电解池与电解原理应用-金属腐蚀-文档.doc

专题1-2 电解池与电解原理应用，金属腐蚀1.电解池的构成条件。 2.电极的名称及判断。 3.离子争先放电的情况。 4.微粒的移动情况。【跟踪练习】1.如图所示，E为浸过含酚酞的Na2SO4溶液的滤纸。A、B分别为铂片，压在滤纸两端，R、S为电池的电极。M、N是用多微孔的Ni制成的电极，在碱溶液中可视为惰性电极。G为电流计，K为开关。C、D和电解池中都充满浓KOH溶液。若在滤纸中央滴一滴紫色的KMnO4溶液，将开关K打开，接通电源一段时间后，C、D中有气体产生。请回答下列问题：(1)R为_(填“正”或“负”)极。(2)A附近溶液的现象是_， B附近发生的电极反应式为_。(3)滤纸上的紫色点向_(填“A”或“B”)方移动。2.如图，a、b是石墨电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色。则： X极是 (填“正”或“负”)极;b极是 (填“阳”或“阴”)极;3.如图所示，装置中电极的电极名称并写出各极的电极反应式。4.如图所示是处理低浓度SO2废气的方法之一（1）Na2SO3溶液吸收SO2的化学方程式是 。（2）通过电解法可分离NaHSO3与Na2SO3混合物，实现Na2SO3的循环利用，示意图如下：回答下列问题：写出阴阳两极的电极反应式阳极： ； 阴极： 。b室由 转化为 ；（填“NaHSO3”或“Na2SO3”，下同）。原因 。c室由 转化为 ；（填“NaHSO3”或“Na2SO3”，下同）。原因 。5.按下列要求写出电极反应式（1）工业上用电解法制备K2FeO4。以铁为阳极电解氢氧化钠溶液，然后在阳极溶液中加入KOH。电解时阳极发生反应生成FeO42-，该电极反应方程式为 。（2）工业上利用离子交换膜法通过电解制备碘酸钾，电极为惰性电极，氢氧化钾和碘化钾混合液为电解质溶液。电解时，阳极上发生反应的电极反应式为 。阴极上发生反应的电极反应式为 。（3）用惰性电极通过电解ZnSO4和MnSO4混合溶液制备MnO2、Zn。写出电解过程中阳极的电极反应式 。（4）用惰性电极通过电解NaClO3水溶液的方法也可以制备NaClO4，进而可以制备HClO4，写出电解过程中阳极的电极反应式为 。【共同整合，提升知识】 一、电解池及电解原理 1.惰性阳极阴离子放电顺序2阴极阳离子放电顺序惰性阳极电解类型【跟踪练习】6.用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶液，在电解的过程中，溶液的pH依次为升高、不变、降低的是() AAgNO3CuCl2 Cu(NO3)2 BKCl Na2SO4 CuSO4 CCaCl2 KOH NaNO3 DHCl HNO3 K2SO47.以石墨为电极分别电解水和饱和食盐水，关于两个电解池反应的说法正确的是() A阳极反应式相同 B电解结束后所得液体的pH相同 C阴极反应式相同 D通过相同电量时生成的气体总体积相等(同温同压)8.四个电解装置都以Pt作电极，它们分别装着如下电解质溶液进行电解，电解一段时间后，测定其pH变化，所记录的结果正确的是()选项ABCD电解质溶液HClAgNO3KOHBaCl2pH变化减小增大增大不变9.某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题(甲、乙、丙三池中溶质足量)，当闭合该装置的电键K时，观察到电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题：(1)甲池为_(填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，A电极的电极反应式为 。(2)丙池中F电极为_(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，该池的总反应方程式为_。(3)当乙池中C极质量减轻10.8 g时，甲池中B电极理论上消耗O2的体积为_ mL(标准状况)。(4)一段时间后，断开电键K，下列物质能使丙池恢复到反应前浓度的是_(填选项字母)。ACu BCuO CCu(OH)2 DCu2(OH)2CO3【共同整合，提升知识】 二.电解规律【问题情境3】 1.如何用电解方法制备家用漂白液？ 2.粗铜如何精炼？其的装置图及反应原理。 3.如何在铁片的表面镀上铜？其的装置图及反应原理。 4.如何冶炼金属钠、钙、铝、镁？【跟踪练习】10.下列有关电化学装置的说法正确的是() A利用图a装置处理银器表面的黑斑Ag2S，银器表面发生的反应为Ag2S2e=2AgS2 B图b电解一段时间，铜电极溶解，石墨电极上有亮红色物质析出 C图c中的X极若为负极，则该装置可实现粗铜的精炼 D图d中若M是海水，该装置是通过“牺牲阳极的阴极保护法”使铁不被腐蚀11.