2025届高中化学全程复习学案全套38电解原理创新应用

这是一份2025届高中化学全程复习学案全套38电解原理创新应用，共5页。学案主要包含了教考衔接，解题思路，对点演练等内容，欢迎下载使用。

1.提升应用电解原理解决工业生产、生活中实际问题的能力。
2．建立电化学与生产、生活及新科技等相联系。
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、电解反应方程式的书写、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。
(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。
3．离子交换膜的作用及意义
(1)隔离某些物质，防止发生反应，常用于物质制备。
(2)限制某些离子的移动，常用于物质制备及纯化。
(3)双极膜：由一张阳膜和一张阴膜复合制成的阴、阳复合膜。
【教考衔接】
典例[2023·湖北卷，10]我国科学家设计如图所示的电解池，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为x ml·h－1。下列说法错误的是( )
A．b电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
B．离子交换膜为阴离子交换膜
C．电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜
D．海水为电解池补水的速率为2x ml·h－1
【解题思路】 由图可知，该装置为电解水制取氢气的装置，a电极与电源正极相连，为电解池的阳极，电极反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O；b电极与电源负极相连，为电解池的阴极，电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－；电池总反应为2H2O通电2H2↑＋O2↑。
听课笔记

【对点演练】
考向一 应用电解原理制备无机物
1．含磷有机物应用广泛。电解法可实现由白磷直接制备Li[P(CN)2]，过程如图所示(Me为甲基)。下列说法正确的是( )
A.生成1 ml Li[P(CN)2]，理论上外电路需要转移2 ml电子
B．阴极上的电极反应为：
P4+8CN--4e-===4PCN2-
C．在电解过程中CN－向铂电极移动
D．电解产生的H2中的氢元素来自于LiOH
考向二 应用电解原理制备有机物
2．电解高浓度RCOONa(羧酸钠)的NaOH溶液，在阳极RCOO－放电可得到R—R(烷烃)。下列说法不正确的是( )
A．电解总反应方程式：2RCOONa＋2H2O通电=== R—R＋2CO2↑＋H2↑＋2NaOH
B．RCOO－在阳极放电，发生氧化反应
C．阴极的电极反应：
2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑
D．电解CH3COONa、CH3CH2COONa和NaOH混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷
考向三 应用电解原理提纯物质
3．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 ml电子，理论上乳清质量减少58.5 g
考向四 应用电解原理处理污水
4．某工厂采用电解法处理含铬废水，耐酸电解槽用铁板作阴、阳极，槽中盛放含铬废水，原理如图所示，下列说法不正确的是( )
A．a接电源正极
B．阳极区溶液中发生的氧化还原反应为
Cr2O72-＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O
C．若不考虑气体的溶解，当收集到13.44 L(标准状况)H2时，有0.2 ml Cr2O72-被还原
D．阴极区附近溶液pH增大
考向五 应用电解原理储能
5．锌溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池，广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌溴液流电池工作原理如图所示：
下列说法错误的是( )
A．放电时，N极为正极
B．放电时，左侧贮液器中ZnBr2的浓度不断减小
C．充电时，M极的电极反应式为Zn2＋＋2e－===Zn
D．隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过
温馨提示：请完成课时作业38
第38讲 电解原理创新应用
突破·关键能力
教考衔接
典例 解析：b电极为阴极，发生还原反应，电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，故A正确；该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH浓度不变，阳极发生的电极反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，为保持OH－离子浓度不变，则阴极产生的OH－离子要通过离子交换膜进入阳极室，即离子交换膜应为阴离子交换摸，故B正确；电解时电解槽中不断有水被消耗，海水中的动能高的水可穿过PTFE膜，为电解池补水，故C正确；由电解总反应可知，每生成1 ml H2要消耗1 ml H2O，生成H2的速率为x ml·h－1，则补水的速率也应是x ml·h－1，故D错误。
答案：D
对点演练
1．解析：石墨电极物质转化为：P4→Li[P（CN）2]，磷元素化合价升高，发生氧化反应，所以石墨电极为阳极，对应的电极反应式为：P4＋8CN－－4e－===4[P（CN）2]－，则生成1 ml Li[P（CN）2]，理论上外电路需要转移1 ml电子，右侧电极为阴极，A、B错误；电解池工作过程中阳离子移向阴极，阴离子移向阳极，CN－应该向阳极移动，即移向石墨电极，C错误；由图示物质转化关系可知，HCN在阴极放电，产生CN－和H2，而HCN中的H来自LiOH，则电解产生的H2中的氢元素来自于LiOH，D正确。
答案：D
2．解析：CO2可与NaOH反应，故电解后不能得到CO2，A项错误；阳极发生失电子的氧化反应，B项正确；阴极得电子，电极反应为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，C项正确；根据电解RCOONa的NaOH溶液生成R—R可知，电解CH3COONa、CH3CH2COONa和NaOH的混合溶液，CH3—、CH3CH2—可结合成乙烷、丙烷、丁烷，D项正确。
答案：A
3．解析：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孔径应不大于半透膜孔径，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 ml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 ml NaCl的质量，即质量减少117 g，D项错误。
答案：D
4．解析：由图可知，右侧生成氢气，发生还原反应，右侧铁板为阴极，则左侧铁板为阳极，故a接电源正极，A项正确；左侧铁板为阳极，铁放电生成亚铁离子，亚铁离子被溶液中的Cr2O72-氧化，反应的离子方程式为Cr2O72-＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，B项正确；标准状况下，13.44 L氢气的物质的量为13.44 L22.4 L·ml-1＝0.6 ml，根据转移电子守恒得n（Fe2＋）＝0.6 ml×22＝0.6 ml，根据Cr2O72-～6Fe2＋可知，被还原的Cr2O72-的物质的量为0.6 ml×16＝0.1 ml，C项错误；阴极氢离子放电生成氢气，氢离子浓度降低，溶液的pH增大，D项正确。
答案：C
5．解析：由图可知，放电时，N电极为电池的正极，溴在正极上得到电子发生还原反应生成溴离子，电极反应式为Br2＋2e－===2Br－，M电极为负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，正极放电生成的溴离子通过离子交换膜进入左侧，同时锌离子通过交换膜进入右侧，维持两侧溴化锌溶液的浓度保持不变；充电时，M电极与直流电源的负极相连，做电解池的阴极，N电极与直流电源的正极相连，做阳极。由分析可知，放电时，N电极为电池的正极，故A正确；由分析可知，放电或充电时，左侧储液器和右侧储液器中溴化锌的浓度维持不变，故B错误；由分析可知，充电时，M电极与直流电源的负极相连，做电解池的阴极，锌离子在阴极上得到电子发生还原反应生成锌，电极反应式为Zn2＋＋2e－===Zn，故C正确；由分析可知，放电或充电时，交换膜允许锌离子和溴离子通过，维持两侧溴化锌溶液的浓度保持不变，故D正确。
答案：B