電化學(xué) 電解池學(xué)生

1、 專題復(fù)習(xí) 電化學(xué)-電解池課前回顧：原電池和電解池的比較裝置原電池電解池實(shí)例形成條件電極：兩種不同的導(dǎo)體相連；電解質(zhì)溶液：能與電極反應(yīng)。電源；電極（惰性或非惰性）；電解質(zhì)（水溶液或熔化態(tài)）。反應(yīng)類型自發(fā)的氧化還原反應(yīng)非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)電極名稱由電極本身性質(zhì)決定：正極：材料性質(zhì)較不活潑的電極；負(fù)極：材料性質(zhì)較活潑的電極。由外電源決定：陽極：連電源的正極；陰極：連電源的負(fù)極；電極反應(yīng)負(fù)極：Zn-2e-=Zn2+（氧化反應(yīng)）正極：2H+2e-=H2（還原反應(yīng)）陰極：Cu2+ +2e- = Cu （還原反應(yīng)）陽極：2Cl-2e-=Cl2 （氧化反應(yīng)）應(yīng)用抗金屬的電化腐蝕；實(shí)用電池。電解食鹽水（氯堿工

2、業(yè)）；電鍍（鍍銅）；電冶（冶煉Na、Mg、Al）；精煉（精銅）。（一）電解概念1、電解：是將電流通過電解質(zhì)溶液或熔融態(tài)物質(zhì)，（又稱電解液），在陰極和陽極上引起氧化還原反應(yīng)的過 程，電化學(xué)電池在外加電壓時(shí)可發(fā)生電解過程。 電解池：能夠發(fā)生電解的裝置叫電解池*構(gòu)成電解池的條件： （1）外加直流電源 （2）兩個(gè)固體電極 陰陽極的定義和判斷 陰極：發(fā)生還原反應(yīng)的電極。 陽極：發(fā)生氧化反應(yīng)的電極。 與電源“-”相連的電極， 與電源“+”相連的電極， 得到電子的電極， 失去電子的電極， 陽離子移到的電極。 陰離子移到的電極。 （3）電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì) （4）構(gòu)成閉合的電路例1下列說法正確的是（多選）(

3、 )A電解是把電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能； B電解是化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能；C電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是化學(xué)變化；D任何電解過程，必將導(dǎo)致氧化還原反應(yīng)的發(fā)生； （二）電解池電極產(chǎn)物的判斷和電極方程式的書寫 電解反應(yīng)方程式的書寫步驟：分析電解質(zhì)溶液中存在的離子；分析離子的放電順序；確定電極、寫出電極反應(yīng)式；寫出電解方程式。如：（1） 電解NaCl溶液：2NaCl+2H2O H2+Cl2+2NaOH，溶質(zhì)、溶劑均發(fā)生電解反應(yīng)，PH增大。（2）電解CuSO4溶液：2CuSO4 + 2H2O2Cu + O2+ 2H2SO4溶質(zhì)、溶劑均發(fā)生電解反應(yīng)， PH減小。（3）電解CuCl2溶液：CuCl2 CuCl2 只有溶質(zhì)發(fā)生電解反

4、應(yīng)， PH不變。（4）電解鹽酸： 2HCl H2Cl2溶劑不變，實(shí)際上是電解溶質(zhì)，PH增大。（5）電解稀H2SO4、NaOH溶液、Na2SO4溶液：2H2O 2H2 + O2，溶質(zhì)不變，實(shí)際上是電解水，PH分別 減小、增大、不變。酸、堿、鹽的加入增加了溶液導(dǎo)電性,從而加快電解速率（不是起催化作用）。ab +Na2SO4 溶液 例2（全國理綜·10）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附近分別滴加幾滴石蕊溶液。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Ca電極附近呈紅色，b電極附近呈藍(lán)

5、色Da電極附近呈藍(lán)色，b電極附近呈紅色電解反應(yīng)中反應(yīng)物的判斷放電順序陰極 A.陰極材料(金屬或石墨)總是受到保護(hù)。 B.陽離子得電子順序 金屬活動順序表的反表：K+ <Ca2+ < Na+ < Mg2+ < Al3+< Zn2+ < Fe2+ < Sn2+ < Pb2+ < (H+) < Cu2+ < Hg 2+Fe3+< Ag+ （陽離子放電順序與濃度有關(guān)，并不絕對）（K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+陽離子必須是熔融狀態(tài)下才能被還原）陽極 A.陽極是活潑電極時(shí)：電極本身被氧化，溶液中的離子不放電。 B.陽極材料

