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文檔簡介
1、電解池、原電池 專題復(fù)習(xí)一. 重點(diǎn)、難點(diǎn)1、理解電解原理,初步掌握一般電解反應(yīng)產(chǎn)物的判斷方法。2、了解氯堿工業(yè),電鍍,冶金的原理。3、掌握電解電極方程式的書寫。二、知識(shí)歸納(一)原電池1原電池的反應(yīng)原理:自發(fā)的、放熱的氧化還原反應(yīng)原電池的電路工作原理:(外電路)負(fù)極失去電子,電子經(jīng)導(dǎo)線流向正極。(內(nèi)電路)溶液中陰陽離子發(fā)生定向移動(dòng), 向負(fù)極移動(dòng), 向正極移動(dòng)。2原電池的電極和電極反應(yīng):正極:符號(hào)“+”,得到電子,發(fā)生 負(fù)極:符號(hào)“”,失去電子,發(fā)生 以鋅銅電池(電解液H2SO4溶液)為例: 電子經(jīng)導(dǎo)線流向正極氧化反應(yīng) 還原反應(yīng)失電子 Zn Cu 得電子 鋅溶解 SO42 銅極不變 Zn2e=Z
2、n2+陰離子向負(fù)極移動(dòng);陽離子向正極移動(dòng) 2H+2e=H23原電池形成的一般條件:(1)兩極: 的金屬(或一種是金屬,另一種是非金屬導(dǎo)體)。(2)電解質(zhì)溶液:電極必與電解質(zhì)溶液接觸。(3)形成閉合回路:電極相互接觸或 連接。特別提醒:原電池形成還有一個(gè)隱蔽條件:能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)例1在下圖所示的裝置中,能夠發(fā)生原電池反應(yīng)的是( ) A B C D E F 2.常用的化學(xué)電源和新型化學(xué)電源 (1)一次電池(2)二次電池 (3)燃料電池氫氧燃料電池 當(dāng)用堿性電解質(zhì)時(shí),電極反應(yīng)為:負(fù)極:2H2+40H4e4H20;正極:02+2H20+4e40H總反應(yīng):2H2+022H2O甲烷燃料電池該電池用
3、金屬鉑片插入KOH溶液中作電極,在兩極上分別通甲烷和氧氣;負(fù)極:正極:總反應(yīng)方程式為:CH3OH燃料電池用導(dǎo)線相連的兩個(gè)鉑電極插入KOH溶液中,然后向兩極分別通入CH3OH和O2,則發(fā)生了原電池反應(yīng)。負(fù)極:正極: 總反應(yīng)方程式為:若正極反應(yīng)物是氧氣,電解質(zhì)溶液為中性或堿性,H2O必須寫入正極的反應(yīng)式中,O2生成OH-(吸氧腐蝕);若電解質(zhì)溶液為酸性,則H+必須寫入正極反應(yīng)式中,O2生成H2O(析氫腐蝕)。3正確書寫電極反應(yīng)式(1)列出正負(fù)電電極上的反應(yīng)物質(zhì),在等式的兩邊分別寫出反應(yīng)物和生成物。(2)在反應(yīng)式的左邊寫出得失電子數(shù),使得失電子 。(得失電子守恒)(3)使質(zhì)量守恒。電極反應(yīng)式書寫時(shí)注
4、意:負(fù)極反應(yīng)生成物的陽離子與電解質(zhì)溶液中的陰離子是否共存。若不共存,則該電解質(zhì)溶液中的陰離子應(yīng)該寫入負(fù)極反應(yīng)式;若正極上的反應(yīng)物質(zhì)是O2,且電解質(zhì)溶液為中性或堿性,則H2O必須寫入正極反應(yīng)式,且生成物為OH,若電解液為酸性,則H+必須寫入反應(yīng)式中,生成物為H2O。電極反應(yīng)式的書寫必須遵循離子方程式的書寫要求。(4)正負(fù)極反應(yīng)式相加得到 。若能寫出總反應(yīng)式,可以減去較易寫出的電極反應(yīng)式,從而寫出較難書寫的電極方程式。如果原電池的正負(fù)極判斷失誤,電極反應(yīng)式的書寫一定錯(cuò)誤。上述判斷正負(fù)極的方法是一般方法,但不是絕對(duì)的,例如銅片和鋁片同時(shí)插入濃硝酸溶液中,由于鋁片表明的鈍化,這時(shí)銅失去電子,是負(fù)極,其
