27高二化学电解原理的应用教案2.doc

精练精评 预习指导作业疑难 解题要点检测准备 预习指导错率统计 讲评方案巩固准备 学教心得吕四中学2013-2014学年度第一学期一体化教学案 WWW.J Emil: 班级 姓名 学号2012级高二化学学案（27）【学习课题】电解原理的应用：【学习目标】知识与技能：利用电解原理，知道氯碱工业、电镀、电解精炼铜和电冶金工业中的主要原理。过程与方法：通过探究活动，培养学生的实验操作能力、团结协作能力、观察能力、分析能力、归纳总结能力以及运用知识解决问题的能力。情感、态度与价值观：通过学习本课，更加深刻认识到电解原理在工业中的重要作用，更拉近了化学与生活之间的距离。【自主学习】1.用惰性电极电解氯化钾溶液,阴极反应式是 ,阳极反应式是 ,电解的化学方程式是 。电解后溶液的pH变化是 ;欲使电解后的溶液复原,需加入的物质是。2.在硫酸铜溶液中,插入两个电极进行电解。(1)若两极均为Pt电极,则阳极反应式是 ,阴极反应式是 ,电解的化学方程式是 。(2)若两极均为铜片,则阳极反应式是 ,阴极反应式是 ,电解过程中溶液的浓度变化是。(3)若阳极为锌片,阴极为铜片,则阳极反应式是 ,电解过程中两极的变化是 。 【合作探究】【知识点一】电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气：1装置：2工作原理及现象：(1)通电前,氯化钠溶液中含有的离子: 。通电时 移向阴极, 放电, 移向阳极, 放电。电极反应式为：阳极: ( 反应)阴极: ( 反应)阳极现象： 阴极现象： 因 放电,导致水的电离平衡H2O HOH向右移动,致使生成。(2)电解的总反应式：化学方程式: ;离子方程式: ;工业上习惯把电解饱和食盐水叫做 。【思考】1设计简单的实验证明电解饱和食盐水时，阴极有NaOH生成，阳极有Cl2产生。(1)证明NaOH： ；(2)证明Cl2： _【例1】氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如下图所示。(1)溶液A的溶质是 。(2)电解饱和食盐水的离子方程式是 。(3)电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在23。用化学平衡移动原理解释盐酸的作用：_。(4)电解所用的盐水需精制，去除有影响的Ca2、Mg2、NH4 、SO42-c(O42-)c(Ca2)。精制流程如下(淡盐水和溶液A来自电解池)：盐泥a除泥沙外，还含有的物质是 。过程中将NH4转化为N2的离子方程式是 。BaSO4的溶解度比BaCO3的小，过程 中除去的离子有_。 【思考】1 除去食盐中的Ca2、Mg2、SO42-的方法？【巩固练习】1工业上电解食盐水的阴极区产物是 ()A氯气B氢气和氯气 C氢气和氢氧化钠 D氯气和氢氧化钠2. 关于电解氯化钠水溶液(铁作阴极、石墨作阳极),下列叙述正确的是()A.若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液,溶液呈无色B.若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液,溶液呈棕黄色C.电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠D.电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,充分搅拌后溶液呈中性【知识点二】电镀：1定义：电镀是应用 原理在某些金属表面镀上一薄层其他 或 的方法。2电镀池的构成：3注意：(1)电镀的目的是使金属增强抗腐蚀能力，增加美观和表面硬度。(2)电镀时，镀层金属作阳极，待镀金属作阴极，含镀层金属阳离子的溶液作电解液。(3)电镀后，电解质溶液中的离子浓度保持不变。【例2】往铁件上镀铜阴极材料： ，电极反应式： ；阳极材料： ，电极反应式： ；电解质溶液： 溶液，浓度的变化是 。