6、是惰性電極(C、Pt、Au、Ti等)時(shí)：陰離子失電子：S2- I- Br- Cl- OH- NO3- 等含氧酸根離子 F-例3(2011全國II卷10)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（ ）ACuSO4BH2OCCuODCuSO4·5H2O例4(07年高考全國理綜卷I·8)以惰性電極電解CuSO4溶液。若陽極上產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量為0.0100 mol，則陰極上析出Cu的質(zhì)量為( )A064 gB128 gC256 gD512 g圖20-1（三）電解原理的應(yīng)用電解飽和食鹽水（氯堿工業(yè)） （1）反應(yīng)原理陽極： 陰極

7、： 總反應(yīng)：2NaCl+2H2OH2+Cl2+2NaOH （2）設(shè)備 （陽離子交換膜電解槽）組成：陽極C或Ti、陰極Fe陽離子交換膜的作用：它只允許陽離子通過而阻止陰離子和氣體通過。 （3）制燒堿生產(chǎn)過程 （離子交換膜法） 食鹽水的精制：粗鹽（含泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、等）加入NaOH溶液加入BaCl2溶液加入Na2CO3溶液過濾加入鹽酸加入離子交換劑(NaR) 電解生產(chǎn)主要過程（見圖20-1）：NaCl從陽極區(qū)加入，H2O從陰極區(qū)加入。陰極H+ 放電，破壞了水的電離平衡，使OH-濃度增大，OH-和Na+形成NaOH溶液。電解冶煉鋁（1）原料： 冰晶石：Na3AlF6=3Na+Al

8、F63- 氧化鋁： 鋁土礦 NaAlO2 Al(OH)3 Al2O3 （2）原理 陽極 陰極 總反應(yīng)：4Al3+6O24Al+3O2（3）設(shè)備：電解槽（陽極C、陰極Fe） 因?yàn)殛枠O材料不斷地與生成的氧氣反應(yīng)：C+O2 CO+CO2，故需定時(shí)補(bǔ)充。電鍍：用電解的方法在金屬表面鍍上一層金屬或合金的過程。（1）鍍層金屬作陽極，鍍件作陰極，電鍍液必須含有鍍層金屬的離子。電鍍鋅原理：陽極 Zn2e = Zn2+陰極 Zn2+2e=Zn（2）電鍍液的濃度在電鍍過程中不發(fā)生變化。（3）在電鍍控制的條件下，水電離出來的H+和OH一般不起反應(yīng)。電解冶煉活潑金屬Na、Mg、Al等。電解精煉銅：粗銅作陽極，精銅作陰

9、極，電解液含有Cu2+。銅前金屬先反應(yīng)但不析出，銅后金屬不反應(yīng)，形成 “陽極泥”。 【高考回顧】1（08年天津理綜·12）下列敘述正確的是( )A在原電池的負(fù)極和電解池的陰極上都是發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)B用惰性電極電解Na2SO4溶液，陰陽兩極產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1：2C用惰性電極電解飽和NaCl溶液，若有1 mol電子轉(zhuǎn)移，則生成1 molNaOHD鍍層破損后，鍍錫鐵板比鍍鋅鐵板更耐腐蝕2（09年安徽理綜·12）Cu2O是一種半導(dǎo)體材料，基于綠色化學(xué)理念設(shè)計(jì)的制取.Cu2O的電解池示意圖如下，點(diǎn)解總反應(yīng)：2Cu+H2O=Cu2O+H2O。下列說法正確的是( )A石墨電極上產(chǎn)

10、生氫氣B銅電極發(fā)生還原反應(yīng)C銅電極接直流電源的負(fù)極D當(dāng)有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，有0.1molCu2O生成。3（08年廣東化學(xué)·12）下列有關(guān)金屬腐蝕與防護(hù)的說法正確的是( )A純銀器表面在空氣中因電化學(xué)腐蝕漸漸變暗 B當(dāng)鍍錫鐵制品的鍍層破損時(shí)，鑲層仍能對鐵制品起保護(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4（09年上?；瘜W(xué)·13）右圖裝置中，U型管內(nèi)為紅墨水，a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和氯化銨溶液，各加入生鐵塊，放置一段時(shí)間。下列有關(guān)描述錯(cuò)誤的是( )A生鐵塊中的碳是原電池的正極B紅墨水

