高三一轮复习电解池的应用.ppt

电解的应用 电解必备基础知识 阳极 活性电极 S2 I Br Cl OH 含氧酸根 F 阴极 Ag Fe3 Cu2 H H2O Fe2 Zn2 H 酸 Al3 Mg2 Na 2 电子流向 电子从外加电源的负极流出 流到电解池的阴极 再从阳极流回电源正极 注 电子只在外电路定向移动 不能从溶液中移动 3 离子移动方向 阳离子向阴极移动 阴离子向阳极移动 1 阴阳极放电顺序 思考 1 标出电极名称及离子移动方向 写出两极的电极方程式以及总反应的离子方程式 2 电解池的两极各产生什么现象 怎样初步检验两极产物的生成 3 若在两极附近均滴加酚酞试液 会有什么现象 4 从产物角度分析该装置有何不足 如何改进 在U型管里装入饱和食盐水 用碳棒和铁棒做电极 接通直流电源 一 电解饱和食盐水 氯碱工业 Cl2 Cl2 Cl H2 H OH 淡盐水 NaOH溶液 精制饱和NaCl溶液 H2O 含少量NaOH 阳离子交换膜 阳极室 阴极室 参考练习册P141微课2 2015上海卷 氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气 氢气 烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品 下图是离子交换膜法电解食盐水的示意图 图中的离子交换膜只允许阳离子通过 完成下列填空 1 离子交换膜的作用为 2 精制饱和食盐水从图中位置补充 氢氧化钠溶液从图中位置流出 选填 a b c 或 d 2011 北京卷 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2 3 用化学平衡移动原理解释盐酸的作用 2015山东卷 1 利用如图装置电解制备LiOH 两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液 B极区电解液为 溶液 填化学式 阳极电极反应式为 电解过程中Li 向 电极迁移 填 A 或 B LiOH 2Cl 2e Cl2 B 2008 上海卷 取一张用饱和NaCl溶液浸湿的pH试纸 两根铅笔芯作电极 接通直流电源 一段时间后 发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆 内圆为白色 外圈呈浅红色 则下列说法错误的是 A b电极是阴极B a电极与电源的正极相连接C 电解过程中 水是氧化剂D b电极附近溶液的pH变小 D 某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器 用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液 通电时 为使Cl2被完全吸收 制得有较强杀菌能力的消毒液 设计了如图的装置 对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是 填字母序号 A a为正极 b为负极 NaClO和NaClB a为负极 b为正极 NaClO和NaClC a为阳极 b为阴极 HClO和NaClD a为阴极 b为阳极 HClO和NaCl B 实验室中很难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe OH 2沉淀 某同学利用上图装置 只更换一个电极 通过电解法制取较纯净的Fe OH 2沉淀 且较长时间不变色 该同学换上的电解材料是 用元素符号表示 总的反应式是 知识迁移 2 铜的电解精炼 粗铜含杂质 ZnFeNiAgPtAu等 纯铜 粗铜 阳极 Zn 2e Zn2 Fe 2e Fe2 Ni 2e Ni2 Cu 2e Cu2 ZnFeNiCuAgAuPt 阴极 Cu2 2e Cu 阳极泥 问 电解完后 CuSO4溶液的浓度有何变化 CuSO4溶液 2013山东卷改编 下图为电解精炼银的示意图 a的电极材料为 若b极有少量红棕色气体产生 则b极的电极反应有 判断 电解精炼铜时 电路中有2mol电子 则阳极质量减少64g 3 电镀 电镀 电镀是利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程 电极 阳极 镀层金属阴极 待镀金属制品 电镀液 含有镀层金属离子的电解质溶液 电解质溶液浓度保持不变 2014山东卷 离子液体是一种室温熔融盐 为非水体系 由有机阳离子 Al2Cl7 和AlCl4 组成的离子液体作电解液时 可在钢制品上电镀铝 1 钢制品应接电源的极 已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应 阴极电极反应式为 若改用AlCl3水溶液作电解液 则阴极产物为 4 电冶金利用电解熔融盐或氧化物的方法来冶炼活泼金属Na Ca Mg Al等 1 冶炼钠 2NaCl 熔融 2Na Cl2 电极反应 阳极 阴极 2Cl 2e Cl2 2Na 2e 2Na 6O2 12e 3O2 4Al3 12e 4Al 2Cl 2e Cl2 Mg2 2e Mg 题组一电解原理的 常规 应用 1 利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产上的应用下列说法正确的是 A 氯碱工业中 X电极上反应式是4OH 4e 2H2O O2 B 电解精炼铜时 Z溶液中的Cu2 浓度不变C 在铁片上镀铜时 Y是纯铜D 制取金属镁时 Z是熔融的氯化镁 D 2 下列图示中关于铜电极的连接错误的是 C 3 2014海南卷 以石墨为电极 电解KI溶液 其中含有少量酚酞和淀粉 下列说法错误的是A 阴极附远溶液呈红色B 阴极逸出气体C 阳极附近溶液呈蓝色D 溶液的pH变小 D 4 用NaOH溶液吸收烟气中的SO2 将所得的Na2SO3溶液进行电解 可循环再生NaOH 同时得到H2SO4 其原理如图所示 电极材料为石墨 1 图中a极要连接电源的 填 正 或 负 极 C口流出的物质是 2 SO放电的电极反应式为 3 电解过程中阴极区碱性明显增强 用平衡移动原理解释原因 