電解池例題解析1

1、第三節(jié)電解池例題解析例1： （1993年全國(guó)高考題）圖1中x、y分別是直流電源的兩極，通電后發(fā)現(xiàn)q極板質(zhì)量增加，b極板處有無(wú)色無(wú)味的氣體放出。符合這一情況的是（）a極板b極板x電極z溶液a. znc負(fù)極cuso4bcc負(fù)極naohcagfe正極agno3d. cuc負(fù)極cucl2選題角度：本題主要考查電解的相關(guān)知識(shí)。思路分析：題中“通電后發(fā)現(xiàn)q極板質(zhì)量增加,b極板處有無(wú)色無(wú)味的氣體放 出''是解題的關(guān)鍵和突破口。極板質(zhì)量增加”一定是金屬陽(yáng)離子在6/極板上放電 析出，所以d極板一定是陰極，與q極板相連的電源x極為負(fù)極，由此排除c 選項(xiàng)。b選項(xiàng)電解naoh溶液無(wú)金屬單質(zhì)析出也被排除

2、。電解cucb溶液時(shí)，陰 極上析出銅，q極板質(zhì)量增加，而在陽(yáng)極上是c放電生成c12,與題意不符，d 被排除。電解cuso4溶液，陰極析出銅，陽(yáng)極放出氧氣，a項(xiàng)符合題意。解答:a例2：用惰性電極電解下列溶液，電解一段時(shí)間后，陰極質(zhì)量增加，電解液的ph值下降的是（）a. cuso4b agno3c bacud. h2so4選題角度：本題主要考查如何判斷電解后溶液的ph值思路分析與解答：陰極質(zhì)量增加，說(shuō)明溶液中含有不活潑金屬的陽(yáng)離子，電解液的ph值下降, 說(shuō)明在陽(yáng)極上是oh-離子放屯而使溶液中h+離子濃度增大，溶液屮的陰離子應(yīng) 該是含氧酸根離子。綜合分析應(yīng)為：a、bo點(diǎn)評(píng)：由于溶液的ph值與溶液中h

3、l oh-的濃度直接相關(guān)，所以分析電解過(guò)程屮hj 0h是否放電就可以了解溶液ph值的變化。例3：從h+、cu2 na ba"、so/、ct六種離子中選岀適當(dāng)?shù)碾x子組成電解 質(zhì)，按下列要求進(jìn)行電解：(1) 以碳棒為電極，使電解質(zhì)質(zhì)量減少，水量不變進(jìn)行電解，則可選用的電解質(zhì)溶液是o(2) 以碳棒為電極，使電解質(zhì)質(zhì)量不變，水量減少進(jìn)行電解，則可選用的電解質(zhì)溶液是o(3) 以碳棒為陽(yáng)極，鐵棒為陰極，使電解質(zhì)和水量都減少進(jìn)行電解，則可選用的電解質(zhì)溶液是o選題角度：本題主要考查屯解的相關(guān)知識(shí)。思路分析：(1) “電解質(zhì)質(zhì)量減少，水量不變匕其實(shí)質(zhì)是電解電解質(zhì)木身。 由上述電解質(zhì)溶液的電解規(guī)律可知：

4、無(wú)氧酸、不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽均是電解質(zhì) 本身電解，故符合該條件的離子組合為hc1、cucl2 o(2) “電解質(zhì)質(zhì)量不變，水量減少匕其實(shí)質(zhì)是電解水。由電解規(guī)律可知：含 氧酸、堿、活潑金屬的含氧酸鹽溶液的電解，實(shí)際上就是水的電解，故符合該條 件的離子組合為h2so4、na2so4 0(3) “電解質(zhì)和水量都減少匕實(shí)質(zhì)上是電解電解質(zhì)和水?；顫娊饘俚臒o(wú)氧酸 鹽、不活潑金屬的含氧酸鹽溶液的電解，電解質(zhì)和水都發(fā)生電解，故符合該條件 的離子組合為nack bacl?、cuso4 o解答：(1) hck cucl2 ； (2) h2so4> na2so4 ； (3) nack baclr cuso4

