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2012届高考化学第一轮电解池要点复习教案 专题4 电解池 第二课时【要点扫描】1掌握工业电解饱和食盐水制取烧碱、氢气和氯气的原理2了解电镀、电冶金的原理。3能够应用电解原理判断离子的氧化性或还原性强弱。4能够应用电解原理进行相关计算。【知识梳理】四、电解原理的应用1、电解饱和食盐水制取烧碱、氢气和氯气食盐溶液中存在的离子包括 。用惰性电极电解时，阳极失电子的微粒是 ；阴极失电子的微粒是 。电极反应方程式：总反应方程式：电极周围溶液酸碱性的变化：电解质溶液的酸碱性变化：分享： 电解饱和食盐水制取烧碱、氢气和氯气时，H2是在 极区产生的，Cl2是在 极区产生的，而NaOH是在 区产生的。 电解过程中产生的H2和Cl2混合时会有爆炸的危险，因此应当让两种气体 。 电解时，阳极 （填“适合”或“不适合”）用活泼金属如铁作电极。2、电镀电镀是指 。电镀的目的是 。电镀时， 阴极为 ；阳极为 ；电镀液为 。铜的电解法精炼也是一个电镀过程，采用 作阴极， 作阳极，选用 溶液作电解液，电极方程式为 、 。电镀的总反应理论上是不存在的，但过程中仍然伴随着氧化还原反应和电子转移。3、电冶金例如：电解熔融氯化钠制取金属钠。分析：分享：电冶金一般适用于比较活泼的金属单质的制备，此时电解液 用水溶液，原因是 。五、原电池、电解池、电镀池的比较原电池电解池电镀池定义能量转化电极名称和电极反应反应特点装置举例电子流向分享：原电池、电解池、电镀池的判断若有外接电源，该装置一般为电解池或电镀池。若无外电源，可能是原电池，然后依据原电池的形成条件判定，主要思路是三“看” 先看电极：两种活泼性不同的金属(或其中一种非金属导体)作电极 再看溶液：用导线连接的两电极与电解质溶液接触并形成闭合回路。后看回路：在电解质溶液中能自发地发生氧化还原反应。此时，与原电池连接的另一装置一般是电解池或电镀池。六、有关电解原理的计算要点提示：注意应用电极反应方程式及总反应方程式。溶液中存在多种离子时，正确判断离子放电顺序。同一串联电路中的电子转移数目一定相等。【典例精析】例题1：工业上用MnO2和KOH为原料制取KMnO4，主要生产过程分两步进行：第一步，将MnO2、KOH粉碎混合均匀，在空气中加热熔化并不断搅拌，制取K2MnO4；第二步，将K2MnO4的浓溶液进行电解，制取KMnO4。 制取K2MnO4的化学方程式是 。 反应过程中连续搅拌的目的是 。 电解K2MnO4溶液时，两极发生的电极反应分别是：阳极 ，阴极 ，电解的总方程式 。解题体会： 例题2：以石墨作电极，电解氯化铜溶液，若电解时转移的电子数是3.011023 ，则此时在阴极析出铜的质量多少。解题体会：例题3、用惰性电极插入500mL AgNO3溶液中，通电电解，当电解液的pH从6.0变为3.0时（设电解时阴极没有氢气析出，且电解液电解前后体积变化可以忽略），电极上应析出银的质量是多少？解题体会：例题4、用质量均为100 g的Cu作电极，电解AgNO3溶液。稍电解一段时间后，两电极的质量相差28 g，求此时两电极的质量解题体会：例题5、通以相等的电量，分别电解等浓度的硝酸银和硝酸亚汞（亚汞的化合价为+1）溶液，若被还原的硝酸银和硝酸亚汞的物质的量之比n（硝酸银）n（硝酸亚汞）=21，则下列表述正确的是 （ ）A 在两个阴极上得到的银和汞的物质的量之比n（硝酸银）n（硝酸亚汞）=21B 在两个阳极上得到的产物的物质的量不相等C 硝酸亚汞的分子式为HgNO3 D 硝酸亚汞的分子式为Hg2(NO3)2解题体会：例题6、某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，它们的物质的量之比为3 ：1。用石墨作电极电解该混合溶液时，根据电极产物，可明显分为几个阶段。下列叙述不正确的是A 阴极自始自终只析出H2 B 阳极先析出C12 ，后析出O2C 电解最后阶段为电解水 D 溶液pH不断增大，最后为7解题体会：【反馈练习】1、如右图所示，A池用石墨电极电解氢氧化钠溶液，B池精炼粗铜。一段时间后停止通电，A池D极产生的气体在标准状况下为2.24 L，则B池中E极质量的变化是 （ ）A 质量增加6.4 g B 质量增加12.8 gC 质量减少6.4 g D 质量减少12.8 g2、pH = a的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的pH a，则该电解质可能是 （ ）A NaOH B H2SO4 C AgNO3 D Na2SO43、一定条件下，电解较稀浓度的硫酸，其还原产物为双氧水，该原理可用于制取双氧水，其电解的化学方程式为：3H2O+3O2 O3+3H2O2。