5、電極反應(yīng)為:負(fù)極:正極:再如鎂片和鋁片同時(shí)插入氫氧化鈉溶液中,雖然鎂比鋁活潑,但由于鎂不與氫氧化鈉反應(yīng),而鋁卻反應(yīng),失去電子,是負(fù)極,其電極反應(yīng)為:負(fù)極:正極:電化學(xué)腐蝕: 鋼鐵腐蝕正極材料: 電極反應(yīng)式:負(fù)極材料: 電極反應(yīng)式:1(08廣東卷)用銅片、銀片、Cu (NO3)2溶液、AgNO3溶液、導(dǎo)線和鹽橋(裝有瓊脂-KNO3的U型管)構(gòu)成一個(gè)原電池。以下有關(guān)該原電池的敘述正確的是( )在外電路中,電流由銅電極流向銀電極 正極反應(yīng)為:Ag+e-=Ag實(shí)驗(yàn)過程中取出鹽橋,原電池仍繼續(xù)工作將銅片浸入AgNO3溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)與該原電池反應(yīng)相同A BCD2(08廣東卷)下列有關(guān)金屬腐蝕與防護(hù)的
6、說法正確的是( )A純銀器表面在空氣中因化學(xué)腐蝕漸漸變暗B當(dāng)鍍錫鐵制品的鍍層破損時(shí),鍍層仍能對(duì)鐵制品起保護(hù)作用C在海輪外殼連接鋅塊保護(hù)外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽極的陰極保護(hù)法D可將地下輸油鋼管與外加直流電源的正極相連以保護(hù)它不受腐蝕3(08寧夏卷)一種燃料電池中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為:在酸性溶液中甲醇與氧作用生成水和 二氧化碳。該電池負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是( )ACH3OH(g)+O2(g)=H2O(1)+CO2(g)+2H+(aq)+2e BO2(g)+4H+(aq)+4e=2H2O(1)CCH3OH(g)+H2O(1)=CO2(g)+6H+(aq)+6e DO2(g)+2H2O(1)+4e=4OH4(
7、08重慶卷)如題圖所示,將緊緊纏繞不同金屬的鐵釘放入培養(yǎng)皿中,再加入含有適量酚酞和NaCl的瓊脂熱溶液,冷卻后形成瓊膠(離子在瓊膠內(nèi)可以移動(dòng)),下列敘述正確的是( )Aa中鐵釘附近呈現(xiàn)紅色Bb中鐵釘上發(fā)生還原反應(yīng)Ca中銅絲上發(fā)生氧化反應(yīng)Db中鋁條附近有氣泡產(chǎn)生5(08廣東卷)電池是人類生產(chǎn)和生活中的重要能量來源,各式各樣電池的發(fā)展是化學(xué)對(duì)人類的一項(xiàng)重大貢獻(xiàn)。下列有關(guān)電池的敘述正確的是( )A鋅錳干電池工作一段時(shí)間后碳棒變細(xì) B氫氧燃料電池可將熱能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹸氫氧燃料電池工作時(shí)氫氣在負(fù)極被氧化 D太陽能電池的主要材料是高純度的二氧化硅6(08北京卷)據(jù)報(bào)道,我國擁有完全自主產(chǎn)權(quán)的氫氧燃料電池
8、車將在奧運(yùn)會(huì)期間為運(yùn)動(dòng)員提供服務(wù)。某種氫氧燃料電池的電解液為KOH溶液。下列有關(guān)電池的敘述不正確的是( )A正極反應(yīng)式為:O22H2O4e =4OHB工作一段時(shí)間后,電解液中的KOH的物質(zhì)的量不變C該燃料電池的總反應(yīng)方程式為:2H2O2=2H2OD用該電池電解CuCl2溶液,產(chǎn)生2.24LCl2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí),有0.1mol電子轉(zhuǎn)移7(07廣東卷)鋼鐵在潮濕的空氣中會(huì)被腐蝕,發(fā)生的原電池反應(yīng)為:2Fe2H2OO2 = 2Fe2+4OH。以下說法正確的是 ( )A負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為:Fe2e = Fe2 B正極發(fā)生的反應(yīng)為:2H2OO22e = 4OHC原電池是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置 D鋼柱在水