5、o例4：在25 °c時(shí)將兩個(gè)銅電極插入一定質(zhì)量的na2so4飽和溶液中進(jìn)行電解。通 電一段時(shí)間后，陰極上逸出cniol氣體，同時(shí)有vvgna2so4 ioh2o晶體析出。 若溫度不變，剩余溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為()扎一-x100%b. -xloo%c.7100 w161(w + 36d)xloo%d.7100 wi6io + i83)xloo%選題角度：本題主耍考查電解的相關(guān)知識(shí)。思路分析：電解發(fā)生的電極反應(yīng)為：cu -2e = cu2+（|50極），2h+ + 2e = h2 ? （陰極）。電解的總化學(xué)方程式為cu +2h2o = cu（oh）2； +陰極逸出amol 出，水被電解

6、了 2a mol,即析出的w g na2so4 - 10h2o溶解在2a mol水中恰好 是25°c的飽和溶液，該溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與剩余溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相 等。142 wgx-x100% =w g+2axl8 gx1oo%=7100 w161(w + 36d)a極板b極板x電極z溶液(a)鋅石墨負(fù)極cusc)4(b)石墨石墨負(fù)極naoh(c)銀鐵正極agno3(d)銅石墨負(fù)極cucl2)o專z溶液解答：c 例5：圖中x、y分別是直流電源的兩極，通電后發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量增加，b極板 處有無(wú)色無(wú)臭的氣體放出，符合這一情況的是（選題角度：本題主要考查電解的相關(guān)知識(shí)。思路分析：對(duì)于a,當(dāng)

7、x為負(fù)極時(shí)，a為陰極，b為陽(yáng)極，電解cuso4溶液 時(shí)，陰極析出cu,質(zhì)量增加，陽(yáng)極上析出無(wú)色無(wú)臭的o2,符合題意；對(duì)于b, 電解naoh溶液，實(shí)際上就是電解水，兩極上得到的都是氣體，不可能使a極質(zhì) 量增加，對(duì)于c,實(shí)際上是一個(gè)電鍍池，是往fe上鍍銀，a極板溶解質(zhì)量減少, 同時(shí)無(wú)氣體放出；對(duì)于d,電解cucl?溶液時(shí)，a極質(zhì)量雖然增加，但b極上放 出的是黃綠色有刺激性氣味的氣體，因此，b、c、d均不符合題意。本題也可用淘汰法解答。已知a極板質(zhì)量增加，說(shuō)明x為負(fù)極，則可排除c； 且該電解質(zhì)溶液中含有h后面的不活潑金屬離子，又排除b。b極有無(wú)色無(wú)臭氣 體放出，溶液屮必?zé)oct,排除d。故答案為a。解

8、答：ao例6：將含有0.4mol/lcu(no3)2和o.4mol/lkc1的水溶液500 ml,用惰性電極電 解一段時(shí)間后，在一個(gè)電極上析出0.15 mol cu,此時(shí)在另一電極上放岀氣體， 在標(biāo)準(zhǔn)狀況下約為()。a. 5.6 lb. 6.72 lc 2.8 ld 84 l選題角度：本題主要考查電解的相關(guān)知識(shí)。思路分析：在cu(no3)2和kc1組成的混合溶液中，存在著 cu2 no；、k ct以及水電離出來(lái)的h+和oh。當(dāng)通電后，陰極上析出cu, 陽(yáng)極上析出cl?。當(dāng)有0.15 mol cu析出的同時(shí)，這時(shí)通過(guò)的電子的物質(zhì)的量為 0.15molx2 = 0.3molo這時(shí)溶液中ct已經(jīng)全部

9、氧化成cl?,并有oit離子放電析 出可以根據(jù)陽(yáng)、陰兩極得失電子相等的原理，可求岀。2的體積：vor x4 + 0.4mol/lx0.5l = 0.15molx222.4l-mor,解得，=0.56l由題意可知cl,的體積=-x0.4mol/lx0.5lx22.4mol/l = 2.24l- 2所以，析岀氣體的總體積=0.56l+2.24l=2.8l。解答：co 例7：按下圖裝置進(jìn)行電解，在通電一段時(shí)間后，鐵電極的質(zhì)量增加了。cuso4 溶液(1) 乙杯中，兩極發(fā)生的電極反應(yīng)式為：；o(2) 甲杯中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是：(3) c-c fe ag四個(gè)電極上析出的或溶解物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為。選