下列有关说法正确的是 （ ）A 电解池的阳极生成双氧水，阴极生成臭氧B 电解池中硫酸溶液的pH保持不变C 产生臭氧的电极反应式为3 H2O - 6e- = O3 + 6 H+D 产生双氧水的电极反应式为2 H2O - 2e- = H2O2 + 2 H+4、某学生欲完成2 HCl + 2 Ag = 2 AgCl + H2 反应，设计了下列四个实验，你认为可行的实验是 5、高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：3Zn+2K2FeO4+8H2O 3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH 。下列叙述不正确的是 （ ）A 放电时负极反应为：Zn - 2e- + 2OH- = Zn(OH)2B 充电时阳极反应为：Fe(OH)3 -3e- + 5OH- = FeO42- + 4H2OC 放电时每转移3mol电子，正极有1molK2FeO4被氧化D 放电时正极附近溶液的碱性增强6、金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，（已知：氧化性Fe2+Ni2+Cu2+）下列叙述正确的是 （ ）A 阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2+ + 2e=NiB 电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C 电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+ 和Zn2+D 电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt7、有a、b、c、d四种金属，已知a、b都只有一种正价且相等，用惰电极电解含a、b阳离子的混合液时，首先的出的是b。将a、d分别投入等浓度盐酸中，d 比a反应剧烈。将铜浸入b的盐溶液里，无明显变化。把铜浸入c的盐溶液里，有金属c析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是 （ ）A d 、c 、a、b B d 、a、b、c C d、 b、a、c D b、a、d 、c8、用石墨电极电解600mL某金属的硫酸盐，一段时间后，溶液的PH从6降到1 ，在一电极上析出1.92克金属（不考虑溶液体积的变化）则该金属是 （ ）A Fe B Al C Ag D Cu9、下列四种装置中，溶液的体积均为250 mL，开始时电解质溶液的浓度均为0.10摩/升，工作一段时间后，测得导线上均通过0.02 mol电子，若不考虑溶液体积的变化，则下列叙述正确的是 （ ）A 工作一段时间后溶液的浓度B 工作一段时间后溶液的pH值：C 产生气体的总体积：D 电极上析出的固体的质量：10、右图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极，电极c、d都是石墨电极。通电一段时间后，只在c、d两极上共收集到336 mL（标准状态）气体。回答： 直流电源中，M为极。 Pt电极上生成的物质是 ，其质量为 g。 电源输出的电子，其物质的量与电极b、c、d分别生成的物质的物质的量之比为：2。 AgNO3溶液的浓度（填增大、减小或不变。下同），AgNO3溶液的pH，H2SO4溶液的浓度，H2SO4溶液的pH。 若H2SO4溶液质量分数由5.00%变为5.02%，则原有5.00% H2SO4溶液为 g。11、粗铜中常含有锌、镍、银、金等杂质，工业上常用电解的方法精练粗铜。 电解时 作阳极，电极反应式为 ， 做阴极，电极反应式为 。 电解前CuSO4溶液的浓度为1 mol/L，电解时如有0.5 mol电子发生转移，则此时电解液中CuSO4的浓度为 ，阴极得到的纯铜的质量为 。阳极泥的主要成分是 ，溶液中还有哪些离子 。12、如图所示，若电解5 min时铜电极质量增加2.16 g，试讨论 电源电极X名称为_。 pH变化：A_，B_，C_。 通过5 min时，B中共收集224 mL气体（标况），溶液体积为200mL，则通电前硫酸铜溶液的物质的量浓度为_。 若A中KCl溶液的体积也是200 mL，电解后溶液的pH = _。13、在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相容的中性液体。上层液体中插入两根石墨电极，圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅棒，可以上下搅动液体，装置如右图。接通电源，阳极周围的液体呈现棕色，且颜色由浅变深，阴极上有气泡生成。停止通电，取出电极，用搅棒上下剧烈搅动。静置后液体又分成两层，下层液体呈紫红色，上层液体几乎无色。根据上述实验回答：（1）阳极上的电极反应式为 。（2）阴极上的电极反应式为 。（3）原上层液体是 。（4）原下层液体是 。