9、下部分比在空氣與水交界處更容易腐蝕8(07廣東卷)科學(xué)家近年來研制出一種新型細(xì)菌燃料電池,利用細(xì)菌將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為氫氣,氫氣進(jìn)入以磷酸為電解質(zhì)的燃料電池發(fā)電。電池負(fù)極反應(yīng)為 ( )AH22OH 2H2O2e B.O24H4e 2H2OCH22H2e D.O22H2O4e 4OH9(07廣東卷)為了避免青銅器生成銅綠,以下方法正確的是 ( )A.將青銅器放在銀質(zhì)托盤上 B.將青銅器保存在干燥的環(huán)境中C.將青銅器保存在潮濕的空氣中 D.在青銅器的表面覆蓋一層防滲的高分子膜10(07全國卷II)在盛有稀H2SO4的燒杯中放入用導(dǎo)線連接的鋅片和銅片,下列敘述正確的 是 ( )A.正極附近的SO42 離子
10、濃度逐漸增大 B.電子通過導(dǎo)線由銅片流向鋅片C.正極有O2逸出 D.銅片上有H2逸出11(07天津卷)天津是我國研發(fā)和生產(chǎn)鋰離子電池的重要基地。鋰離子電池正極材料是含鋰的二氧化鈷(LiCoO2),充電時(shí)LiCoO2中Li被氧化,Li遷移并以原子形式嵌入電池負(fù) 極材料碳(C6)中,以LiC6表示。電池反應(yīng)為LiCoO2C6CoO2LiC6,下列說法正確的是 ( )A.充電時(shí),電池的負(fù)極反應(yīng)為LiC6e = LiC6B.放電時(shí),電池的正極反應(yīng)為CoO2Lie = LiCoO2C.羧酸、醇等含活潑氫的有機(jī)物可用作鋰離子電池的電解質(zhì)D.鋰離子電池的比能量(單位質(zhì)量釋放的能量)低12(06上海卷)將純鋅
11、片和純銅片按圖示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時(shí)間,以下敘述正確的是( )A兩燒杯中銅片表面均無氣泡產(chǎn)生B甲中銅片是正極,乙中銅片是負(fù)極C兩燒杯中溶液的pH均增大D產(chǎn)生氣泡的速度甲比乙慢13(05上海卷)關(guān)于如圖所示裝置的敘述,正確的是( )A 銅是陽極,銅片上有氣泡產(chǎn)生B 銅片質(zhì)量逐漸減少C 電流從鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片D氫離子在銅片表面被還原14(06天津卷)我國首創(chuàng)的海洋電池以鋁板為負(fù)極,鉑網(wǎng)為正極,海水為電解質(zhì)溶液,空氣中的氧氣與鋁反應(yīng)產(chǎn)生電流。電池總反應(yīng)為:4A13O26H2O4A1(OH)3,下列說法不正確的是( )A正極反應(yīng)式為:O22H2O4e4OHB電池工作時(shí),電流由鋁電極沿導(dǎo)線流
12、向鉑電極C以網(wǎng)狀的鉑為正極,可增大與氧氣的接觸面積D該電池通常只需更換鋁板就可繼續(xù)使用15(05廣東卷)一種新型燃料電池,一極通入空氣,另一極通入丁烷氣體;電解質(zhì)是摻雜氧化釔(Y2O3)的氧化鋯(ZrO2)晶體,在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O2。下列對(duì)該燃料電池說法正確的是( )A在熔融電解質(zhì)中,O2由負(fù)極移向正極B電池的總反應(yīng)是:2C4H1013O28CO210H2OC通入空氣的一極是正極,電極反應(yīng)為:O24e2O2D通入丁烷的一極是正極,電極反應(yīng)為:C4H1026e13O24CO25H2O放電充電16(05江蘇卷)高鐵電池是一種新型可充電電池,與普通高能電池相比,該電池能長時(shí)間保持穩(wěn)定的放電電壓。高
13、鐵電池的總反應(yīng)為:3Zn2K2FeO48H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH下列敘述不正確的是( )A放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為:Zn2e-2OH- Zn(OH)2B充電時(shí)陽極反應(yīng)為:Fe(OH)33e-5OH FeO424H2OC放電時(shí)每轉(zhuǎn)移3 mol電子,正極有1 mol K2FeO4被氧化D放電時(shí)正極附近溶液的堿性增強(qiáng)17(04天津卷)下圖為氫氧燃料電池原理示意圖,按照此圖的提示,下列敘述不正確的是( )Aa電極是負(fù)極Bb電極的電極反應(yīng)為:4OH4e2H2OO2C氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源D氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲(chǔ)藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置18(04江蘇
