第3課時電解原理的創(chuàng)新應用[核心素養(yǎng)發(fā)展目標]1.了解電解原理在物質(zhì)的轉(zhuǎn)化與制備、水處理和廢物回收利用方面的廣泛應用。2.進一步掌握電解問題分析的一般方法，鞏固陌生電解裝置中電極反應式的書寫方法。類型一電解在物質(zhì)的轉(zhuǎn)化與制備方面的應用1.Cu2O是一種半導體材料，同時納米級Cu2O又具有優(yōu)良的催化性能。利用電解裝置可以制取Cu2O。(1)銅是極，其電極反應式為

。

(2)電池的總反應為。

(3)石墨電極附近的pH(填“增大”“減小”或“不變”)。

(4)當電路中有0.1mol電子通過時，生成Cu2Og。

2.將K2MnO4溶液采用惰性電極隔膜法電解，可制得KMnO4，裝置如圖：寫出電解的電極反應式和總反應方程式。3.許多有機化學反應包含電子的轉(zhuǎn)移，使這些反應在電解池中進行時稱為電有機合成。一種由丙烯腈電合成己二腈的反應為4CH2CHCN+2H2O2NC(CH2)4CN+O2↑，寫出電解時的電極反應式。陰極：2CH2CHCN+2H++2e-=NC(CH2)4CN配平電極反應式的思路方法步驟1：運用得失電子守恒，配平變價物質(zhì)的計量數(shù)和得失電子數(shù)。步驟2：運用電荷守恒，配平H+或OH-等離子的計量數(shù)。一般，強酸性環(huán)境用H+調(diào)電荷；強堿性環(huán)境用OH-調(diào)電荷。其他情況：生成物中加H+或OH-。步驟3：運用質(zhì)量守恒配平其他物質(zhì)的計量數(shù)，如H2O等。類型二電解原理在水處理方面的應用4.電滲析法是一種利用離子交換膜進行海水淡化的方法，其原理如圖所示，電極為惰性電極。已知海水中含Na+、Cl-、Ca2+、Mg2+、SO42-等離子。下列敘述正確的是(A.A膜是陽離子交換膜B.通電后，海水中陰離子向b電極處移動C.通電后，b電極上產(chǎn)生無色氣體，溶液中出現(xiàn)白色沉淀D.通電后，a電極的電極反應式為2H2O-4e-=O2↑+4H+5.用鐵和石墨作電極電解酸性廢水，可將廢水中的PO43-以FePO4(不溶于水)的形式除去，其裝置如圖所示。下列說法正確的是(A.若X、Y電極材料連接反了，則仍可將廢水中的PO4B.X極為石墨，該電極上發(fā)生氧化反應C.電解過程中Y極周圍溶液的pH減小D.電解時廢水中會發(fā)生反應：4Fe2++O2+4H++4PO43-=4FePO4↓+2H類型三電解原理在廢物回收利用方面的應用6.利用電解技術，以氯化氫為原料回收氯氣的過程如圖所示，下列說法不正確的是()A.H+由陽極區(qū)向陰極區(qū)遷移B.陽極反應式：2HCl(g)+2e-=Cl2+2H+C.陰極反應式：Fe3++e-=Fe2+D.陰極區(qū)發(fā)生的反應：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O7.我國科學家通過Cu2O超低電位下電催化硝酸鹽與甲醛的耦合反應，實現(xiàn)了處理污染物的同時產(chǎn)生增值化學品，其原理如圖所示。下列說法錯誤的是()A.電極的電勢：Cu2O電極a>Cu2O電極bB.當電源的電壓過大時，陽極可能會產(chǎn)生氧氣C.陽極區(qū)發(fā)生的總反應為HCHO+3OH--2e-=HCOO-+2H2OD.當電路中轉(zhuǎn)移2mole-時，Cu2O電極a的質(zhì)量會增加52g8.電解法轉(zhuǎn)化CO2可實現(xiàn)CO2的資源化利用，電解CO2制甲酸鹽的裝置如圖所示。下列說法正確的是()A.b是電源正極B.K+由乙池向甲池遷移C.甲池中KHCO3溶液濃度增大，乙池中KHCO3溶液濃度降低D.乙池電極反應式為CO2+HCO3-+2e-=HCOO-答案精析1.(1)陽2Cu-2e-+2OH-===Cu2O+H2O(2)2Cu+H2OCu2O+H2↑(3)增大(4)7.2解析利用電解裝置可以制取Cu2O，則Cu作陽極，石墨作陰極。陽極：2Cu-2e-+2OH-===Cu2O+H2O，陰極：2H2O+2e-===2OH-+H2↑。2.陽極：MnO42--e-陰極：2H2O+2e-===H2↑+2OH-總反應：2MnO42-+2H2O2MnO4-+H23.陽極：2H2O-4e-===O2↑+4H+陰極：2CH2CHCN+2H++2e-===NC(CH2)4CN4.C5.D[根據(jù)題意分析可知，X電極材料為鐵，Y電極材料為石墨。若X、Y電極材料連接反了，鐵就不能失電子變?yōu)殡x子，也就不能生成FePO4，A錯誤；X極為鐵，B錯誤；電解過程中Y極發(fā)生反應：2H++2e-===H2↑，氫離子濃度減小，溶液的pH增大，C錯誤；鐵在陽極失電子變?yōu)镕e2+，通入的氧氣把Fe2+氧化為Fe3+，F(xiàn)e3+與PO43-反應生成FePO4，D6.B[B項，陽極失電子發(fā)生氧化反應，電極反應式：2HCl(g)-2e-===2H++Cl2，錯誤；C項，陰極發(fā)生還原反應，電極反應式：Fe3++e-===Fe2+，正確；D項，根據(jù)圖中的循環(huán)，可以推出陰極區(qū)會發(fā)生反應：4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O，正確。]7.D[Cu2O電極a為陽極，Cu2O電極b為陰極，故電極的電勢：Cu2O電極a>Cu2O電極b，A正確；當電源的電壓過大時，陽極區(qū)氫氧根離子可能會放電，產(chǎn)生氧氣，B正確；a電極上Cu2O轉(zhuǎn)化為Cu(OH)2，生成的Cu(OH)2與甲醛反應生成甲酸根離子(堿性環(huán)境)和Cu2O，故陽極區(qū)發(fā)生的總反應為HCHO+3OH--2e-===HCOO-+2H2O，C正確；當電路中轉(zhuǎn)移2mole-時，Cu2O先轉(zhuǎn)化為Cu(OH)2，Cu(OH)2與甲醛又生成Cu2O，則Cu2O電極a的質(zhì)量不變，D錯誤。]8.D[通入CO2的乙池電極為陰極，所以b是電源負極，A錯誤