讲义04 破解电解池电极反应书写技巧-2022年高考化学二轮专题精品讲义【电化学专题】

讲义04  电解池电极反应书写一、放电顺序1、电极类型：金属活动顺序表中银以前的金属(含银)做电极时，由于金属电极本身可以参与阳极反应，称为金属电极或活性电极(如Zn、Fe、Cu、Ag等)；金属活动顺序表中银以后的金属或非金属作电极时，称为惰性电极，主要由铂(Pt)、石墨等2、电解时电极产物的判断(1)阳极产物的判断：阳极吸引的是阴离子，比较阴离子还原性的大小首先看电极材料，是惰性电极还是活性电极，若阳极材料为活性电极(Fe、Cu)等金属，则阳极反应为电极材料失去电子，电极被溶解变成离子而进入溶液，溶液中的阴离子不能失电子；若阳极材料为惰性电极(Pt、石墨)，则根据阴离子的放电顺序来判断：  阳极(阴离子放电顺序)：金属(Au、Pt除外)电极>S2－>SO32－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子(2)阴极产物的判断：阴极吸引的是阳离子，比较阳离子氧化性的大小直接根据阳离子的放电顺序进行判断阳离子放电顺序Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸电离的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(指水电离的)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+3、阴阳极放电后的产物反应物阴极金属阳离子(H+)阳极活性金属电极S2—I—Br—Cl—OH—产物金属(H2)金属离子SI2Br2Cl2O2、H2O【注意】①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)中阳离子放电②阳极材料若是金属电极(Au、Pt除外)，溶液中的阴离子不反应，电极金属失电子被氧化③电解水溶液时，K+～Al3+不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属单质        ④电解水溶液时，Pb2+、Sn2+、Fe2+、Zn2+浓度较大时在H+之前放电二、电解方程式的书写方法：以惰性电“电解NaCl溶液”为例(1)写出溶液中存在的离子(2)比较放电顺序(3)写出电极反应，推测其他产物阴极：Na+  H+阳极：Cl—    OH— 氧化性： H+>Na+，优先放电，H+在阴极H2还原性：Cl—>OH—，Cl—优先放电，在阳极生成Cl2阴极：2H＋＋2e－===H2↑阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑总：2NaCl＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2NaOH1、用惰性电极电解下列电解质溶液，请你分析下列问题(注意得失电子的顺序)电解质溶液电极反应式电解总方程式电解对象电解质浓度变化pH溶液复原物质CuCl2 阳极：                        阴极：                            HCl 阳极：                        阴极：                            NaCl阳极：                        阴极：                            MgCl2阳极：                        阴极：                           CuSO4阳极：                        阴极：                           AgNO3阳极：                        阴极：                           NaOH阳极：                        阴极：                           H2SO4阳极：                        阴极：                           Na2SO4阳极：                        阴极：                           2、用惰性电极电解Na2CO3溶液阳极反应式： ______________________________________________________阴极反应式： ______________________________________________________总反应化学方程式： ________________________________________________3、用惰性电极电解CuSO4和NaCl的混合液(CuSO4与NaCl的物质的量为1∶1)，明显分三个阶段，写出三个阶段的阴、阳两极反应式第一阶段：阳极反应式： ______________________________________________________阴极反应式： ______________________________________________________总反应化学方程式： ________________________________________________第二阶段：阳极反应式： ______________________________________________________阴极反应式： ______________________________________________________总反应化学方程式： ________________________________________________第三阶段：阳极反应式： ______________________________________________________阴极反应式： ______________________________________________________总反应化学方程式： ________________________________________________4、用铜作电极电解H2SO4溶液：阳极反应式： ______________________________________________________阴极反应式： ______________________________________________________总反应化学方程式： ________________________________________________5、用铜作电极电解ZnSO4溶液：阳极反应式： ______________________________________________________阴极反应式： ______________________________________________________总反应化学方程式： ________________________________________________6、用铜作电极电解CuSO4溶液：阳极反应式： ________________________________________________________阴极反应式： ________________________________________________________7、用铁作电极电解NaOH溶液阳极反应式_______________________________________________阴极反应式________________________________________________总反应方程式_____________________________________________8、用Ag作电极电解稀盐酸阳极反应式___________________________________________阴极反应式____________________________________________总反应离子方程式_____________________________________9、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_______________________________________________总反应方程式_____________________________________________10、用Al作电极电解NaOH溶液阳极反应式： ______________________________________________________阴极反应式：_______________________________________________________总反应离子方程式： _______________________________________________11、将等物质的量的KI和CuCl2溶于水，用惰性电极电解，该电解反应可分为________个阶段(填表不一定填满)，并画出过程中溶液pH值随时间变化的曲线(假定生成的Cl2全部逸出)。