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(共17张PPT)
第八章　化学反应与能量
微点突破9　电解原理应用新拓展
1．电解原理常见的考查点
电解原理及应用是高考高频考点，该类试题往往与生产、生活及新科技等相联系，以装置图或流程图为载体呈现，题材广、信息新，题目具有一定难度。主要考查阴、阳极的判断、电极反应式及电解总反应的书写、溶液离子浓度变化及有关计算等。
2．“5点”突破电解综合应用题
(1)分清阴、阳极，与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极，两极反应为“阳氧阴还”。
(2)剖析离子移向，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极(注意离子交换膜会限制某些离子的移动方向)。
(3)注意放电顺序，正确判断放电的微粒或物质。
(4)注意介质，正确判断反应产物，酸性介质不出现OH－，碱性介质不出现H＋；不能想当然地认为金属作阳极，电极产物为金属阳离子。
(5)注意得失电子守恒和电荷守恒，正确书写电极反应式。
考点一　电解与物质制备
1．电解法利用CO2制备甲酸盐可实现CO2资源化利用，其装置如图，下列说法正确的是(　　)
A．a极为负极，K＋由左向右通过阳离
子交换膜
B．乙池中的反应为
C．电解过程中，Pt电极产生的气体可以在燃料电池的负极反应
D．两池中KHCO3溶液的浓度均降低
√
D　[根据电解CO2制甲酸盐的装置可知，Sn电极为阴极，CO2在阴极发生还原反应生成HCOO－，电极反应式为，故B错误；Pt电极为阳极，电极反应式为－4e－===O2↑＋4CO2↑＋2H2O，Sn电极为阴极，b是电源负极，a是电源正极，K＋向阴极移动，所以K＋由左向右通过阳离子交换膜，故A错误；电解过程中，Pt电极产生的气体为O2和CO2，不可以在燃料电池的负极反应，故C错误；根据两极反应，电解过程中两池中均发生反应，因此两池中KHCO3溶液的浓度均降低，D正确。]
2．700 ℃下电解熔融Sb2S3可制备高纯度的液态锑，原理如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．该过程需要在惰性气体氛围中进行
B．所有反应物和产物具有完全的流动
性，使装料和出料变得更加简单
C．NaCl和KCl的作用是降低Na2S的熔
点(1 180 ℃)
D．阳极反应为Sb2S3(l)－6e－===2Sb3+＋Sx(g)
√
D　[生成的液态锑、液态硫能被空气中的氧气氧化，因此该过程需要在惰性气体氛围中进行，故A正确；Na2S的熔点为1 180 ℃，而该工艺在700 ℃下电解熔融态物质，NaCl和KCl的作用是降低Na2S的熔点，故C正确；阳极发生氧化反应，电极反应为S2-－2e－===Sx(g)，故D错误。]
考点二　电解与“三废”治理
3．实验室以一定浓度的CH3CHO和Na2SO4混合溶液为电解液，让CH3CHO同时在阴、阳两极发生反应来模拟隔膜电解法处理含CH3CHO的废水，工作原理如图所示。已知阴极区域主要反应可表示为H2O＋e－===H*＋OH－、CH3CHO＋2H*===CH3CH2OH(H*为活泼H)。下列说法不正确的是(　　)
A．直流电源b为负极
B．图中离子交换膜是阳离子交换膜
C．阳极区的反应可表示为CH3CHO＋H2O
－2e－===CH3COOH＋2H＋
D．电解过程中阴极区溶液的pH变小
√
D　[电解池中阳离子移向阴极，由图中Na＋的移动方向可知直流电源a为正极，b为负极，图中离子交换膜是阳离子交换膜，A、B正确；阳极区的反应可表示为CH3CHO＋H2O－2e－===CH3COOH＋2H＋，C正确；电解过程中阴极区域主要发生反应：H2O＋e－===H*＋OH－、CH3CHO＋2H*===CH3CH2OH，产生OH－，溶液的pH变大，D错误。]
4．电解法在金属精炼、保护环境、处理废水中起着十分重要的作用。电解法处理酸性含铬废水(主要含有)时，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在反应：＋6Fe2+＋14H＋===2Cr3+＋6Fe3+＋7H2O，最后Cr3+以Cr(OH)3形式除去，下列说法不正确的是(　　)
A．阴极电极反应式：2H＋＋2e－===H2↑
B．如不考虑放电，当生成时，电路中转移电子的物质的量至少为6 mol