可观察到的现象是 。【思考】2在某镀件镀铜时，电镀液中CuSO4溶液的浓度是否发生变化？【巩固练习】3以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是 ()A未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程B因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系C电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率D镀锌层破损后对铁制品失去保护作用4在铁制品上镀一层一定厚度的锌层，以下方案设计正确的是() A锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子B铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子C锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子D锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含有亚铁离子5欲在金属表面镀银，应把镀件挂在电镀池的阴极。下列各组中，选用的阳极金属和电镀液均正确的是()AAg和AgCl溶液 BAg和AgNO3溶液CFe和AgNO3溶液 DPt和Ag2SO4溶液【知识点三】电解精炼铜：1装置： 2原理：粗铜中往往含有铁、锌、银、金等多种杂质,常用电解的方法进行精炼。其电解池的构成是用 作阳极,用 作阴极,用 作电解质溶液。电解精炼铜的原理是 失去电子,产生的阳离子残留在溶液中, 以金属单质的形式沉积在电解池的底部,形成阳极泥,粗铜中的铜在纯铜上析出。电极反应式: 阳极为 、 等,阴极为 。 3注意：(1)电解精炼铜时，粗铜中的银、金等活泼性差的金属会以单质的形式沉积在电解槽底部、形成阳极泥；而活泼性比Cu强的金属(如Zn、Ni等)会以金属阳离子的形式进入溶液。(2)电解精炼铜时，电解液的浓度会减小。【巩固练习】6关于镀铜和电解精炼铜，下列说法中正确的是()A都用粗铜作阳极、纯铜作阴极 B电解液的成分都保持不变C阳极反应都只有Cu2e=Cu2 D阴极反应都只有Cu22e=Cu【知识点四】电冶金：1金属冶炼的本质：使矿石中的金属离子获得电子，从它们的化合物中 出来。如Mnne=M。2电冶金： 电解是最强有力的氧化还原手段，适用于一些 单质的制取，如冶炼钠、镁、铝等活泼金属。3电解熔融的氯化钠：NaCl在高温熔融，并发生电离：NaCl=NaCl，通直流电后，阴极： ，阳极： ，总化学方程式为： 。4电解熔融Al2O3制取铝：阳极反应式： ； 阴极反应式： ；总反应式为：5特别提示：(1)电解法制取钠、钾、镁、铝时不能电解含有这些金属阳离子的水溶液。(2)工业上用电解熔融MgCl2而不是MgO的方法制Mg，用电解熔融Al2O3而不是AlCl3的方法制Al。【巩固练习】7下列金属只能采用电解法冶炼的是_。Fe Na Ag Cu Ca Hg8海水提镁的最后一步是将氯化镁电解获取金属镁，下列有关该电解过程的叙述中，正确的是()A两个电极必须都用惰性电极 B阳极可以用金属电极，阴极必须是惰性电极C电解熔融状态的氯化镁 D电解氯化镁的水溶液【规律总结】1原电池、电解池、电镀池的判断方法：(1)若装置中无外加电源，则该装置可能为原电池，然后根据原电池的构成条件进行分析判断。(2)若装置中有外加电源，且两电极插入电解质溶液中并构成闭合回路， 则该装置为电解池或电镀池，电解质溶液中含有阳极金属离子的即为电镀池，否则为一般电解池。2电镀铜与精炼铜的比较：电镀铜精炼铜能量转变电能转化为化学能电能转化为化学能阳极材料纯铜粗铜(含锌、银、金等杂质)阴极材料镀件纯铜阳极反应Cu2e=Cu2Zn2e=Zn2Cu2e=Cu2等阴极反应Cu22e=CuCu22e=Cu电解质溶液及其变化硫酸铜溶液保持不变反应后硫酸铜溶液中混有Zn2等，Cu2浓度减小【知识点四】电解的有关计算：1计算的原则：(1)阳极失去的电子数阴极得到的电子数。