14、卷)堿性電池具有容量大、放電電流大的特點(diǎn),因而得到廣泛應(yīng)用。鋅錳堿 性電池以氫氧化鉀溶液為電解液,電池總反應(yīng)式為:Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l) Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s),下列說法錯(cuò)誤的是( ) A電池工作時(shí),鋅失去電子 B電池正極的電極反應(yīng)式為:2MnO2(s)+H2O(1)+2eMn2O3(s)+2OH(aq) C電池工作時(shí),電子由正極通過外電路流向負(fù)極 D外電路中每通過0.2mol電子,鋅的質(zhì)量理論上減小6.5g1. C 2. AC 3. C 4. B 5. C 6. D 7. A 8. C 9. BD 10. D11. B 12. C 13. D 14. B
15、15. BC 16. C 17. B 18. C (二)電解原理1、電解和電解池:使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽兩極上引起( )反應(yīng)的過程叫做電解。把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置叫做電解池或電解槽。CuCl2 2、電解池的組成:有兩個(gè)電極插入電解質(zhì)溶液(或熔融狀態(tài)的電解質(zhì))中。兩極連外接直流電源?!練w納比較】原電池與電解池的比較3、離子的放電順序:陰離子失去電子而陽離子得到電子的過程叫放電。電解電解質(zhì)溶液時(shí),在陰陽兩極上首先發(fā)生放電反應(yīng)的離子分別是溶液里最容易放電的陽離子和最容易放電的陰離子。(1)陽極:( )性強(qiáng)的先放電惰性電極(Pt、Au、石墨、鈦等)時(shí):S2 I Br Cl OH(水) NO3
16、 SO42 F活性電極時(shí):電極本身溶解放電。(2)陰極:( )強(qiáng)的先放電無論是惰性電極還是活性電極都不參與電極反應(yīng),發(fā)生反應(yīng)的是溶液中的陽離子。陽離子在陰極上的放電順序是:Ag+ Hg2+ Cu2+ H+(水) Pb2+ Fe2+ Na+ Ca 2+ K+ 4、電解規(guī)律:(惰性電極)(1)電解電解質(zhì):陽離子和陰離子放電能力均( )于水電離出H+和OH 。如無氧酸和不活潑金屬的無氧酸鹽。HCl(aq)陽極(ClOH) :陰極(H) :總方程式:CuCl2(aq)陽極(ClOH):陰極(Cu2H):總方程式:(2)電解水:陽離子和陰離子放電能力均( )于水電離出H+和OH 。如含氧酸、強(qiáng)堿、活潑金
17、屬的含氧酸鹽。H2SO4(aq)陽極(SO42OH:陰極(H):總方程式:NaOH(aq)陽極(OH):陰極:(NaH :總方程式:Na2SO4(aq)陽極(SO42OH: 陰極:(NaH:總方程式:(3)電解水和電解質(zhì):陽離子放電能力強(qiáng)于水電離出H+,陰離子放電能力弱于水電離出OH,如活潑金屬的無氧酸鹽;陽離子放電能力弱于水電離出H+,陰離子放電能力強(qiáng)于水電離出OH ,如不活潑金屬的含氧酸鹽。NaCl(aq)陽極(ClOH):陰極:(NaH:總方程式:CuSO4(aq)陽極(SO42OH:陰極(Cu2H):總方程式 :【歸納總結(jié)】(1)電解的四種類型(惰性電極):(2)電解質(zhì)溶液濃度復(fù)原:加
