第9章·第30講·電解池.ppt

第30講電解池 2 用惰性電極電解電解質(zhì)溶液時(shí)各種變化情況簡析 續(xù)表 續(xù)表 3 電極方程式 電解方程式的書寫書寫電解反應(yīng)的一般步驟是 以寫出用石墨做電極電解CuSO4溶液的電極反應(yīng)式及總的電解方程式為例 第一步 明確溶液中存在哪些離子溶液中的陽離子 Cu2 H 陰離子 OH 第二步 判斷陰陽兩極附近離子種類及離子放電順序陰極 Cu2 H 陽極 OH 第三步 寫電極反應(yīng)式和總的電解方程式陰極 2Cu2 4e 2Cu陽極 4OH 4e 2H2O O2 或2H2O 4e O2 4H 使得失電子數(shù)相等 兩極反應(yīng)式相加得總方程式 2Cu2 2H2O2Cu O2 4H 離子方程式 或2CuSO4 2H2O2Cu O2 2H2SO4 注意 上述例子中的電極若換成銅棒 陽極電極反應(yīng)式為 Cu 2e Cu2 陰極電極反應(yīng)式不變 電極反應(yīng)式的書寫要以實(shí)際放電的離子表示 但電解方程式的書寫中 弱電解質(zhì)要以分子式的形式書寫 如本例中的陽極反應(yīng)式可寫為OH 但是電解總反應(yīng)方程式則必須寫為H2O A K閉合時(shí) d電極反應(yīng)式 PbSO4 2H2O 2e PbO2 B 當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0 2mol電子時(shí) 中消耗的H2SO4為0 2mol 4H C K閉合時(shí) 中SO向c電極遷移D K閉合一段時(shí)間后 可單獨(dú)作為原電池 d電極為正極 C 解析 本題考查電化學(xué) 原電池 電解池 的相關(guān)知識 K閉合時(shí) 為原電池 為電解池 中發(fā)生充電反應(yīng) d電極為陽極發(fā)生氧化反應(yīng) 其反應(yīng)式為PbSO4 2H2O 2e PbO2 4H SO所以A正確 在上述總反應(yīng)式中 得失電子總數(shù)為2e 當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0 2mol電子時(shí) 可以計(jì)算出 中消耗的硫酸的量為0 2mol 所以B對 K閉合一段時(shí)間 也就是充電一段時(shí)間后 可以作為原電池 由于c表面生成Pb 放電時(shí)做電源的負(fù)極 d表面生成PbO2 做電源的正極 所以D也正確 K閉合時(shí)d是陽極 陰離子向陽極移動(dòng) 所以C錯(cuò) 考點(diǎn)2電解計(jì)算 1 簡單裝置中各電極產(chǎn)物間的計(jì)算在一個(gè)裝置中進(jìn)行電解時(shí) 各電極產(chǎn)物不同 但陰陽極得失電子數(shù)相等 根據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)可對各電極產(chǎn)物 溶液中的產(chǎn)物 以及反應(yīng)消耗的物質(zhì)進(jìn)行計(jì)算 2 復(fù)雜裝置中 指多個(gè)裝置串聯(lián)連接 各電極產(chǎn)物的判斷在串聯(lián)電解裝置中 各電極電子轉(zhuǎn)移數(shù)相等 據(jù)此 可計(jì)算各電極產(chǎn)物 溶液中的c H c OH 的變化 3 電解的計(jì)算特點(diǎn)有關(guān)電解的計(jì)算通常是求電解后某產(chǎn)物的質(zhì)量 氣體的體積 某元素的化合價(jià)以及溶液的pH 物質(zhì)的量濃度等 解答此類題的方法有兩種 一是根據(jù)電解方程式或電極反應(yīng)式 應(yīng)用陰 陽兩極得失電子守恒進(jìn)行有關(guān)計(jì)算 二是用惰性電極進(jìn)行電解的過程 若電解質(zhì)的陰 陽離子不同時(shí)在兩極上放電 則陽離子放電的同時(shí)必有H 生成 n H n 陽離子 電荷數(shù) 也可利用物質(zhì)的量關(guān)系 電子得失守恒 進(jìn)行計(jì)算 如 H2 Cl2 1 2O2 Cu 2Ag 2H 2OH 應(yīng)用原電池 電解池進(jìn)行有關(guān)化學(xué)計(jì)算 也常見于高考題中 抓住兩電極上通過的電子數(shù)目相等 是解答這類題的關(guān)鍵 例2在500gCuSO4溶液中插入兩根電極 一極為鐵 一極為含雜質(zhì)鋅均勻的粗銅 通電一段時(shí)間后 切斷電源 立即將電極取出 這時(shí)鐵極上析出7 04g銅 電解液增重0 02g 求粗銅中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 解析 解本題的關(guān)鍵有兩點(diǎn) 一是正確寫出電極反應(yīng)式 根據(jù)活性材料作陰極不參加反應(yīng) 作陽極時(shí)被氧化 可知粗銅為陽極 鐵為陰極 二是根據(jù) 電解時(shí) 