(2)串联电路中通过各电解池的电子总数相等。(3)电源输出的电子总数和电解池中转移的电子总数相等。2计算的方法：(1)根据电子守恒法计算：用于串连电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等。(2)根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。(3)根据关系式计算：根据得失电子守恒的关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。电解计算时常用的定量关系为：4e4H4OH2H2O22Cu4Ag。3解答电解计算题的基本步骤(1)正确书写电极反应式(要特别注意阳极材料)。(2)当溶液中有多种离子共存时，先要根据离子放电顺序确定离子放电的先后。(3)根据得失电子守恒进行相关计算。【例3】用惰性电极电解CuSO4溶液。若阴极上析出Cu的质量为3.2 g,则阳极上产生气体在标准状况下的体积为_;常温下,若将电解后的溶液稀释至1 L,则溶液的pH约为_。【例4】将含有0.4 mol Cu(NO3)2和0.4 mol KCl的水溶液1 L，用惰性电极电解一段时间后，在一电极上析出19.2 g Cu；此时，在另一电极上放出气体的体积在标准状况下为(不考虑产生的气体在水中的溶解) ()A3.36 LB5.6 L C6.72 L D13.44 L 【巩固练习】9. 将两支惰性电极插入CuSO4溶液中,通电电解。(1)当有1.0103 mol的OH放电时,溶液显浅蓝色,则在阴极上析出铜的质量是_。(2)若溶液的体积为1 L,忽略溶液体积变化,在标准状况下放出5.6 mL O2时,溶液的pH是_。【当堂检测】1下列关于铜电极的叙述中，正确的是()A铜锌原电池中铜是正极 B用电解法精炼粗铜时粗铜作阴极C在镀件上电镀铜时可用金属铜作阴极 D电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极2依据下面的甲、乙、丙三图，判断下列叙述不正确的是()A甲是原电池，乙是电镀装置B甲、乙装置中，锌极上均发生氧化反应C乙装置中，铜极因发生氧化反应而溶解D乙装置中，c(Cu2)不变，丙装置中，c(Cu2)减小3用惰性电极电解饱和食盐水，当电源提供给0.2 mol电子时停止通电。若此溶液体积为2 L，则所得电解液的pH是 ()A1B8 C13 D144(8分)某实验小组的同学采用如图所示装置来进行有关化学实验，请填充下列空格。(1)若U形管中盛有硫酸钠溶液，X、Y电极分别为石墨和铁棒，电解过程中出现的现象是_。U形管中加入的少量植物油作用是 。(2)电解一段时间后，某同学将电源反接，此时出现的现象是_。有关的化学方程式为_。2012级高二化学教案（27）【学习课题】电解原理的应用：【学习目标】知识与技能：利用电解原理，知道氯碱工业、电镀、电解精炼铜和电冶金工业中的主要原理。过程与方法：通过探究活动，培养学生的实验操作能力、团结协作能力、观察能力、分析能力、归纳总结能力以及运用知识解决问题的能力。情感、态度与价值观：通过学习本课，更加深刻认识到电解原理在工业中的重要作用，更拉近了化学与生活之间的距离。【自主学习】1.用惰性电极电解氯化钾溶液,阴极反应式是 ,阳极反应式是 ,电解的化学方程式是 。电解后溶液的pH变化是 ;欲使电解后的溶液复原,需加入的物质是。2.在硫酸铜溶液中,插入两个电极进行电解。(1)若两极均为Pt电极,则阳极反应式是 ,阴极反应式是 ,电解的化学方程式是 。(2)若两极均为铜片,则阳极反应式是 ,阴极反应式是 ,电解过程中溶液的浓度变化是。(3)若阳极为锌片,阴极为铜片,则阳极反应式是 ,电解过程中两极的变化是 。