电解硫酸钠溶液联合生产硫酸和烧碱溶液的装置如图所示，其中阴极和阳极均为惰性电极。测得同温同压下，气体甲与气体乙的体积比约为12，以下说法正确的是() Aa极与电源的负极相连 B产物丙为硫酸溶液 C离子交换膜d为阴离子交换膜Da电极反应式：2H2O2e=H22OH12.用图2所示装置进行第二组实验。实验过程中，两极均有气体产生，Y极区溶液逐渐变成紫红色；停止实验，铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料发现，高铁酸根（FeO42-）在溶液中呈紫红色。图2（1）电解过程中，X极区溶液的pH （填“增大” 、“减小”或“不变”）。（2）电解过程中，Y极发生的电极反应为Fe - 6e- + 8OH- = FeO42- + 4H2O 和 。（3）若在X极收集到672 mL气体，在Y极收集到168 mL气体（均已折算为标准 状况时气体体积），则Y电极（铁电极）质量减少 g。（4）在碱性锌电池中，用高铁酸钾作为正极材料，电池反应为：2K2FeO4 + 3Zn = Fe2O3 +ZnO +2K2ZnO2 该电池正极发生的反应的电极反应式为 。13.实验室利用如右图模拟处理含Cr2O72-的废水，阳极反应是Fe-2e-=Fe2+，阴极反应式是2H+2e-=H2。Fe2+与酸性溶液中的Cr2O72-反应的离子方程式是 ，上述反应得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全， 从其对水的电离平衡角度解释其原因 。若溶液中含有0.01mol Cr2O72-，则阳离子全部生成沉淀的物质的量是_mol。 （填“能”或“不能”）改用石墨电极，原因是 。14.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(填“A”或“B”)电极迁移。15.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。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 。16.化学在环境保护中起着十分重要的作用,催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电化学降解N的原理如题图所示。电源正极为 (填“A”或“B”),阴极反应式为。若电解过程中转移了2 mol电子,则膜两侧电解液的质量变化差(m左-m右)为g。【共同整合，提升知识】三、电解原理的应用 1.电解饱和食盐水 2电解精炼铜 3电镀铜 4电冶金1、在25时，将两个惰性电极插入一定质量的硫酸钠饱和溶液中进行电解，通电一段时间后，阴极上析出a mol气体，同时有W g Na2SO410H2O晶体析出。若温度不变，剩余溶液中溶质的质量分数为 A B C. D2、某混合溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，且n(NaCl): n(H2SO4)=3:1。若以石墨电极电解该混合液时，根据电极产物，可明显分为三个阶段，下列叙述中不正确的是 A阴极自始至终只析出H2 B阳极先析出Cl2，后析出O2C电解最后阶段为电解水 D电解液的pH不断增大，最终等于3、将0.2molAgNO3、0.4molCu(NO3)2、0.6molKCl溶于水，配成100ml溶液，用惰性电极电解一段时间后，若在一极析出0.3molCu，此时在另一极产生的气体体积（标准状况）为 A、4.48L B、5.6L C、6.72L D、7.84L4、采用惰性电极从NO3- SO42- H+ Cu2+ Ba2+ Ag+ Cl-等离子中，选择适当的离子组合电解质，对其溶液进行电解： 两极分别放出H2和O2时，电解质的化学式可能是： 若阴极析出金属，阳极放出氧气时，电解质的化学式可能是： 两极分别放出气体，且体积比为1：1时，电解质的化学式可能是： 阴、阳两极生成的物质与电路中通过的电子的物质的量之比为4：1：4时，电解质的化学式可能是： ；电解反应的离子方程式是： 9电解尿素CO(NH2)2的碱性溶液制氢气的装置如图所示(电解池中隔膜仅阻止气体通过，a、b极均为惰性电极)。下列说法正确的是()A电解时，b极发生氧化反应B溶液中OH逐渐向b极移动C电解时a极的电极反应式为CO(NH2)28OH6e=CON26H2OD若在b极产生标况下224 mL H2，则消耗尿素2 g1. 近年来，加“碘”食盐较多的使用了碘酸钾(KIO3)，碘酸钾在工业上可用电解法制取。