18、入物質(zhì)與電解產(chǎn)物的反應(yīng)必須符合電解方程式生成物的化學(xué)計(jì)量數(shù)。(3)電解時(shí)pH的變化:電極區(qū)域:陰極H+放電產(chǎn)生H2,破壞水的電離平衡云集OH,陰極區(qū)域pH變大;陽極OH放電產(chǎn)生O2,破壞水的電離平衡云集H+,陽極區(qū)域pH變小。電解質(zhì)溶液:電解過程中,既產(chǎn)生H2,又產(chǎn)生O2,則原溶液呈酸性的pH變( ),原溶液呈堿性的pH變( ),原溶液呈中性的pH( );電解過程中,無H2和O2產(chǎn)生,pH變化很?。◣缀醪蛔儯?。如電解CuCl2溶液(CuCl2溶液由于Cu2+水解顯酸性),一旦CuCl2全部電解完,pH值會(huì)變大,成中性溶液。電解過程中,只產(chǎn)生H2,pH變( )。電解過程中,只產(chǎn)生O2,pH變(
19、)。(4)電極方程式的書寫:先看電極;再將溶液中的離子放電順序排隊(duì),依次放電;注意要遵循電荷守恒,電子得失的數(shù)目要相等。例1、下圖中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極板處有無色無臭氣體放出,符合這一情況的是( )a極板b極板x電極Z溶液A鋅石墨負(fù)極CuSO4B石墨石墨負(fù)極NaOHC銀鐵正極AgNO3D銅石墨負(fù)極CuCl2例2、高鐵電池是一種新型可充電電池,與普通高能電池相比,該電池能長時(shí)間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)為 3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH下列敘述不正確的是A、放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為:Zn2e +2OH= Zn(
20、OH)2B、充電時(shí)陽極反應(yīng)為:Fe(OH)33e + 5 OH = FeO+ 4H2OC、放電時(shí)每轉(zhuǎn)移3 mol電子,正極有1mol K2FeO4被氧化D、放電時(shí)正極附近溶液的堿性增強(qiáng)例6、下圖中電極a、b分別為Ag電極和Pt電極,電極c、d都是石墨電極。通電一段時(shí)間后,只在c、d兩極上共收集到336mL(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)),且V(d):V(c)=2:1?;卮穑海?)直流電源中,M為極。(2)Pt電極上生成的物質(zhì)是,其質(zhì)量為 g。(3)電源輸出的電子,其物質(zhì)的量與電極b、c、d分別生成的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為:2。(4)AgNO3溶液的濃度(填增大、減小或不變。下同),AgNO3溶液的pH,H2SO4溶
21、液的濃度,H2SO4溶液的pH。(5)若H2SO4溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由5.00%變?yōu)?.02%,則原有5.00%的H2SO4溶液為多少g。答案:(1)正(2)Ag、2.16(3)21/21;(4)不變、不變、增大、減??;(5)45.18。用惰性電極電解下列溶液,一段時(shí)間后,再加入一定質(zhì)量的另一種物質(zhì)(括號(hào)內(nèi)),溶液能與原來溶液一樣的是()A CuCl2()B NaOH ( NaOH) C NaCl(鹽酸) D CuSO4(CuO)【模擬試題】1、下列敘述中錯(cuò)誤的是A、電解池的陽極上發(fā)生氧化反應(yīng),陰極上發(fā)生還原反應(yīng);B、原電池跟電解池連接后,電子從電池負(fù)極流向電解池陽極;C、電鍍時(shí),電鍍池里的陽極材
22、料發(fā)生氧化反應(yīng);D、電解飽和食鹽水時(shí),陰極得到氫氧化鈉溶液和氫氣。2、國外最新研制的溴鋅蓄電池的基本結(jié)構(gòu)是用碳棒作兩極,電解質(zhì)是溴化鋅溶液?,F(xiàn)有四個(gè)電極反應(yīng):Zn2eZn2 Zn22eZn Br22e2Br 2Br2eBr2。那么充電時(shí)的陽極反應(yīng)和放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)分別是( )A、 B、 C、 D、3、用惰性電極電解下列各溶液,經(jīng)一段時(shí)間后,溶液的濃度增大,而溶液pH值保持不變的是( ) A、CuCl2溶液 B、NaCl溶液 C、H2SO4溶液 D、Na2SO4溶液4. 用惰性電極電解1L足量KCl的溶液,若通過n mol電子的電量,則溶液的pH與n的關(guān)系是(設(shè)電解前后溶液的體積不變) A、pH
