1.3　第3课时　电解原理的创新应用 课件(共22张PPT)-高中化学鲁科版选择性必修第一册

(共22张PPT)
第3课时　电解原理的创新应用
第1章　第3节　
1.了解电解原理在工农业生产中的广泛应用。
2.进一步掌握电解问题分析的一般方法，巩固陌生电解装置中电极反应式的书
写方法(重、难点)。
学习目标
电解在物质的转化与制备方面的应用
一
1.Cu2O是一种半导体材料，同时纳米级Cu2O又具有优良的催化性能。利用电解装置可以制取Cu2O。
(1)铜是___极，其电极反应式为_______________________________。
(2)电池的总反应为_________________________。
(3)石墨电极附近的碱性______(填“增强”“减弱”或“不变”)。
(4)当电路中有0.1 mol电子通过时，生成Cu2O_____ g。
阳
2Cu－2e－＋2OH－===Cu2O＋H2O
增强
7.2
利用电解装置可以制取Cu2O，则Cu作阳极，石墨作阴极。阳极：2Cu－2e－＋2OH－===Cu2O＋H2O，阴极：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑。
2.将K2MnO4溶液采用惰性电极隔膜法电解，可制得KMnO4，装置如图：

写出电解的电极反应式和总反应方程式。
阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
3.许多有机化学反应包含电子的转移，使这些反应在电解池中进行时称为电有机合成。一种由丙烯腈电有机合成己二腈的反应为4CH2===
CHCN＋2H2O 2NC(CH2)4CN＋O2↑，写出电解时的电极反应式。
答案　阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
阴极：4CH2===CHCN＋4H＋＋4e－===2NC(CH2)4CN
4.以铝材为阳极，电解H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜：
阳极反应式：_____________________________；
阴极反应式：___________________；
总反应式： ___________________________。
2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋
6H＋＋6e－===3H2↑
配平电极反应式的思路方法
步骤1：运用得失电子守恒，配平变价物质的计量数和得失电子数。
步骤2：运用电荷守恒，配平H＋或OH—等离子的计量数。
一般，强酸性环境用H＋调电荷；强碱性环境用OH－调电荷。其他情况：生成物中加H＋或OH－。
步骤3：运用质量守恒配平其他物质的计量数，如H2O等。
归纳总结
电解原理在水处理方面的应用
二
5.电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法，其原理如图所示，电极为惰性电极。已知海水中含Na＋、Cl－、Ca2＋、Mg2＋、
等离子。下列叙述正确的是
A.A膜是阳离子交换膜
B.通电后，海水中阴离子向b电极处移动
C.通电后，b电极上产生无色气体，溶液中出现白色沉淀
D.通电后，a电极的电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
√
A错，a电极为电解池的阳极，且在电解池中阴离子向阳极移动，所以A膜是阴离子交换膜；
B错，通电后，海水中阴离子向阳极(a电极)处移动；
C对，阳离子放电能力：H＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋，所以通电后，H＋在阴极(b电极)上放电：2H＋＋2e－===H2↑，产生无色气体，由于破坏了附近水的电离平衡，在该区域c(OH－)增大，会发生反应：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，所以溶液中会出现白色沉淀；
D错，阴离子放电能力：Cl－>OH－，所以通电后，在阳极发生反应：2Cl－－2e－===Cl2↑。
6.用铁和石墨作电极电解酸性废水，可将废水中的 以FePO4(不溶于水)的形式除去，其装置如图所示。下列说法正确的是
A.若X、Y电极材料连接反了，仍可将废水中的 除去
B.X极为石墨，该电极上发生氧化反应
C.电解过程中Y极周围溶液的pH减小
D.电解时废水中会发生反应：4Fe2＋＋O2
＋4H＋＋ ===4FePO4↓＋2H2O
√
根据题意分析可知，X电极材料为铁，Y电极材料为石墨。若X、Y电极材料连接反了，铁就不能失电子变为离子，也就不能生成FePO4，A错误；
Y极为石墨，该电极上发生还原反应，B错误；
电解过程中Y极发生反应：2H＋＋2e－===H2↑，氢离子浓度减小，溶液的pH增大，C错误；
铁在阳极失电子变为Fe2＋，通入的氧气把Fe2＋氧化为Fe3＋，Fe3＋与
反应生成FePO4，D正确。
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电解原理在废物回收利用方面的应用
三
7.利用电解技术，以氯化氢为原料回收氯气的过程如图所示，下列说法不正确的是
A.H＋由阳极区向阴极区迁移
B.阳极反应式：2HCl＋2e－===Cl2＋2H＋
C.阴极反应式：Fe3＋＋e－===Fe2＋
D.阴极区发生的反应：4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O
√
B项，阳极失电子发生氧化反应，电极反应式：2HCl－2e－===2H＋＋Cl2，错误；
C项，阴极发生还原反应，电极反应式：Fe3＋＋e－===Fe2＋，正确；
D项，根据图中的循环，可以推出阴极区会发生反应：4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O，正确。
8.我国科研团队开发了一种新型铠甲催化剂Ni/Co@石墨烯，可以高效去除合成气中的H2S杂质并耦合产氢，其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A.M电极为阴极
B.电极上生成H2和Sx的物质的量之比为1∶x
C.阳极的电极反应式为xH2S－2xe－===Sx＋2xH＋
D.铠甲催化剂表面的石墨烯可以保护内部金属免受环境的影响
√
由题图可知，铠甲催化剂电极上H2S转化为Sx，S元素化合价升高，发生氧化反应，则铠甲催化剂电极为阳极，电极反应式为xH2S－2xe－===Sx＋2xH＋，M电极为阴极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，A、C项正确；
根据得失电子守恒可得关系式：xH2～Sx～2xe－，则生成H2和Sx的物质的量之比为x∶1，B项错误；
由于铠甲催化剂电极为阳极，若没有表面的石墨烯，内部金属容易放电，故铠甲催化剂表面的石墨烯可以保护内部金属免受环境的影响，D正确。
9.电解法转化CO2可实现CO2的资源化利用，电解CO2制甲酸盐的装置如图所示。下列说法正确的是
A.b是电源正极
B.K＋由乙池向甲池迁移
C.甲池中KHCO3溶液浓度增大，乙池中KHCO3溶液浓度降低
D.乙池电极反应式为
√
通入CO2的乙池电极为阴极，所以b是电源负极，A错误；
电解池中，阳离子向阴极(乙池)移动，B错误；
甲池Pt电极作阳极，OH－失电子生成O2，促进水的电离，电极附近H＋浓度增大， 浓度减小，乙池Sn电极为阴极，发生的电极反应为 ， 浓度减小，C错误、D正确。
归纳总结