例。 第一步：明確溶液中存在哪些離子。陽(yáng)離子：Cu2＋、H＋；陰離子：OH－、SO42－。 第二步：判斷陰陽(yáng)兩極附近離子種類及離子放電順序。陰極：Cu2＋＞H＋，陽(yáng)極：OH－＞SO。 第三步：寫電極反應(yīng)式和總的電解方程式。陰極：2Cu2＋＋4e－=2Cu；陽(yáng)極：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋。 根據(jù)得失電子數(shù)相等，兩極反應(yīng)式相加得總的電解方程式：2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4。 2、惰性電極電解酸、堿、鹽溶液的規(guī)律 電解質(zhì)(水溶液) 被電解 的物質(zhì) 電極產(chǎn)物 電解質(zhì)溶液pH的變化 溶液pH變化的原因 陽(yáng)極 陰極 強(qiáng)堿(如NaOH) 水 O2 H2 增大 水減少，堿的濃度增大 無氧酸(如HCl)除HF外 酸 非金屬單質(zhì) (如Cl2) H2 增大 酸的濃度降低 活潑金屬的無氧酸鹽(如NaCl) 水和鹽 非金屬單質(zhì) (如Cl2) H2 增大 H＋放電，c(OH－)＞c(H＋) 含氧酸(如H2SO4) 水 O2 H2 減小 水減少，酸的濃度增大 不活潑金屬的含氧酸鹽(如CuSO4) 水和鹽 O2 金屬單質(zhì)(如Cu) 減小 OH－放電，c(H＋)＞c(OH－) 不活潑金屬的無氧酸鹽(如CuCl2) 鹽 非金屬單質(zhì) (如Cl2) 金屬單質(zhì)(如Cu) 基本不變 水的電離平衡基本上未變 活潑金屬的含氧酸鹽(如KNO3) 水 O2 H2 不變 水減少，但其電離平衡未變 3、一般解題方法 判池型 找電極 寫反應(yīng) 原電池 正、負(fù)極 負(fù)極：氧化反應(yīng) 正極：還原反應(yīng) 電解池 陰、陽(yáng)極 陰極：還原反應(yīng) 陽(yáng)極：氧化反應(yīng) 判流向 陽(yáng)離子向正極 陰離子向負(fù)極 陽(yáng)離子向陰極 陰離子向陽(yáng)極 確定守恒和其它關(guān)系 1．最近我國(guó)成功研制出高效電催化固氮催化劑Mo2N，如圖所示，在0.1molL－1鹽酸溶液中，在一定電壓下具有較高的產(chǎn)氨速率和穩(wěn)定的電流效率。下列判斷錯(cuò)誤的是 A．石墨電極為陽(yáng)極 B．P為陽(yáng)離子交換膜 C．Mo2N/GCE電極區(qū)反應(yīng)式為N2+6H++6e－=2NH3 D．為提高溶液的導(dǎo)電性，可在石墨電極區(qū)加入適量的鹽酸 【答案】D 【解析】 【詳解】 本題答案為D。 4．在不同電壓下用惰性電極電解飽和NaCl溶液制備少量NaClO，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下： 實(shí)驗(yàn) ① ② ③ 電壓 U1 U2 U3 現(xiàn)象 a極產(chǎn)生少量氣泡，b極無明顯氣泡 a極產(chǎn)生較多氣泡，b極產(chǎn)生少量氣泡 a極產(chǎn)生大量氣泡，b極逸出大量黃綠色氣體 下列分析不正確的是 A．①、②、③中，a極均發(fā)生了還原反應(yīng) B．①、②、③中均能發(fā)生Cl2+2NaOH =NaCl+NaClO+H2O C．電解時(shí)OH- 由b極向a極移動(dòng) D．不宜采用實(shí)驗(yàn)③的電壓制備NaClO 【答案】C 【解析】 【分析】 用惰性電極電解飽和食鹽水，電解的總方程式是：2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，溶液中陽(yáng)離子向陰極定向移動(dòng)，陰離子向陽(yáng)極定向移動(dòng)，據(jù)此分析。 【詳解】 【點(diǎn)睛】 本題考查電解原理的應(yīng)用的知識(shí)。電解飽和食鹽水，陽(yáng)極產(chǎn)生氯氣，陰極得到氫氣和氫氧化鈉，氯氣與堿發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生的物質(zhì)具有強(qiáng)氧化性，能殺菌消毒。掌握電解基本原理和離子放電順序是本題解答的關(guān)鍵。 5．某實(shí)驗(yàn)小組用石墨作電極進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)觀察到：a、d處試紙變藍(lán)；b處變紅，并局部褪色：c處無明顯變化。下列說法中錯(cuò)誤的是 A．a(chǎn)極為陰極，發(fā)生的電極反應(yīng)為：2H++2e－=H2↑ B．b極為陽(yáng)極，涉及的反應(yīng)有：2Cl-－2e－=C12↑、Cl2+H2OHCl+HClO C．電解過程中，電子流向：電源負(fù)極→a→c→d→b→電源正極 D．若將鐵絲改成銅絲，其余條件相同，電解一段時(shí)間后，能發(fā)現(xiàn)c處附近變藍(lán) 【答案】C 【解析】 【分析】 a、d處試紙變藍(lán)，說明溶液顯堿性，是溶液中的氫離子得電子生成氫氣，氫氧根離子濃度增大引起的；b處變紅，并局部褪色，說明是溶液中的氯離子放電產(chǎn)生氯氣，氯氣與水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸，氫離子濃度增大，酸性增強(qiáng)，試紙變紅；氯氣與水反應(yīng)生成的次氯酸具有漂白性，試紙局部褪色；c處為陽(yáng)極，鐵失去電子產(chǎn)生亞鐵離子，試紙無明顯變化，據(jù)此分析。 C、陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為：CO（NH2）2-6e－+H2O═CO2↑+N2↑+6H+，根據(jù)電極反應(yīng)計(jì)算； D、a極發(fā)生CO（NH2）2-6e－+H2O═CO2↑+N2↑+6H+，a極區(qū)溶液pH降低。 【詳解】 【點(diǎn)睛】 本題考查電解原理，解題關(guān)鍵：明確電極反應(yīng)式。難點(diǎn)C，根據(jù)電極反應(yīng)計(jì)算。