C．阳极电极反应式：＋14H＋＋6e－===2Cr3+＋7H2O
D．电解过程中阴极附近的废水pH升高
√
C　[由题意可知，电解池中，与直流电源正极相连的铁是阳极，失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，电极反应式为Fe—2e－===Fe2+，酸性条件下放电生成的Fe2+与溶液中反应生成Cr3+、Fe3+和水，反应的离子方程式为＋6Fe2+＋14H＋===2Cr3+＋6Fe3+＋7H2O，与负极相连的铁电极为阴极，溶液中的氢离子先在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，电极反应式为2H＋＋
2e－===H2↑，故A正确，C错误；由得失电子守恒可知，废水中的转化为1 mol Cr(OH)3时，电路中转移电子的物质的量至少为6 mol，B正确；阴极上H＋先在阴极得到电子发生还原反应生成H2，随着H＋浓度降低，水在阴极得到电子发生还原反应生成H2和OH－，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋
2OH－，所以电解过程中阴极附近的废水pH升高，D正确。]
考点三　电解与分离提纯
5．电解法常用于分离提纯物质，某混合物浆液含、MnO2和少量Na2CrO4。考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置(如图)，使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液进行回收利用(已知：＋H2O)，下列说法不正确的是(　　)
A．电解一段时间后，阳极室pH下降，阴极室pH升高
B．当外电路中转移2 mol电子时，阳极室可生成
C．b离子交换膜为阴离子交换膜
D．阴极室生成的物质可用于Al(OH)3和MnO2的分离
√
B　[题述装置为电解分离装置，电解时，右侧阳极上水中的氢氧根离子放电：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，故通过阴离子交换膜向阳极移动，从而从浆液中分离出来，因存在＋H2O，则分离后含铬元素的粒子是、；阴极上水中的氢离子放电：4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－，混合物浆液中的钠离子通过阳离子交换膜进入左侧阴极，故阴极反应生成氢气和NaOH。阳极产生氢离子，阳极室pH下降，阴极产生氢氧根离子，阴极室pH升高，A正确；电解时，阳极上水中的氢氧根离子放电，即2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，转移2 mol电子时，有2 mol H＋在阳极区生成，由于存在＋H2O可逆反应，阳极室生成的小于1 mol，B错误；通过阴离子交换膜向阳极移动，故b离子交换膜为阴离子交换膜，C正确；阴极室生成的物质为氢氧化钠，氢氧化铝可溶于强碱氢氧化钠而二氧化锰不溶，故可用于固体混合物Al(OH)3和MnO2的分离，D正确。]
6．科学家采用电渗析法提纯乳清(富含NaCl的蛋白质)，有价值的蛋白质回收率达到98%，工作原理如图所示：
下列说法错误的是(　　)
A．膜1为阳离子交换膜，膜2
为阴离子交换膜
B．膜1、膜2孔径不大于半透膜孔径
C．a极的电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑
D．每转移2 mol电子，理论上乳清质量减少58.5 g
√
D　[a极区的稀氢氧化钠溶液变为浓氢氧化钠溶液，说明a极区生成了氢氧化钠，即钠离子通过膜1向a极区迁移，膜1为阳离子交换膜；同理，氯离子通过膜2向b极区迁移，膜2为阴离子交换膜，A项正确；提纯蛋白质，不能让蛋白质(胶体粒子)通过膜1、膜2，所以膜1、膜2的孔径应不大于半透膜的孔径，B项正确；a极为阴极，发生还原反应：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，C项正确；每转移2 mol电子，结合电极反应和电荷守恒可知，理论上乳清减少的质量为2 mol NaCl的质量，即质量减少117 g，D项错误。]
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