2H2e= H2 2Cl2e=Cl2 2KCl2H2O 2KOHH2Cl2 增大HCl气体 4OH4e=2H2O O2 2Cu24e=2Cu 2CuSO42H2O 2CuO22H2SO4 Cu2e=Cu2 Cu22e=Cu 不变 Zn2e= Zn2 阳极锌片不断溶解,阴极铜片质量不断增加 【合作探究】【知识点一】电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气：1装置：2工作原理及现象：(1)通电前,氯化钠溶液中含有的离子: 。通电时 移向阴极, 放电, 移向阳极, 放电。电极反应式为：阳极: ( 反应)阴极: ( 反应)阳极现象： 阴极现象： 因 放电,导致水的电离平衡H2O HOH向右移动,致使生成。(2)电解的总反应式：化学方程式: ;离子方程式: ;工业上习惯把电解饱和食盐水叫做 。Na、Cl、H、OH Na、H H Cl、OH Cl 2Cl2e=Cl2 氧化 2H2e=H2还原 生成无色气体 生成黄绿色气体 H NaOH 2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2 2Cl2H2O2OHH2Cl2 氯碱工业 【思考】1设计简单的实验证明电解饱和食盐水时，阴极有NaOH生成，阳极有Cl2产生。(1)证明NaOH： ；(2)证明Cl2： _答案：(1)向阴极区滴入几滴酚酞，溶液变红，证明阴极有NaOH生成(2)将湿润的淀粉KI试纸靠近阳极区，试纸变蓝，证明有Cl2生成【例1】氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如下图所示。(1)溶液A的溶质是 。(2)电解饱和食盐水的离子方程式是 。(3)电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在23。用化学平衡移动原理解释盐酸的作用：_。(4)电解所用的盐水需精制，去除有影响的Ca2、Mg2、NH4 、SO42-c(O42-)c(Ca2)。精制流程如下(淡盐水和溶液A来自电解池)：盐泥a除泥沙外，还含有的物质是 。过程中将NH4转化为N2的离子方程式是 。BaSO4的溶解度比BaCO3的小，过程 中除去的离子有_。解析(1)从加入原料(水含少量NaOH)可知A为浓氢氧化钠溶液；也可以从电极反应推测，右室生成H2，H得电子，OH浓度增大，Na向右移动，所以生成物为NaOH。(3)抓住信息(化学平衡移动)，分析阳极区存在的化学平衡只有Cl2与水反应。(4)由信息用溶液A(NaOH溶液)调pH11、溶液中含有Mg2，所以有沉淀Mg(OH)2生成；由信息可知NH被氧化生成N2，所以氯气是氧化剂，溶液显碱性用OH和H2O配平即可；BaCO3(s)Ba2(aq)CO(aq)，Ba2与溶液中的SO结合生成更难溶的BaSO4，且使BaCO3(s)Ba2(aq)CO(aq)右移，生成CO与溶液中的Ca2结合生成CaCO3，除去SO和Ca2。答案(1)NaOH (2)2Cl2H2OH2Cl22OH(3)Cl2与水反应：Cl2H2OHClHClO，增大HCl的浓度使平衡逆向移动，减少Cl2在水中的溶解，有利于Cl2的逸出(4)Mg(OH)2 2NH3Cl28OH=N26Cl8H2O SO、Ca2【思考】2 除去食盐中的Ca2、Mg2、SO42-的方法？【巩固练习】1工业上电解食盐水的阴极区产物是 ()A氯气B氢气和氯气 C氢气和氢氧化钠 D氯气和氢氧化钠解析：用惰性电极电解食盐水时，阴极反应式：2H2e=H2破坏水的电离平衡，阴极区域OH与Na结合成NaOH。 答案：C2. 关于电解氯化钠水溶液(铁作阴极、石墨作阳极),下列叙述正确的是()A.若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液,溶液呈无色B.若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液,溶液呈棕黄色C.电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠D.