以石墨和不锈钢为电极，以KI溶液为电解液，在一定条件下电解，反应方程式为：电解KI + 3H2O KIO3 + 3H2。下列有关说法正确的是a电源bAB A电解时，石墨作阴极，不锈钢作阳极 B电解时，阳极反应是：I 6e + 3H2O = IO3 + 6H+ C溶液调节至强酸性，对生产有利D电解前后溶液的pH几乎不变2. 某同学设计了一种电解法制取Fe(OH)2的实验装置(如右图)。通电后，溶液中产生白色沉淀，且较长时间不变色。下列说法中正确的是 A电源中“a”为负极，“b”为正极 B. 电解池中的电解液不可以是NaCl溶液CB电极发生的反应：2H2O+2e-=H2+2OH- DA.B两端都必须使用铁作电极3. 以Fe为阳极，Pt为阴极，对足量的 Na2SO4 溶液进行电解，一段时间后得到4 mol Fe(OH)3沉淀，此间共消耗水的物质的量为 A6mol B8mol C10mol D12mol4、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，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是（ ） 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NaCl5该小组同学模拟工业上用离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。该电解槽的阳极反应式为_。此时通过阴离子交换膜的离子数_(填“大于”、“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因_。若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极的电极反应式为_三、金属的腐蚀与防护1化学腐蚀与电化学腐蚀。化学腐蚀电化学腐蚀定义金属跟接触到的物质(如O2、Cl2、SO2等)_发生_反应而引起的腐蚀不纯金属与电解质溶液接触时，发生_反应，_的金属失电子而被氧化本质_电流产生_电流产生现象金属被_(氧化)_金属被腐蚀(氧化)实例金属与Cl2、O2等物质直接发生化学反应钢铁在潮湿的空气中生锈实质与联系实质都是金属原子_电子被_而损耗；化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍、危害性更大、腐蚀速率更快2.钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀。析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较_水膜酸性_或_正极反应_负极反应_2图中烧杯中盛的是天然水，铁腐蚀的速率由快到慢的顺序是()AB C D强化练习1.肼(N2H4)暴露在空气中容易爆炸，但利用其作燃料电池是一种O2理想的电池，具有容量大、能量转化效率高、产物无污染等特点，其工作原理如图所示，下列叙述正确的是A电池工作时,正极附近的pH降低B当消耗1molO2时，有2mol Na+由甲槽向乙槽迁移C负极反应为4OH+N2H4 4e = N2+4H2OD若去掉离子交换膜电池也能正常工作2.有人设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，制造出新型燃料电池，装置如图所示，下列有关说法正确的是A通入N2的一极为负极B通入H2的电极反应为：H2+2e=2H+C物质A是NH4ClD反应过程中左边区域溶液pH逐渐减小3.混合动力汽车（HEV）中使用了镍氢电池，其工作原理如图所示： 其中M为储氢合金，MH为吸附了氢原子的储氢合金，KOH溶液作电解液。关于镍氢电池，下列说法不正确的是A充电时，阴极附近pH降低 B电动机工作时溶液中OH向甲移动C放电时正极反应式为： NiOOHH2Oe Ni(OH)2OH D电极总反应式为：MNi(OH)2 MHNiOOH 4）甲醇-空气燃料电池（DMFC）是一种高效能、轻污染的车载电池，其工作原理如下图。下列有关叙述正确的是AH+从正极区通过交换膜移向负极区B负极的电极反应式为：CH3OH(l) + H2O(l)6eCO2(g) + 6H+Cd导出的是CO2D图中b、c分别是O2、甲醇5.高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池长时间保持稳定的 放电 充电 放电电压。高铁电池的总反应为3Zn2K2FeO48H2O 3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH，下列叙述不正确的是（ ）A放电时负极反应为：Zn2e2OHZn(OH)2B充电时阳极反应为：Fe(OH)33e5