23、=nB、pH=lgnC、pH=14lgnD、pH=lgn+145、在盛有飽和Na2CO3溶液的燒杯中插入惰性電極進(jìn)行電解,若溫度始終不變,則通電一段時(shí)間后,下列說法中不正確的是( ) A、溶液的pH值不變 B、溶液中Na2CO3的物質(zhì)的量不變C、Na2CO3溶液的濃度不變,水解程度不變 D、溶液中水分子數(shù)與的比值將變小6、CuI是一種不溶于水的白色固體,它可以由反應(yīng):2Cu2+4I=2CuI+I2而得到?,F(xiàn)以石墨為陰極,以Cu為陽極電解KI溶液,通電前向電解液中加入少量酚酞和淀粉溶液。電解開始不久,陰極區(qū)溶液呈紅色,而陽極區(qū)溶液呈藍(lán)色。對(duì)陽極區(qū)溶液呈藍(lán)色的正確解釋是( )A、2I2e=I2 碘
24、遇淀粉變藍(lán) B、Cu2e=Cu2 Cu2 顯藍(lán)色 C、2Cu+4I4e=2CuI+I2 碘遇淀粉變藍(lán)D、4OH 4e=2H2O+O2 O2將I氧化為I2,碘遇淀粉變藍(lán) 7、若某裝置中發(fā)生如下反應(yīng),Cu+2H+=Cu2+H2,關(guān)于該裝置的有關(guān)說法正確的是( )A、該裝置一定為原電池 B、該裝置可能為電解池C、若為原電池,Cu為正極 D、電解質(zhì)溶液可能是硝酸溶液8、堿性電池具有容量大、放電電流大的特點(diǎn),因而得到廣泛應(yīng)用。鋅錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液,電池總反應(yīng)式為:Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)下列說法錯(cuò)誤的是( )A、電池工作時(shí),鋅失去電
25、子B、電池正極的電極反應(yīng)式為:2MnO2(s)+H2O(1)+2e=Mn2O3(s)+2OH(aq)C、電池工作時(shí),電子由正極通過外電路流向負(fù)極D、外電路中每通過O.2mol電子,鋅的質(zhì)量理論上減小6.5g18、工業(yè)上處理含Cr2O72的酸性工業(yè)廢水用以下方法:往工業(yè)廢水中加入適量的NaCl,攪拌均勻;用Fe為電極進(jìn)行電解,經(jīng)過一段時(shí)間有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀產(chǎn)生;過濾回收沉淀,廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。試回答:(1)電解時(shí)的電極反應(yīng):陽極: 陰極: (2)寫出Cr2O72轉(zhuǎn)變成Cr3+的離子反應(yīng)方程式: ;(3)電解過程中Cr(OH)3、Fe(OH)3沉淀是怎樣產(chǎn)生的? 。(二)電解原理
26、的應(yīng)用1、銅的電解精煉陽極(粗銅棒):Cu2eCu2 陰極(精銅棒):Cu22eCu 電解質(zhì)溶液:含銅離子的可溶性電解質(zhì)分析:因?yàn)榇帚~中含有金、銀、鋅、鐵、鎳等雜質(zhì),電解時(shí),比銅活潑的鋅、鐵、鎳會(huì)在( )放電形成( )進(jìn)入溶液中,Zn2e = Zn2+ 、Fe2e = Fe2+ 、Ni2e =Ni2+,F(xiàn)e2+、Zn2+、Ni2+不會(huì)在陰極析出,最終留存溶液中,所以電解質(zhì)溶液的濃度、質(zhì)量、pH均會(huì)改變。還原性比銅差的銀、金等不能失去電子,它們以單質(zhì)的形式沉積在電解槽溶液中,成為陽極泥。陽極泥可再用于提煉金、銀等貴重金屬。2、電鍍陽極(鍍層金屬):Cu2eCu2 陰極(鍍件):Cu22eCu 電