11、柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋逤兩試管中相同的電極反應(yīng)式是：Fe2eFe2Da試管中發(fā)生了吸氧腐蝕，b試管中發(fā)生了析氫腐蝕5（08年全國理綜I·13）電解 100 mL 含c(H)=0.30 mol·L1 的下列溶液，當(dāng)電路中通過0.04 mol 電子時(shí)，理論上析出金屬質(zhì)量最大的是( )A0.10mol·L1 Ag B0.20 mol·L1 Zn2 C0.20 mol·L1 Cu2 D0.20 mol·L1 Pb26（08年上?；瘜W(xué)·12）取一張用飽和NaCl溶液浸濕的pH試紙，兩根鉛筆芯作電極，接通直流電源，一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)電極

12、與試紙接觸處出現(xiàn)一個(gè)雙色同心圓，內(nèi)圓為白色，外圓呈淺紅色。則下列說法錯(cuò)誤的是( )Ab電極是陰極 Ba電極與電源的正極相連接C電解過程中，水是氧化劑 Db電極附近溶液的pH變小7. (高考理綜重慶卷)如圖所示，下列敘述正確的是（ ） ZnSO4溶液隔膜(只允許SO42 通過)CuSO4溶液濾紙(滴加了Na2SO4、酚酞溶液)表面皿YZnCu銅絲X AY為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)BX為正極，發(fā)生氧化反應(yīng)CY與濾紙接觸處有氧氣生成DX與濾紙接觸處變紅8.（2011山東高考15）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

13、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9（09年北京理綜·6）下列敘述不正確的是( )A鐵表面鍍鋅，鐵作陽極B船底鑲嵌鋅塊，鋅作負(fù)極，以防船體被腐蝕C鋼鐵吸氧腐蝕的正極反應(yīng)：O2 +2H2O+4e-=4OHD工業(yè)上電解飽和食鹽水的陽極反應(yīng)：2Cl一 一2e一=C1210（08年天津理綜·12）下列敘述正確的是( )A在原電池的負(fù)極和電解池的陰極上都是發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)B用惰性電極電解Na2SO4溶液，陰陽兩極產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1：2C用惰性電極電解飽

14、和NaCl溶液，若有1 mol電子轉(zhuǎn)移，則生成1 molNaOHD鍍層破損后，鍍錫鐵板比鍍鋅鐵板更耐腐蝕11（08年廣東化學(xué)·5）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ABCD12.（2011新課標(biāo)全國）鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時(shí)的總反應(yīng)為：Fe+Ni2O3+3H2O= Fe(OH)2+2Ni(OH)2 下列有關(guān)該

15、電池的說法不正確的是( ) A. 電池的電解液為堿性溶液，正極為Ni2O3、負(fù)極為Fe B. 電池放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Fe+2OH-2e-=Fe（OH）2 C. 電池充電過程中，陰極附近溶液的pH降低D. 電池充電時(shí)，陽極反應(yīng)為2Ni（OH）2+2OH-2e-=Ni2O3+3H2O13.(2011海南)一種充電電池放電時(shí)的電極反應(yīng)為 H2+2OH-2e-=2H2O； NiO(OH)+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-當(dāng)為電池充電時(shí)，與外電源正極連接的電極上發(fā)生的反應(yīng)是( )A. H2O的還原 B. NiO(OH)的還原C. H2的氧化 D. NiO(OH) 2的氧化13（2011上海）用電解法

16、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14.（2011四川，14分）開發(fā)氫能是實(shí)現(xiàn)社會可持續(xù)發(fā)展的需要。硫鐵礦（FeS2）燃燒產(chǎn)生的SO2通過下列碘循環(huán)工藝過程既能制H2SO4，又能制H2。請回答下列問題：（1）已知1g FeS2完全燃燒放出7.1kJ熱量，F(xiàn)eS2燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_。（2）用化學(xué)平衡移動的原理分析，在HI分解反應(yīng)中使用膜反應(yīng)器分離出H2的目的是_。（3）用吸收H2后的稀土儲氫合金作為電池負(fù)極材料（用MH）表示），NiO（OH）作為電池正極材料，KOH溶液作為電解質(zhì)溶液，可制得高容量，長壽命的鎳氫電池。電池充放電時(shí)的總反應(yīng)為：NiO(OH)MHNi(OH)2M電池放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為_。充電完成時(shí)，Ni（OH）2全部轉(zhuǎn)化為NiO（OH）。若繼續(xù)充電將在一個(gè)電極產(chǎn)生O2，O2擴(kuò)散到另一個(gè)電極發(fā)生電極反應(yīng)被消耗，從而避免產(chǎn)生的氣體引起電池爆炸，此時(shí)，陰極的電極反應(yīng)式為_17.（09年全國理綜卷I·28）（15分）下圖所示裝置中，