（5）搅拌后两层液体颜色发生变化的原因是 。（6）要检验上层液体中含有的金属离子 ，现象是 。14、用下图装置进行电解实验，A、B、C、D均为铂电极，工作一段时间后，甲槽的pH上升，乙槽的pH下降，而且B、C两极放电离子的物质的量相等。可供选择的电解质溶液如下表所示： 组号甲槽乙槽NaOHCuSO4AgNO3CuCl2Na2SO4AgNO3NaClAgNO3 应选择的电解质溶液是 。 在电解过程中各电极反应式是： A极 ； B极 ； C极 ； D极 。 当A极析出0.20 g电解产物时，C极上析出 ，D极上析出 ，B极上析出 。15、工业上先行合成氨的方法是由德国科学家哈伯1905年发明的，反应的化学方程式是 ，从结构上看，该反应较难发生的原因是 。最近科学杂志（Science,2 Oct.1998）发表文章，用含H+离子的固体物质做电解质，在常压下将H2和用He稀释的N2分别通入加热到570的电解池合成氨，（如右图），氢气和氮气便可在电极上合成氨，转化率竟然高达78%。请根据以上材料回答下列问题：（1）新法合成氨的电解池中能否用水溶液作电解质？_；为什么？_。（2）新法合成氨中所用的电解质（如图中黑细点所示）能传导H+，试写出电极反应式和总反应式。阳极：_；阴极：_。总的反应是：_。16、工业上处理含Cr2O72的酸性工业废水用以下方法：往工业废水中加入适量的NaCl，搅拌均匀；用Fe为电极进行电解，经过一段时间有Cr(OH)3和Fe(OH)2沉淀产生；过滤回收沉淀，废水达到排放标准。试回答： 电解时的电极反应：阳极_，阴极_。 Cr2O72-转变成Cr3+的离子反应方程式：_。 电解过程Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀是怎样产生的? 能否用Cu电极来代替Fe电极?_(填“能”或“不能”)，简述理由。17、右图是可用于测量阿伏加德罗常数的装置示意图，其中A、B是两块纯铜片，插在CuSO4稀溶液中，铜片与引出导线相连，引出端分别为x 、 y。 当以I0.21A的电流电解60分钟后，测得铜片A的质量增加了0.25g ，则图中装置的x端应与直流电的 极相连，它是电解池的 极。 电解后铜片B的质量 。（答增加、减少或不变） 列式计算实验测得的阿伏加德罗常数NA。（已知电子电量e1.601019C）18、已知在PH=45的环境中，Cu2+几乎不水解，而Fe3+几乎完全水解。某学生欲用电解纯净CuSO4溶液的方法，并根据电极上析出铜的质量以及电极上产生气体的体积来测定铜的相对原子质量，其实验流程如下图所示：请回答下列问题： 步骤中所加入的W的化学式为_，加入W的作用是_。 步骤中所用部分仪器如上右图所示，则B接直流电源的_极。 电解开始后的一段时间内，在U形管内可观察到的现象是_。其电解反应的离子方程式为_。 下列实验操作属必要的是_（填字母）。A 称量电解前电极的质量 B 电解后的电极在烘干称重前，必须用蒸馏水冲洗C 刮下电解后电极上的铜，并清洗、称量 D 电极在烘干称重的操作必须按烘干称重再烘干再称重进行两次E 在有空气存在的情况下，电极烘干必须采用低温烘干法 铜的相对原子质量为 _ _。19、用铂电极电解NaCl和CuSO4的混合溶液，当电路中通过4 mol电子时，阴极和阳极上都产生1.4 mol气体，电解后溶液体积为4 L。求此时电解液的pH20、20时食盐的溶解度为36 g，取一定量该温度下的饱和食盐水用惰性电极进行电解，当阳极析出11.2 L（标准状况）气体时，食盐完全电解，所得溶液密度为1.20 g/mL，试计算 电解前，饱和食盐水的质量是多少？ 电解后溶液中NaOH的物质的量浓度是多少？ 要使溶液恢复原状态，需加入多少克什么物质？电解池 第二课时 参考答案【典例精析】例题1：（1）2MnO2+4KOH+O2=2K2MnO4+2H2O 连续搅拌的目的是使O2与MnO2在加热熔化条件下发生氧化还原反应，生成K2MnO4 （2）2MnO422e=2MnO4 2H+2e=H2 2K2MnO4+2H2O=2KMnO4+2KOH+H2例题2：16 g 例题3、54 mg 例题4、阳极93.6 g，阴极121.6 g例题5、 D 例题6、 D【反馈练习】1、 B 2、 A 3、 C 4、 C 5、 D 6、 B 7、 A 8、 D 9、 B10、 正 Ag 2.16 2：0.5：1 减小 减小 增大 减小 45.1811、 粗铜 Zn-2e-=Zn2+ Ni-2e-=Ni2+ Cu-2e-=Cu2+ ；纯铜 Cu2+-2e-=Cu 约为1 mol/L 8 g 金和银 Cu2+、SO42-、Ni2+、Zn2+、H+、OH-12、 负 增大 减小 不变 0.025 mol/L 1313、 （1）2I- -2eI2 （）+e = H2（3）NaI或KI。（4）四氯化碳 （5）I2易溶于四氯化碳，难溶于水（6）焰色反应。若焰色为亮黄色为NaI，通过蓝