10、題角度：本題主要考查電解的相關(guān)知識(shí)。思路分析：由鐵電極的質(zhì)量增加可知fe為陰極，而ag為陽(yáng)極，兩極的電極反應(yīng)式分別為：陰極ag+e = ag,陽(yáng)極ag-e = ag+,進(jìn)而也可知電源n極為正極，m極為負(fù)極，所以甲池中應(yīng)是電解cuso4溶液的裝置，陰極 c0+2e二cu,陽(yáng)極4oh-4e = 2h2o + o2 ?,因oft來(lái)自于比0,所以書寫 總反應(yīng)式時(shí)0h 一應(yīng)以水代替，總方程式為 2cuso4 + 2h2o塵壘2cu + o2t +2h2so4 ；又依據(jù)串聯(lián)電池中各電極上通過(guò)的電 子的物質(zhì)的量相等，設(shè)電子的物質(zhì)的量為1 mol,則c-c-fe-ag四個(gè)電極上 溶解或析出的物質(zhì)的量之比為：c

11、u ：0, : “ag ：%=*：*： +：f：2： 1:4:4解答：(1)fe 極：ag*+e = ag,ag 極：ag-e = ag4 ；申解.(2) 2cuso4 + 2h2o2cu + 02 t +2h2so4；(3) 2： 1： 4： 4o例8：寫出下列溶液電解后，溶液復(fù)原需加入的物質(zhì)。 nano3 hc1 cu(no3 )2 nacl選題角度：本題主要考查如何利用電解方程式判斷電解后溶液復(fù)原需加入的 物質(zhì)思路分析與解答： 電解nano3:陽(yáng)極4oh-4e'=2h2o+o2t,陰極4h+4e_=2h2t 陽(yáng)極逸出物。2與陰極逸出物氏化合生成物為比0,所以加出0即可恢復(fù)原溶液。

12、 電解hc1： hc1=h2 t+c12 t逸出物比與cl?化合為hc1氣體，所 以加hc1氣即可。而不能加鹽酸。_申解水 電解cu(no3)2： 2cu(no3)2 4-2h2o2cu + o2 t +4hno3 逸出物 cu與o2化合為cuo,所以應(yīng)加入cuoo申解水木 電解nacl： 2nacl + 2h2o2naoh + h2 t+c12 t 逸出物比與c.化 合為hc1氣，所以應(yīng)加入hc1氣體。點(diǎn)評(píng)：對(duì)于電解后的溶液，要想使之復(fù)原，只須將電解方程式中陰陽(yáng)兩極的 逸岀物化合后生成的物質(zhì)加入即可。例9： a、b、c是三個(gè)電解槽，陽(yáng)極均是pt電極。a槽是cucb做電解液，純 銅片做陰極；b

13、和c兩槽以agno3溶液做電解液，純銀絲做陰極。先將a和b 槽并聯(lián)，再與c槽串聯(lián)進(jìn)行電解。若b槽中銀絲質(zhì)量增加0.108 g, c槽銀絲質(zhì) 量增加0.216 g,則a槽中銅片增加的質(zhì)量為o選題角度：本題主要考查電解的相關(guān)知識(shí)。思路分析：本題是將a、b并聯(lián)之后再與c串聯(lián)，根據(jù)物理學(xué)電流定律可知: ic = k + ib，可推出各電解池得失的電量關(guān)系為：qc = q + 2b0設(shè)a槽中 銅片增加的質(zhì)量為兀，故有：旦亙xl= x2+山廊亙xi108 g tnol'1 64 g- tnol'1 108 g mol"1解x= 0. 032 g解答：0.032 g點(diǎn)評(píng)：熟練掌握串

14、聯(lián)電路、并聯(lián)電路的電流強(qiáng)度大小的關(guān)系是解本題的關(guān)鍵例10：右圖為電解水的裝置圖，閉合開(kāi)關(guān)s后，觀察到電壓表的示數(shù)為6.0 v, 電流表的示數(shù)為100 mao(1) 此時(shí)a管內(nèi)生成氣，b管內(nèi)生成氣。(2) 試寫出電解水的化學(xué)方程式。(3) 通電過(guò)程中，a極、b極各發(fā)生何種化學(xué)反應(yīng)？(4) 為了加快電解水的速率，可在水屮加入()a. h2so4b.hc1c. naohd.nacl(5) 在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中消耗了何種形式的能量，產(chǎn)生了何種形式的能量？(6) 若通電10 min, a管中將生成ml氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。(7) 已知每摩爾水被電解消耗280.8 kj能量，則10 min內(nèi)增加了多少化學(xué)能?(8)

