新教材2024高考化學(xué)二輪專題復(fù)習(xí)專題7化學(xué)反應(yīng)與能量考點(diǎn)3電解原理及其應(yīng)用教師用書

考點(diǎn)3電解原理及其應(yīng)用核心梳理1.電解池的結(jié)構(gòu)及工作原理2．電解池陰、陽極的判斷方法3．電解池電極反應(yīng)式的書寫模式(1)陽極①活潑金屬作電極，電極材料本身失電子，M－ne－=Mn＋。②電極為惰性電極，溶液中較易失電子的陰離子優(yōu)先失去電子，其順序?yàn)镾2－>I－>Br－>Cl－>OH－，Rn－－ne－=R。(2)陰極溶液中較易得電子的陽離子優(yōu)先得到電子，其順序?yàn)锳g＋>Cu2＋>H＋，Mn＋＋ne－=M。4．金屬的腐蝕與防護(hù)5．陌生電解池裝置圖的知識(shí)遷移(1)電解池(2)金屬腐蝕典題精研考向1電解原理及應(yīng)用例5[2023·全國甲卷]用可再生能源電還原CO2時(shí)，采用高濃度的K＋抑制酸性電解液中的析氫反應(yīng)可提高多碳產(chǎn)物(乙烯、乙醇等)的生成率，裝置如下圖所示。下列說法正確的是()A．析氫反應(yīng)發(fā)生在IrOxTi電極上B．Cl－從Cu電極遷移到IrOxTi電極C．陰極發(fā)生的反應(yīng)有2CO2＋12H＋＋12e－=C2H4＋4H2OD．每轉(zhuǎn)移1mol電子，陽極生成11.2L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)練5通過電解廢舊鋰電池中的LiMn2O4可獲得難溶性的Li2CO3和MnO2，電解示意圖如下(其中濾布的作用是阻擋固體顆粒，但離子可自由通過。電解過程中溶液的體積變化忽略不計(jì))。下列說法不正確的是()A．電極A為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)B．電極B的電極反應(yīng)：2H2O＋Mn2＋－2e－=MnO2＋4H＋C.電解一段時(shí)間后溶液中Mn2＋濃度保持不變D．電解結(jié)束，可通過調(diào)節(jié)pH除去Mn2＋，再加入Na2CO3溶液以獲得Li2CO3考向2金屬的腐蝕與防護(hù)例6氯鹽可導(dǎo)致混凝土中的鋼筋腐蝕。為防止混凝土中的鋼筋腐蝕，可在混凝土表面敷置一定電解質(zhì)溶液并將惰性金屬導(dǎo)電網(wǎng)浸泡其中，惰性金屬導(dǎo)電網(wǎng)與鋼筋分別連接外部直流電源從而除去Cl－，裝置如圖，下列說法錯(cuò)誤的是()A．鋼筋接電源的正極B．金屬導(dǎo)電網(wǎng)上發(fā)生的電極反應(yīng)為2Cl－－2e－=Cl2↑C．混凝土中的鈣離子向鋼筋方向移動(dòng)D．電解一段時(shí)間后鋼筋附近溶液的pH增大練6將金屬M(fèi)連接在鋼鐵設(shè)施表面，可減緩水體中鋼鐵設(shè)施的腐蝕。在如圖所示的情境中，下列有關(guān)說法正確的是()A．陰極的電極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋B．金屬M(fèi)的活動(dòng)性比Fe的活動(dòng)性弱C．鋼鐵設(shè)施表面因積累大量電子而被保護(hù)D．鋼鐵設(shè)施在河水中的腐蝕速率比在海水中的快[例5]解析：由圖可知，該裝置為電解池，與直流電源正極相連的IrOx-Ti電極為電解池的陽極，水在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和氫離子，電極反應(yīng)式為2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，A錯(cuò)誤；銅電極為陰極，酸性條件下二氧化碳在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成乙烯、乙醇等，電極反應(yīng)式為2CO2＋12H＋＋12e－=C2H4＋4H2O、2CO2＋12H＋＋12e－=C2H5OH＋3H2O，C正確；電解池工作時(shí)，氫離子通過質(zhì)子交換膜由陽極室進(jìn)入陰極室，B錯(cuò)誤；水在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和氫離子，電極反應(yīng)式為2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，每轉(zhuǎn)移1mol電子，生成0.25molO2，在標(biāo)況下體積為5.6L，故D錯(cuò)誤；答案選C。答案：C[練5]解析：由示意圖可知，電解時(shí)，電極A上LiMn2O4中Mn元素化合價(jià)降低，被還原，電極A是電解裝置的陰極，A項(xiàng)正確；由電解裝置中電極B上的物質(zhì)變化可知，Mn2＋被氧化成MnO2，B項(xiàng)正確；陰極上Mn元素化合價(jià)由＋3.5→＋2，陽極上Mn元素化合價(jià)由＋2→＋4，化合價(jià)變化的絕對(duì)值不相等，故電解過程中，溶液中的Mn2＋濃度會(huì)變化，C項(xiàng)錯(cuò)誤；通過調(diào)節(jié)溶液pH，可使Mn2＋轉(zhuǎn)化為沉淀而除去，再加入可溶性的碳酸鹽可使Li＋轉(zhuǎn)化為難溶的碳酸鋰，D項(xiàng)正確。答案：C[例6]解析：由Cl－移動(dòng)方向可知鋼筋接電源的負(fù)極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；金屬導(dǎo)電網(wǎng)為陽極，發(fā)生的電極反應(yīng)為2Cl－－2e－=Cl2↑，B項(xiàng)正確；鋼筋一端為陰極，鈣離子為陽離子，所以向鋼筋方向移動(dòng)，C項(xiàng)正確；鋼筋附近發(fā)生的電極反應(yīng)為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，所以電解一段時(shí)間后鋼筋附近溶液的pH增大，D項(xiàng)正確。答案：A[練6]解析：該裝置中陰極發(fā)生還原反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；金屬M(fèi)被氧化，即金屬活動(dòng)性：M>Fe，B項(xiàng)