27、鍍液:含鍍層金屬的電解質(zhì)分析:因?yàn)橛傻檬щ娮訑?shù)目守恒可知,陽極放電形成的Cu2離子和陰極Cu2離子放電的量相等,所以電解質(zhì)溶液的濃度、質(zhì)量、pH均不會(huì)改變。(1)電鍍是電解的應(yīng)用。電鍍是以鍍層金屬為陽極,待鍍金屬制品為陰極,含鍍層金屬離子為電鍍液。(2)電鍍過程的特點(diǎn):犧牲陽極;電鍍液的濃度(嚴(yán)格說是鍍層金屬離子的濃度)保持不變;在電鍍的條件下,水電離產(chǎn)生的H+、OH一般不放電?!拘〗Y(jié)】原電池、電解池、電鍍池的比較:3、電解飽和食鹽水氯堿工業(yè)氯堿工業(yè)所得的NaOH、Cl 2 、H2 都是重要的化工生產(chǎn)原料,進(jìn)一步加工可得多種化工產(chǎn)品,涉及多種化工行業(yè),如:有機(jī)合成、醫(yī)藥、農(nóng)藥、造紙、紡織等,與
28、人們的生活息息相關(guān)。陽極:石墨或金屬鈦2Cl2eCl2陰極:鐵網(wǎng)2H2eH2電解質(zhì)溶液:飽和食鹽水總方程式:分析:在飽和食鹽水中接通直流電源后,溶液中帶負(fù)電的OH和Cl向陽極移動(dòng),由于Cl比OH容易失去電子,在陽極被氧化成氯原子,氯原子結(jié)合成氯分子放出;溶液中帶正電的Na+和H+向陰極移動(dòng),由于H+比Na+容易失去電子,在陰極被還原成氫原子,氫原子結(jié)合成氫分子放出;在( )極上得到NaOH。(1)飽和食鹽水的精制:原因:除去NaCl中的MCl2、Na2SO4等雜質(zhì),防止生成氫氧化鎂沉淀影響溶液的導(dǎo)電性,防止氯化鈉中混有硫酸鈉影響燒堿的質(zhì)量。 試劑加入的順序:先加過量的BaCl2和過量的NaOH
29、(順序可換),再加入過量的Na2CO3,過濾,加鹽酸調(diào)節(jié)pH為7。(2)隔膜的作用:防止氫氣和氯氣混合發(fā)生爆炸;防止氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)影響燒堿的質(zhì)量。4、電解法冶煉活潑金屬:(1)電解熔融的氯化鈉制金屬鈉:2NaCl(熔融)2NaCl2(2)電解熔融的氯化鎂制金屬鎂:MgCl2(熔融)MgCl2(3)電解熔融的氧化鋁制金屬鋁:2Al2O3(熔融)4Al3O2分析:在金屬活動(dòng)順序表中K、Ca、Na、Mg、Al等金屬的還原性很強(qiáng),這些金屬都很容易失電子,因此不能用一般的方法和還原劑使其從化合物中還原出來,只能用電解其化合物熔融狀態(tài)方法來冶煉。注意:電解熔融NaCl和飽和NaCl溶液的區(qū)別;不能用M
30、gO替代MgCl2的原因;不能用AlCl3替代Al2O3的原因。例3、下圖中能驗(yàn)證氯化鈉溶液(含酚酞)電解產(chǎn)物的裝置是( ) 例4、某學(xué)生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器,用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液,通電時(shí),為使Cl2被完全吸收,制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液,設(shè)計(jì)了如圖的裝置,則對(duì)電源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是( )A、a為正極,b為負(fù)極;NaClO和NaClB、a為負(fù)極,b為正極;NaClO和NaClC、a為陽極,b為陰極;HClO和NaClD、a為陰極,b為陽極;HClO和NaCl例5、通以相等的電量,分別電解等濃度的硝酸銀和硝酸亞汞(亞汞的化合價(jià)為+1價(jià))溶液,若被還原的硝
31、酸銀和硝酸亞汞的物質(zhì)的量之比n(硝酸銀)n(硝酸亞汞)=21,則下列表述正確的是( )A、在兩個(gè)陰極上得到的銀和汞的物質(zhì)的量之比n(Ag)n(Hg)=21B、在兩個(gè)陽極上得到的產(chǎn)物的物質(zhì)的量不相等C、硝酸亞汞的分子式為HgNO3 D、硝酸亞汞的分子式為Hg2(NO3)29、某溶液中含有兩種溶質(zhì)NaCl和H2SO4,它們的物質(zhì)的量之比為3:1。用石墨作電極電解該混合溶液時(shí),根據(jù)電極產(chǎn)物,可明顯分為三個(gè)階段。下列敘述不正確的是( )A、陰極自始自終只析出H2 B、陽極先析出Cl2,后析出O2C、電解最后階段為電解水 D、溶液pH不斷增大,最后為7 10、在25時(shí),將兩個(gè)鉑電極插入一定量的飽和Na2
