常见的电解原理的应用及电极反应式书写

电解CuSO4溶液 用惰性电极 写出电极反应式及电解方程式 分析溶液PH的变化 溶液减少的量是 又如 Cu NO3 2 AgNO3 电解水 Na2SO4溶液 用惰性电极 只让水的H 水 OH 水 放电 放电顺序在Cl 以后的阴离子 Cu2 以前的阳离子所组成的酸 碱 盐溶液 但阳极用惰性电极 Pt Au C等 如电解 H2SO4 NaOH Na2SO4等 并分析其pH变化 电解精炼铜原理 粗铜的溶解与纯铜的生成 阳极 粗铜 Cu 2e Cu2 阴极 纯铜 Cu2 2e Cu 比铜活泼的金属 Zn Fe Ni只溶解 不析出 比铜不活泼的金属 Au Pt 不溶解 而以单质沉积形成阳极泥 电解质溶液中CuSO4的浓度基本不变 电镀铜 1 电镀铜的装置 镀件作阴极 镀层金属作阳极 含镀层金属离子的电解质配成电镀液 2 电镀铜的原理 阳极 镀层金属 Cu 2e Cu2 阴极 镀件 Cu2 2e Cu电镀液浓度不变 要点一 原电池 电解池 电镀池的比较 电极反应及总反应 阳极反应 2Cl 2e Cl2 氧化反应 阴极反应 2H 2e H2 还原反应 阴极区 阳极区 氯碱工业 离子交换膜法制烧碱 1 离子交换膜电解槽的组成 由阳极 金属钛网 阴极 碳钢网 离子交换膜 电解槽框和导电铜棒等组成 每个电解槽由若干个单元槽串联或并联组成 装置 2 阳离子交换膜的作用 将电解槽隔成阴极室和阳极室 它只允许阳离子 Na 通过 而阻止阴离子 Cl OH 和气体通过 可防止H2 Cl2混合爆炸 也可防止Cl2与NaOH反应 Cl2 Cl2 Cl H2 H OH 淡盐水 NaOH溶液 精制饱和NaCl溶液 H2O 含少量NaOH 离子交换膜 3 食盐的精制 1 粗盐的成份 泥沙 Ca2 Mg2 Fe3 SO42 杂质 会与碱性物质反应产生沉淀 损坏离子交换膜 2 杂质的除去过程 粗盐水 含少量Ca2 Mg2 精制盐水 Cl2 Cl2 Cl H2 H OH 淡盐水 NaOH溶液 精制饱和NaCl溶液 H2O 含少量NaOH 离子交换膜 例 某硝酸盐晶体化学式为M NO3 x nH2O 式量为242 将1 21g该晶体溶于水配成100mL溶液 用惰性电极进行电解 当有0 01mol电子转移时 溶液中金属离子全部析出 此时阴极增重0 32g 求 金属M的相对原子质量及x n值 电解溶液的pH 溶液体积仍为100mL Mx xe M0 005mol0 01mol0 32g 所以 x 2 M 64 n 3 产生H 为0 01mol pH 1 一 电解产物的产量的计算 依据电极反应式中 转移电量与产量成正比 且各电极通过的电量相等 即可求解 例 用两支惰性电极插入500mLAgNO3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 且电解液在电解前后体积变化可以忽略 电极上应析出银的质量是 A 27mgB 54mgC 108mgD 216mg 解 H 物质的量 0 5L 10 3 10 6 mol L 0 5L 10 3mol L 5 10 4mol 1 利用关系式求解 H OH e Ag1mol 放电 108g5x10 4mol则54x10 3g 54mg 2 利用方程式求解 4AgNO3 2H2O4HNO3 O2 4Ag 1mol108g5x10 4mol则54x10 3g 54mg答 B 例1 在25 和1 105Pa下 用铂电极电解硫酸铜溶液 当阴极产生6 4g铜时 阳极放出 A 1 2L氢气B 1 2L氧气C 2 4L氢气D 2 4L氧气 分析 用铂电极进行电解 两极反应为 阴极 Cu2 2e Cu 阳极 4OH 4e 2H2O O2 电解时阴极上流入的电子数等于阳极上流出的电子数 且两极产物的关系为Cu 1 2O2 阳极上产生气体为氧气 其体积为 6 4 64 22 4 2 1 12L 标况 则25 和101Kpa下体积 1 12 273 25 273 1 2L答案 