15、在電解池屮產(chǎn)生多少內(nèi)能，在該實(shí)驗(yàn)屮兩極間液體的電阻是多大？選題角度：這是一道物理、化學(xué)綜合題，涉及能量轉(zhuǎn)換、化學(xué)反應(yīng)的類型及 電路計(jì)算等知識(shí)，每小題是相對(duì)獨(dú)立的，用單一知識(shí)能求解，各題之間又是通過(guò) 相關(guān)知識(shí)點(diǎn)滲透的。本題主要考查知識(shí)的綜合及遷移能力。思路分析：(1) 因?yàn)閔+帶正屯，oh帶負(fù)電，由電池正、負(fù)極位置可知，h4向a極移動(dòng), 在a管內(nèi)生成h2, b管內(nèi)生成02。(2) 電解水的化學(xué)方程式為：2h2offi 2h2f *5仁(3) a 極：4h+ + 4e=2h2t： b 極：4oh 4e = 2h2o + 02?0(4) 在水屮加入強(qiáng)酸或強(qiáng)堿都可使電解水的速率加快，但加入hc1或na

16、cl 后在陽(yáng)極生成cb，而不是。2,所以應(yīng)選a和c。(5) 在電解水的過(guò)程中消耗了電能，產(chǎn)生了化學(xué)能和內(nèi)能，由能的轉(zhuǎn)化和守 恒定律知，消耗的能量應(yīng)等于產(chǎn)生能量的總和。因ttp=0.1 ax600s = 60co t到達(dá)陰極的h+和電子結(jié)合成h, h再相互結(jié)合成h2。每個(gè)電子帶電e =601.6xw19 c,10 min內(nèi)在陰極上生成h2的物質(zhì)的量為”（h2）=i7=2xl.6xl0-x6.02xl0-=311x1°'4（m01）故a管內(nèi)生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下h2的體積為：v(h2)= 3.11x10, molx22.4 l/mol=6.97xl0-3 l=6.97 ml(7) 10

17、min 內(nèi)增加的化學(xué)能 e化=3.1510故280.8><10以=87.3(j)(8) 由能量守恒求得電解池中產(chǎn)生的內(nèi)能q = e 電一 e 化=5 一 e(t= 6x0.1x600x87.3 = 272.7(j)由焦耳定律可得電解池內(nèi)兩極間的電阻272.70.12x600=45.5 0解答：(1)氫氧 2h2o ®=2h2 t + ch t(3) a 極：4h+ + 4e =2h2l； b 極：40ft 4e = 2h2o + o2?(4) a、c(5) 消耗了電能，產(chǎn)生了化學(xué)能和內(nèi)能。(6) 6.97(7) 87.3 j 272.7 j 45.5 q例11：已知鉛蓄電

18、池的兩極分別為pb、pbo2,在放電時(shí)起原電池的作用，充 電吋起電解池的作用。鉛莆電池發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式可表示為放電_pb+ pboa+ 2h2so4 - 2pbso4 i + 2h20o充電(1) 寫出放電時(shí)負(fù)極發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式o(2) 當(dāng)蓄電池作為電源，電解cuso4溶液生成1.6g cu時(shí)，蓄電池內(nèi)消耗h2so4molo(3) 給蓄電池充電時(shí),若要使3.03 g pbso4轉(zhuǎn)變?yōu)閜b和pbo2,需mol&的電量。選題角度：此題涉及蓄電池的電化學(xué)原理、電解cuso4溶液的反應(yīng)原理、 電極反應(yīng)和有關(guān)電池反應(yīng)、屯解反應(yīng)的計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)?？疾閷W(xué)生的分析能力、計(jì) 算能力以及思維的嚴(yán)密性和整體性。思路解析:(1)蓄電池放電時(shí)，發(fā)生原電池反應(yīng)。負(fù)極上的反應(yīng)是pb + so42_-2e =pbs04o(2)由電池反應(yīng)放電pb+ pbo2 + 2h2so4 有二 2pbso4 ! + 2比0。"" 充電"有2e -2h2so4的關(guān)系又由電解反應(yīng)2cuso4*2h2o電解2cu + 2h2so4* 6 f ,有 4&26 的關(guān)系；依據(jù)電子守恒的關(guān)系，可得2e2h2so46的關(guān)系。0.025 mol1.6 g電解cuso4溶液生成的cu的物質(zhì)