32、SO4溶液中進(jìn)行電解,通電一段時(shí)間后在陽極逸出a摩氣體,同時(shí)析出w克Na2SO4·10H2O晶體,若溫度不變,此時(shí)剩余溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是( ) A、×100% B、×100%C、×100% D、×100%11、我國首創(chuàng)的鋁空氣海水電池被稱為“海洋電池”,是一種無污染的長效電池,以鐵鉑合金網(wǎng)(接觸空氣)和鋁分別為電池的兩極放入海水中即可供電,下列反應(yīng)與該電池的工作原理有關(guān)的是( )Fe2e=Fe2 Al3e =A13 O22H2O4e =4OH 4Al3O26H2O=4Al(OH)3 2FeO22H2O=2Fe(OH)2A、B、 C、D、12、用惰
33、性電極電解V毫升某二價(jià)金屬的硫酸鹽溶液,一段時(shí)間后,在陰極有m毫克金屬析出,溶液的pH值由6.5變?yōu)?.0(電解前后溶液的的體積變化可以忽略不計(jì))。析出的金屬的原子量是( ) A、100m/V B、200m/V C、2×105m/V D、1×105m/V13、鎳鎘可充電電池,電極材料是Cd和NiO(OH),電解質(zhì)是KOH,電極反應(yīng)是:Cd + 2OH2e= Cd(OH)2,2NiO(OH) + 2H2O + 2e = 2Ni(OH)2 + 2OH。下列說法不正確的是( )A、電池放電時(shí),電池負(fù)極周圍溶液的pH不斷增大;B、電池的總反應(yīng)式是:Cd + 2NiO(OH) + 2
34、H2O = Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2 C、電池充電時(shí),鎘元素被還原 D、電池充電時(shí),電池正極和電源的正極連接。14、近年來,加“碘”食鹽較多使用了碘酸鉀,KIO3在工業(yè)上可用電解法制取,以石墨和不銹鋼為電極,以KI溶液(加少量K2CrO4)為電解液在一定條件下電解,反應(yīng)方程式為KI+3H2OKIO3+3H2。下列有關(guān)說法正確的是( )A、電解時(shí),石墨作陰極,不銹鋼作陽極B、電解液調(diào)節(jié)至強(qiáng)酸性比較合適C、電解后得到KIO3產(chǎn)品的步驟有:過濾濃縮結(jié)晶灼燒D、電解中每轉(zhuǎn)移0.6mol電子,理論上可得到21.4g無水KIO3晶體15、在蒸餾水中加入等物質(zhì)量的Ag、Pb2、Na+、NO3、S
35、O42、Cl,再用惰性電極電解該溶液,并收集兩極氣體產(chǎn)物,則所得到的氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量比最接近( )A、16207 B、10835.5 C、39.5108 D、8116、設(shè)NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值,下列敘述中正確的是( )A、lmolO2含有的電子數(shù)為17NA B、電解飽和食鹽水時(shí),陽極上生成22.4L氣體時(shí)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NAC、常溫常壓下,32g中所含的中子數(shù)為20NAD、工業(yè)上銅的電解精煉時(shí)電解池中每轉(zhuǎn)移1mol電子時(shí)陽極上溶解的銅小于0.5 NA17、從H+、Na+、Cu2+、Ba2+、Cl、SO42離子中,選出恰當(dāng)?shù)碾x子組成一種電解質(zhì),將電解質(zhì)溶液按下列要求進(jìn)行電解(均是惰性電極):(1)電解時(shí)電解質(zhì)含量減小,水量不變,則所采用的電解質(zhì)是 ;(2)電解時(shí)電解質(zhì)的質(zhì)量保持不變,水量減小,則所采用的電解質(zhì)是 ;(3)電解時(shí)電解質(zhì)和水的質(zhì)量都發(fā)生變化,則所采用的電解質(zhì)是 ;19、如圖,E為沾有Na2SO4溶液的濾紙,并加入幾滴酚酞。A,B分別為Pt片,壓在濾紙兩端,R、S為電池的電極。M、N是用多微孔的Ni制成的電極材料,它在堿溶液中可以視為惰性電極。G為電流計(jì),K為開關(guān)。C、D和電解池中都充滿濃KOH溶液。若在濾紙中
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