阶段相当于电解溶液总反应离子方程式①  ②  ③ ④  ⑤  12、离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。由有机阳离子、Al2Cl和AlCl组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的________极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为__________若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为________13、研究证实，CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇，则生成甲醇的反应发生在____极，该电极反应式是_______________14、电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢气的装置示意图如下，电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴阳两极均为惰性电极。(1)A极为________，电极反应式为______________________________(2)B极为________，电极反应式为__________________________________15、利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。LiOH可由电解法制备，钴氧化物可通过处理钴渣获得。利用如右所示装   置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为________溶液(填化学式)，阳极电极反应式为   ________________，电解过程中Li＋向________电极迁移(填“A”或“B”) 16、实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料，通过以下过程制备ClO2：(1)电解时的阴极反应式为___________________________，阳极反应式为_______________________________________电解时发生反应的化学方程式为__________________________(2)NaClO2溶液与NCl3溶液反应的化学方程式为_______________  17、H3PO2也可用电渗析法制备。 “四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)，阳极的电极反应式______________________18、用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽，可使废水中NH在某一室富集，模拟装置如图所示，阴极的电极反应式________________19、某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。电解时的阴极反应式为___________________________，阳极反应式为_______________________________________                 【电解池电极反应书写】答案2、阳极：4OH－－4e－===H2O＋O2↑     阴极：2H＋＋2e－===H2↑     总：2H2O 2H2↑＋O2↑3、第一阶段：阴：Cu2＋＋2e－===Cu    阳：2Cl－－2e－===Cl2↑第二阶段： 阴：Cu2＋＋2e－===Cu    阳：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑第三阶段： 阴：2H＋＋2e－===H2↑    阳：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑4、阳极：Cu－2e－===Cu2＋          阴极：2H＋＋2e－===H2↑        总Cu＋H2SO4CuSO4＋H2↑5、阳极：Cu－2e－===Cu2＋          阴极：Zn2＋＋2e－===Zn         总：Cu＋ZnSO4CuSO4＋ZnSO46、阳极：Cu－2e－===Cu2＋         阴极：Cu2＋＋2e－===Cu7、阳极：Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2       阴极：2H＋＋2e－===H2↑      总：Fe＋2H2OFe(OH)2＋H2↑8、阳极：2Ag－2e－===2Ag＋　阴极：2H＋＋2e－===H2↑         总：2Ag＋2H＋＋2Cl－2AgCl＋H2↑9、阳极：2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋　阴极：6H＋＋6e－===3H2↑     2Al＋3H2OAl2O3＋3H2↑10、阳极：2Al－6e－＋8OH－===2AlO＋4H2O    阴极：6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－  总：2Al＋2H2O＋2OH－2AlO＋3H2↑11、4　①CuI2　Cu2＋＋2I－Cu＋I2②CuCl2　Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑③KCl　2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－④KOH　2H2O2H2↑＋O2↑12、负　4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl　H2[解析]　电镀时，镀件作阴极，即钢制品作阴极，接电源负极，根据阴极生成Al可知反应式为4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl。若改为AlCl3水溶液，阴极反应为2H＋＋2e－===H2↑，产物为H2。13、阴　CO2＋6H＋＋6e－===CH3OH＋H2O14、(1)阳极　CO(NH2)2＋8OH－－6e－===N2↑＋CO＋6H2O　(2)阴极　6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－15、LiOH　2Cl－－2e－===Cl2↑　B　[解析]根据电解装置图，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液，B极区产生H2，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，剩余OH－与Li＋结合生成LiOH，所以B极区电解液应为LiOH溶液，B电极为阴极，则A电极应为阳极。阳极区电解液应为LiCl溶液，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑。根据电流方向，电解过程中Li＋向B电极迁移。16、(1)6H＋＋6e－===3H2↑　NH＋3Cl－－6e－===NCl3＋4H＋NH4Cl＋2HClNCl3＋3H2↑(2)6NaClO2＋NCl3＋3H2O===6ClO2＋NH3↑＋3NaCl＋3NaOH[解析]　(1)由图可知，电解NH4Cl和盐酸混合溶液得到H2和NCl3，结合质量守恒和得失电子守恒写出电解时反应的化学方程式为NH4Cl＋2HCl3H2↑＋NCl3。(2)由图可知，NCl3溶液中加入NaClO2溶液，得到ClO2和NH3及溶液X，N由＋3价降低为－3价，NaClO2中Cl由＋3价升高到＋4价，生成ClO2，Cl－未参与氧化还原反应，该反应的化学方程式为6NaClO2＋NCl3＋3H2O===6ClO2＋NH3↑＋3NaCl＋3NaOH。17、2H2O－4e－===4H＋＋O2↑18、2H＋＋2e－===H2↑19、阴极：3CO2＋18H＋+18e－===C3H8O＋5H2O    阳极：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