一 电解原理在 环境治理 中的不寻常应用 题组二电解原理的 不寻常 应用 答案 1 负硫酸 5 2014 江苏 将烧碱吸收H2S后的溶液加入如图所示的电解池的阳极区进行电解 电解过程中阳极区发生如下反应 S2 2e S n 1 S S2 写出电解时阴极的电极反应式 2H2O 2e H2 2OH 解题方法总结 判断 电极名称 电子 电流 离子移动方向 产物 反应类型 题目信息等方法判断 书写 熟记粒子放电顺序 满足电荷守恒 兼顾 即注意介质 考虑介质中的微粒是否参与电极反应 检验 即检验电极反应式是否满足质量守恒和电荷守恒 分析 电极材料及溶液中的阴阳离子 6 2014全国卷改编 H3PO2可用电渗析法制备 四室电渗析法 工作原理如图所示 阳膜和阴膜分别只允许阳离子 阴离子通过 写出阳极的电极反应式 分析产品室可得到H3PO2的原因 用离子方程式表示 答案 2H2O 4e O2 4H HPO32 2H H3PO3 二 电解原理在 物质制备 中的不寻常应用 答案正极4OH 4e O2 2H2O 8 用如图装置电解硫酸钾溶液制取氢气 氧气 硫酸和氢氧化钾 从开始通电时 收集B和C逸出的气体 1min后测得B口的气体体积为C口处的一半 下列说法不正确的是 A 电源左侧为正极B 电解槽左侧的电极反应方程式为2H2O 4e O2 4H D C D口导出的溶液为KOH溶液 且浓度比刚加入电解槽右侧时的浓度大D 在标准状况下 若1min后从C口处收集到的气体比B口处收集到的气体多2 24L 则有0 1NA个SO通过阴离子膜 阴极 4H 4e 2H2 或4H2O 4e 2H2 4OH A B均正确 C项 右侧由于H 放电 产生KOH 所以其浓度比刚加入电解槽右侧时的浓度大 D项 设产生O2为xmol 则产生H2为2xmol 2x x 0 1molx 0 1mol消耗的OH 为0 4mol 则有0 2NA个SO通过阴离子膜 答案D 2012 海南 新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料 两电极上分别通入CH4和O2 电解质为KOH溶液 某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源 进行饱和氯化钠溶液电解实验 如图所示 回答下列问题 1 甲烷燃料电池正极 负极的电极反应分别为 2 闭合K开关后 a b电极上均有气体产生 其中b电极上得到的是 电解氯化钠溶液的总反应方程式为 2012 海南 新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料 两电极上分别通入CH4和O2 电解质为KOH溶液 某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源 进行饱和氯化钠溶液电解实验 如图所示 回答下列问题 1 甲烷燃料电池正极 负极的电极反应分别为 2 闭合K开关后 a b电极上均有气体产生 其中b电极上得到的是 电解氯化钠溶液的总反应方程式为 2014年高考广东卷第11题 某同学组装了如图所示的电化学装置电极I为Al 其他电极均为Cu 则A 电流方向 电极IV 电极IB 电极I发生还原反应C 电极II逐渐溶解D 电极III的电极反应 Cu2 2e Cu 2012 福建 将右图所示实验装置的K闭合 下列判断正确的是A Cu电极上发生还原反应B 电子沿Zn a b Cu路径流动C 片刻后甲池中c SO42 增大D 片刻后可观察到滤纸b点变红色 2014年高考新课标卷2第12题 2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系 下列叙述错误的是A a为电池的正极B 电池充电反应为LiMn2O4Li1 xMn2O4 xLiC 放电时 a极锂的化合价发生变化D 放电时 溶液中Li 从b向a迁移 2014年高考天津卷第6题 已知 锂离子电池的总反应为 LixC Li1 xCoO2C LiCoO2锂硫电池的总反应为 2Li SLi2S 有关上述两种电池说法正确的是A 锂离子电池放电时 Li 向负极迁移B 锂硫电池充电时 锂电极发生还原反应C 理论上两种电池的比能量相同D 右图表示用锂离子电池给锂硫电池充电 放电 充电 2013 新课标I卷 银制器皿日久表面会逐渐变黑 这是生成了Ag2S的缘故 根据电化学原理可进行如下处理 在铝质容器中加入食盐溶液 再将变黑的的银器浸入该溶液中 一段时间后发现黑色会褪去 下列说法正确的是 A 处理过程中银器一直保持恒重B 银器为正极 Ag2S被还原生成单质银C 该过程中总反应为2Al 3Ag2S 6Ag Al2S3D 黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl 2013 江苏卷 Mg H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器 该电池以海水为电解质溶液 示意图如下 该电池工作时 下列说法正确的是 A Mg电极是该电池的正极B H2O2在石墨电极上发生氧化反应C 石墨电极附近溶液的pH增大D 溶液中Cl 向正极移动 2013 浙江卷 电解装置如图所示 电解槽内装有KI及淀粉溶液 中间用阴离子交换膜隔开 在一定的电压下通电 发现左侧溶液变蓝色 一段时间后 蓝色逐渐变浅 已知 3I2 6OH IO3 5I 3H2O下列说法不正确的是A 右侧发生的电极方程式 2H2O 2e H2 2OH B 电解结束时 右侧溶液中含有IO3 C 电解槽内发生反应的总化学方程式KI 3H2O KIO3 3H2 D 如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜 电解槽内发生的总化学方程式不变 D 2011 新课标全国卷 铁镍蓄电池又称爱迪生电池 放电时的总反应为 Fe Ni2O3 3H2O Fe OH 2 2Ni OH 2 下列有关该电池的说法不正确的是A 电池的电解液为碱性溶液 正极为Ni2O3 负极为FeB 电池放电时 负极反应为Fe 2OH 2e Fe