电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,充分搅拌后溶液呈中性答案B【知识点二】电镀：1定义：电镀是应用 原理在某些金属表面镀上一薄层其他 或 的方法。电解 金属 合金2电镀池的构成：3注意：(1)电镀的目的是使金属增强抗腐蚀能力，增加美观和表面硬度。(2)电镀时，镀层金属作阳极，待镀金属作阴极，含镀层金属阳离子的溶液作电解液。(3)电镀后，电解质溶液中的离子浓度保持不变。【例2】往铁件上镀铜阴极材料： ，电极反应式： ；阳极材料： ，电极反应式： ；电解质溶液： 溶液，浓度的变化是 。可观察到的现象是 。Fe Cu22e=Cu Cu Cu2e=Cu2 CuSO4 抗腐蚀铁件表面镀上一层红色的铜,铜片不断溶解 不变 含有镀层金属离子的电解质溶液 镀层金属 待镀金属制品 【思考】2在某镀件镀铜时，电镀液中CuSO4溶液的浓度是否发生变化？分析：在镀件镀铜时，阳极：Cu2e=Cu2，阴极：Cu22e=Cu，所以电镀法中c(CuSO4)保持不变。答案：电镀液中CuSO4浓度保持不变。【巩固练习】3以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是 ()A未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程B因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系C电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率D镀锌层破损后对铁制品失去保护作用解析电镀过程中Zn与电源正极相连，若给原电池充电，则Zn应接电源负极，A错误；导线中通过的电子，在阴极均被Zn2得到，所以通过的电子与锌析出的物质的量成正比，B错误；只要电流恒定，阴阳极得失电子的速率不变，所以电解反应速率不变，C正确；镀锌层破损后，Zn比铁活泼，Zn作负极、Fe作正极，Fe被保护，D错误。 答案C4在铁制品上镀一层一定厚度的锌层，以下方案设计正确的是() A锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子B铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子C锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子D锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含有亚铁离子解析：本题考查的是电镀的原理。电镀时，通常镀层金属作阳极、镀件作阴极，含有镀层金属阳离子的电解质溶液作电镀液。 答案：A5欲在金属表面镀银，应把镀件挂在电镀池的阴极。下列各组中，选用的阳极金属和电镀液均正确的是()AAg和AgCl溶液 BAg和AgNO3溶液CFe和AgNO3溶液 DPt和Ag2SO4溶液解析：电镀槽中，要求镀件作阴极，可用镀层金属作阳极，电镀液通常采用含有镀层金属离子的盐溶液，A、D项中AgCl和Ag2SO4均为沉淀，只有B项符合要求。答案：B【知识点三】电解精炼铜：1装置： 2原理：粗铜中往往含有铁、锌、银、金等多种杂质,常用电解的方法进行精炼。其电解池的构成是用 作阳极,用 作阴极,用 作电解质溶液。电解精炼铜的原理是 失去电子,产生的阳离子残留在溶液中, 以金属单质的形式沉积在电解池的底部,形成阳极泥,粗铜中的铜在纯铜上析出。电极反应式: 阳极为 、 等,阴极为 。 粗铜 纯铜 CuSO4溶液 Cu2e=Cu2、Zn2e= Zn2Fe2e=Fe2 Cu22e=Cu 粗铜中比铜活泼的金属Zn、Fe等 不比铜活泼的金属Ag、Au等 3注意：(1)电解精炼铜时，粗铜中的银、金等活泼性差的金属会以单质的形式沉积在电解槽底部、形成阳极泥；而活泼性比Cu强的金属(如Zn、Ni等)会以金属阳离子的形式进入溶液。