B 例2 如下图 X Y分别是电源的两极 通电后发现a极板质量增加 b极板处有无色无臭气体放出 符合这一情况的是 分析 根据题意 通电后a极板质量增加 说明有金属析出 由此可知a极为电解池的阴极 则X为电源负极 B C均不符合 又b极放出的是无色无臭的气体 可淘汰D 答案 A 例3 将两个铂电极插入500mLCuSO4溶液中进行电解 通电一定时间后 某一电极增重0 064g 假设电解时该电极无H2析出 且不考虑水解和溶液体积变化 此时溶液中c H 约为 A 4 10 3mol LB 2 10 3mol LC 1 10 3mol LD 1 10 7mol L 例4 用石墨作电极 电解1mol L下列物质的溶液 溶液的pH保持不变的是 A HClB NaOHC NaClD Na2SO4 pH下降即c H 增大 引起c H 增大的情况有以下几种 电解不活泼金属的含氧酸盐溶液 OH 放电 H 不放电 电解含氧酸溶液 H 和OH 均放电 由于电解水 酸的浓度变大 引起pH增大的情况有以下几种 电解活泼金属的无氧酸盐及无氧酸的溶液 H 放电 OH 不放电 电解强碱溶液 H 和OH 均放电 但碱的浓度变化大 电解CuCl2溶液 可用极限思维去考虑 由于CuCl2水解 原溶液显酸性 设想CuCl2完全电解 当反应完成后 酸性溶液变成了中性水 故pH变大 例5 用铂作电极电解一定浓度的下列物质的水溶液 电解结束后 向剩余电解液中加适量水 能使溶液和电解前相同的是 A AgNO3B H2SO4C NaOHD NaCl 例6 以铂为阳极 铜为阴极 电解硫酸铜水溶液 在阳极和阴极上析出物质的质量比是 A 1 8 B 8 1 C 1 4 D 4 1 例7 用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液 通电一段时间后 向所得的溶液中加入0 1molCu OH 2后恰好恢复到电解前的浓度和pH 则电解过程中转移的电子物质的量为 A 0 1molB 0 2molC 0 3molD 0 4mol 例8 将分别盛有熔融的氯化钾 氯化镁 氧化铝的三个电解槽串联 在一定条件下通电一段时间后 析出钾 镁 铝的物质的量之比为 A 1 2 3B 3 2 1C 6 3 1D 6 3 2 例9 将含有0 400molCu NO3 2和0 400molKCl的水溶液1L 用惰性电极电解一段时间后 在一个电极上析出0 300molCu 此时在另一电极上放出的气体在标准状况下的体积为 A 3 36LB 6 72LC 大于3 36L 小于5 60LD 大于5 60L 小于6 72L 例10 如图所示 通电5min后 第 极增重2 16g 同时在A池中收集到标准状况下的气体224mL 设A池中原混合液的体积为200mL 求通电前A池中原混合溶液Cu2 的浓度 1 电池中P是 极 Q是 极 2 A极上电极反应为 3 当电路中通过2 408 1022个电子时 B极上沉淀出1 27gM 则M的计算式为 4 如果将电池的正负极交换 接入原电路通过1 204 1022个电子时 看到B极上 电极反应为 A极上析出 g 电极反应为 假设M为Cu 例11 上图是两种溶液进行电解的装置 电极A是由金属M制成的 M的硝酸盐的化学式为M NO3 2 B C D都是铂电极 P Q是电池的两极 电路接通后 电极B上金属M沉淀出来 电极反应为 同时电极C产生 电极反应为 电极D产生 电极反应为 例12 如图2 17 E为沾有Na2SO4溶液的滤纸 并加入几滴酚酞 A B分别为Pt片 压在滤纸两端 R S为电池的电极 M N是用多微孔的Ni的电极材料 它在碱溶液中可以视为惰性电极 G为电流计 K为开关 C D和电解池中都充满浓KOH溶液 若在滤纸中央点上一滴紫色的KMnO4溶液 K打开 接通电源一段时间后 C D中有气体产生 1 外电源的正 负极分别是R为 S为 2 A附近溶液的现象是 B附近发生的电极反应式为 3 滤纸上的紫色点向哪方移动 4 当C