通過各串聯(lián)電極的電子的物質(zhì)的量相等 建立關(guān)系式 設(shè)參加反應(yīng)的Cu和Zn的物質(zhì)的量分別為xmol和ymol 生成的Cu的物質(zhì)的量 答案 18 4 用惰情電極電解電解質(zhì)溶液時(shí) 若使電解后的溶液恢復(fù)原狀態(tài) 應(yīng)遵循 缺什么加什么 缺多少加多少 原則 一般加入陰極產(chǎn)物與陽極產(chǎn)物的化合物 如電解CuSO4溶液 因從溶液中減少的是Cu和O2 且為2 1 相當(dāng)于減少了CuO 所以恢復(fù)應(yīng)加CuO 加1molCu OH 2則多加1molH2O 反過來 如果需要加Cu OH 2才能恢復(fù) 說明CuSO4電解質(zhì)電解完后還電解了水 且CuO和H2O為1 1 1 2011 上海卷 用電解法提取氯化銅廢液中的銅 方案正確的是 A 用銅片連接電源的正極 另一電極用鉑片B 用碳棒連接電源的正極 另一電極用銅片C 用氫氧化鈉溶液吸收陰極產(chǎn)物D 用帶火星的木條檢驗(yàn)陽極產(chǎn)物 解析 用電解法提取氯化銅廢液中的銅時(shí) 銅必須作陰極 陽極是銅或惰性電極 陰極的反應(yīng)式為 Cu2 2e Cu B 2 2011 全國卷 用石墨做電極電解CuSO4溶液 通電一段時(shí)間后 欲使用電解液恢復(fù)到起始狀態(tài) 應(yīng)向溶液中加入適量的 A CuSO4B H2OC CuOD CuSO4 5H2O C 3 2011 山東卷 以KCl和ZnCl2混合液為電鍍液在鐵制品上鍍鋅 下列說法正確的是 A 未通電前上述鍍鋅裝置可構(gòu)成原電池 電鍍過程是該原電池的充電過程B 因部分電能轉(zhuǎn)化為熱能 電鍍時(shí)通過的電量與鋅的析出量無確定關(guān)系C 電鍍時(shí)保持電流恒定 升高溫度不改變電解反應(yīng)速率D 鍍鋅層破損后對鐵制品失去保護(hù)作用 C 解析 電鍍時(shí) 通常把待鍍的金屬制品作陰極 把鍍層金屬作陽極 用含有鍍層金屬離子的溶液作電鍍液 因此在鐵制品上鍍鋅時(shí) 鐵作陰極 鋅作陽極 由于鋅比鐵活潑 因此未通電前可以構(gòu)成原電池 但此時(shí)鋅作負(fù)極失去電子 鐵作正極 而電鍍時(shí)鋅仍然失電子 所以選項(xiàng)A不正確 在氧化還原反應(yīng)中必需滿足得失電子守恒 因此電鍍時(shí)通過的電量與鋅的析出量有確定關(guān)系而與能量變化無關(guān) B不正確 由于電鍍時(shí)保持電流恒定 因此導(dǎo)線中通過的電子速率是不變的 所以升高溫度不能改變電解反應(yīng)速率 C正確 鍍鋅層破損后 由于鋅比鐵活潑 所以即使發(fā)生電化學(xué)腐蝕也是鋅失去電子而保護(hù)了鐵 即選項(xiàng)D也不正確 4 下圖是一個(gè)乙醇燃料電池工作時(shí)的示意圖 乙池中的兩個(gè)電極一個(gè)是石墨電極 一個(gè)是鐵電極 工作時(shí)M N兩個(gè)電極的質(zhì)量都不減少 請回答下列問題 1 M電極的材料是 電極名稱是 N的電極反應(yīng)式為 加入乙醇的鉑電極的電極反應(yīng)式為 鐵 陰極 4OH 4e 2H2O O2 C2H5OH 12e 16OH 2CO 11H2O 4 下圖是一個(gè)乙醇燃料電池工作時(shí)的示意圖 乙池中的兩個(gè)電極一個(gè)是石墨電極 一個(gè)是鐵電極 工作時(shí)M N兩個(gè)電極的質(zhì)量都不減少 請回答下列問題 2 在此過程中 乙池中某一電極析出金屬銀4 32g時(shí) 甲池中理論上消耗氧氣為 L 標(biāo)準(zhǔn)狀況下 若此時(shí)乙池溶液的體積為400mL 則乙池中溶液的pH為 0 224 1 4 下圖是一個(gè)乙醇燃料電池工作時(shí)的示意圖 乙池中的兩個(gè)電極一個(gè)是石墨電極 一個(gè)是鐵電極 工作時(shí)M N兩個(gè)電極的質(zhì)量都不減少 請回答下列問題 C2H5OH l 3O2 g 2CO2 g 3H2O l DH 1366 7kJ mol 1 右圖為直流電源電解稀Na2SO4水溶液的裝置 通電后在石墨電極a和b附近分別滴加一滴石蕊試液 下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中正確的是 A 逸出氣體的體積a電極的小于b電極的B 一電極逸出無味氣體 另一電極逸出刺激性氣味氣體 C a電極附近呈紅色 b電極附近出現(xiàn)藍(lán)色D a電極附近呈藍(lán)色 b電極附近出現(xiàn)紅色 D 備選題 解析 電解稀Na2SO4水溶液 其本質(zhì)是電解水 b極為陽極 4OH 4e 2H2O O2 a極為陰極 4H 4e 2H2 a極逸出氣體為氫氣 b極逸出氣體為氧氣 二者都是無色無味的氣體 且a極氫氣的體積是b極氧氣的體積的2倍 則A B均錯(cuò)誤 a極氫離子得電子 所以a極附近氫氧根離子濃度增大 遇石蕊試液變藍(lán) b極氫氧根離子放電 致使b極附近氫離子