(2)电解精炼铜时，电解液的浓度会减小。【巩固练习】6关于镀铜和电解精炼铜，下列说法中正确的是()A都用粗铜作阳极、纯铜作阴极 B电解液的成分都保持不变C阳极反应都只有Cu2e=Cu2 D阴极反应都只有Cu22e=Cu解析：A项电镀时镀件作阴极；B项电解精炼铜时电解液成分改变；C项电解精炼铜时，若有比铜活泼的金属杂质(如锌)，则阳极还会发生Zn2e=Zn2的反应。答案：D【知识点四】电冶金：1金属冶炼的本质：使矿石中的金属离子获得电子，从它们的化合物中 出来。如Mnne=M。2电冶金： 电解是最强有力的氧化还原手段，适用于一些 单质的制取，如冶炼钠、镁、铝等活泼金属。还原 活泼金属3电解熔融的氯化钠：NaCl在高温熔融，并发生电离：NaCl=NaCl，通直流电后，阴极： ，阳极： ，总化学方程式为： 。2Cl2e=Cl2 2Na2e=2Na 2NaCl(熔融)2NaCl24电解熔融Al2O3制取铝：阳极反应式：6O212e=3O2； 阴极反应式：4Al312e=4Al；总反应式为：2Al2O3(熔融)4Al3O25特别提示：(1)电解法制取钠、钾、镁、铝时不能电解含有这些金属阳离子的水溶液。(2)工业上用电解熔融MgCl2而不是MgO的方法制Mg，用电解熔融Al2O3而不是AlCl3的方法制Al。【巩固练习】7下列金属只能采用电解法冶炼的是_。Fe Na Ag Cu Ca Hg解析：对于像K、Ca、Na、Mg、Al这样活泼的金属，很难找到一种合适的还原剂从化合物中将其还原出来，电解法几乎是惟一可行的方法。答案：8海水提镁的最后一步是将氯化镁电解获取金属镁，下列有关该电解过程的叙述中，正确的是()A两个电极必须都用惰性电极 B阳极可以用金属电极，阴极必须是惰性电极C电解熔融状态的氯化镁 D电解氯化镁的水溶液解析：电解MgCl2获取金属镁，也就是说镁离子需要得电子，如果在水溶液中，水电离的氢离子会优先得电子，因此只能在熔融状态下进行。在阴极发生的是镁离子得到电子的反应，对电极材料没有要求，在阳极上发生失电子的反应，如果使用活性电极时会优先失电子，所以阳极必须用惰性电极。答案：C【规律总结】1原电池、电解池、电镀池的判断方法：(1)若装置中无外加电源，则该装置可能为原电池，然后根据原电池的构成条件进行分析判断。(2)若装置中有外加电源，且两电极插入电解质溶液中并构成闭合回路， 则该装置为电解池或电镀池，电解质溶液中含有阳极金属离子的即为电镀池，否则为一般电解池。2电镀铜与精炼铜的比较：电镀铜精炼铜能量转变电能转化为化学能电能转化为化学能阳极材料纯铜粗铜(含锌、银、金等杂质)阴极材料镀件纯铜阳极反应Cu2e=Cu2Zn2e=Zn2Cu2e=Cu2等阴极反应Cu22e=CuCu22e=Cu电解质溶液及其变化硫酸铜溶液保持不变反应后硫酸铜溶液中混有Zn2等，Cu2浓度减小【知识点四】电解的有关计算：1计算的原则：(1)阳极失去的电子数阴极得到的电子数。(2)串联电路中通过各电解池的电子总数相等。(3)电源输出的电子总数和电解池中转移的电子总数相等。2计算的方法：(1)根据电子守恒法计算：用于串连电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等。(2)根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。(3)根据关系式计算：根据得失电子守恒的关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。电解计算时常用的定量关系为：4e4H4OH2H2O22Cu4Ag。3解答电解计算题的基本步骤(1)正确书写电极反应式(要特别注意阳极材料)。(2)当溶液中有多种离子共存时，先要根据离子放电顺序确定离子放电的先后。(3)根据得失电子守恒进行相关计算。【例3】用惰性电极电解CuSO4溶液。若阴极上析出Cu的质量为3.2 g,则阳极上产生气体在标准状况下的体积为_;常温下,若将电解后的溶液稀释至1 L,则溶液的pH约为_。解析用惰性电极电解CuSO4溶液时,阳极:4OH4e=O22H2O,阴极:Cu22e=Cu,根据电子守恒,n(O2)n(Cu)0.025 mol,所以标准状况下V(O2)0.56 L;根据反应2CuSO42H2O2CuO22H2SO4,电解后溶液中n(H)4n(O2)0.1 mol,所以c(H)0.1 molL1,pH1。答案0.56 L1【例4】将含有0.4 mol Cu(NO3)2和0.4 mol KCl的水溶液1 L，用惰性电极电解一段时间后，在一电极上析出19.2 g Cu；此时，在另一电极上放出气体的体积在标准状况下为(不考虑产生的气体在水中的溶解) ()A3.36 LB5.6 L C6.72 L D13.44 L 解析阴极析出铜0.3 mol，由Cu22e=Cu知Cu2得到0.6 mol电子，根据2Cl2e=Cl2，求出当溶液中Cl全部参与电极反应时，放出Cl2 0.2 mol，失去电子0.4 mol。因此在阳极还有OH放电，根据4OH4e=O22H2O和电子守恒在阳极有0.05 mol O2放出，即阳极共放出0.25 mol标准状况下为5.6 L的气体。答案B【巩固练习】9. 将两支惰性电极插入CuSO4溶液中,通电电解。(1)当有1.0103 mol的OH放电时,溶液显浅蓝色,则在阴极上析出铜的质量是_。(2)若溶液的体积为1 L,忽略溶液体积变化,在标准状况下放出5.6 mL O2时,溶液的pH是_。解析(1)用惰性电极电解CuSO4溶液时,电极反应为阴极:2Cu24e=2Cu,阳极:4OH4e=O22H2O。当有1.0103 mol的OH放电时,生成标准状况下的O2为5.6 mL,此时转移电子为1.0103 mol,则在阴极上析出Cu:32103 g。(2)阳极:4OH4e=2H2OO24 mol 1 moln n1.0103 mol,消耗1.0103 mol OH,生成1.0103 mol H则c(H)1.0103 molL1pHlgc(H)lg(1.0103)3。答案(1)0.032 g 2)3【当堂检测】1下列关于铜电极的叙述中，正确的是()A铜锌原电池中铜是正极 B用电解法精炼粗铜时粗铜作阴极C在镀件上电镀铜时可用金属铜作阴极 D电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极分析：本题主要考查了原电池、电解池的区别。A叙述的是原电池，铜不如锌活泼，铜应为正极。B、C、D叙述的是电解池。电解池的阳极发生失去电子的氧化反应，阴极发生得到电子的还原反应，所以精炼粗铜时，粗铜应作为阳极，镀铜时铜也应作为阳极以提供Cu2，而电解稀硫酸时，如把铜作为阳极，铜就会首先放电，阳极就不能产生氧气。答案：A2依据下面的甲、乙、丙三图，判断下列叙述不正确的是()A甲是原电池，乙是电镀装置B甲、乙装置中，锌极上均发生氧化反应C乙装置中，铜极因发生氧化反应而溶解D乙装置中，c(Cu2)不变，丙装置中，c(Cu2)减小解析：本题考查的是原电池和电解池的形成条件，判断时要以构成电解池的三个条件为依据。甲是铜锌原电池，乙是在Zn片上镀铜的电镀池，丙是铜的精炼装置。答案：B3用惰性电极电解饱和食盐水，当电源提供给0.2 mol电子时停止通电。若此溶液体积为2 L，则所得电解液的pH是 ()A1B8 C13 D14分析：电解食盐水时供给0.2 mol电子，则消耗的H为0.2 mol，同时产生OH0.2 mol，溶液体积为2 L，则c(OH)0.1 mol/L，故pH13。答案：C4(8分)某实验小组的同学采用如图所示装置来进行有关化学实验，请填充下列空格。(1)若U形管中盛有硫酸钠溶液，X、Y电极分别为石墨和铁棒，电解过程中出现的现象是_。U形管中加入的少量植物油作用是 。(2)电解一段时间后，某同学将电源反接，此时出现的现象是_。有关的化学方程式为_。解析：铁作阳极时，铁失电子发生氧化反应，生成二价铁离子：Fe2e=Fe2，阴极发生还原反应：2H2e=H2。阳极生成的二价铁离子向阴