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文档简介

1、三.电解池1、 定义:借助外加电流引起的氧化还原反应,把电能转化为化学能的装置。2. 原电池和电解池的比较:装置原电池电解池实例fl稀话釀原理形成条件电极:两种不同的导体相连;电源;反应类型电极名称电极反应应用电解质溶液:能与电极反应。电极(惰性或活性电极)电解质(水溶液或熔化态)。自发的氧化还原反应由电极本身性质决定:正极:材料性质较不活泼的电极;负极:材料性质较活泼的电极。负极:Zn-2e-=z n2+ (氧化反应)正极:2H+2e=H2f(还原反应)抗金属的电化腐蚀;实用电池。非自发的氧化还原反应由外电源决定:阳极:连电源的正极;阴极:连电源的负极;阴极:Cu2+ +2e- = Cu (

2、还原反应)阳极:2CI-2e=Cl2f(氧化反应)电解食盐水(氯碱工业);电镀(镀铜);电冶(冶炼 Na、Mg、Al);精炼(精铜)。3、电解反应中反应物的判断放电顺序+2+ 2+K Ca Na Mg 阴极A.阴极材料(金属或石墨)总是受到保护。B. 阳离子得电子顺序一金属活动顺序表的反表:3+2+2+2+2+2+2+Al Zn Fe Sn Pb (H ) Cu Hg SO32 I- Br- Cl- OH- NO3等含氧酸根离子 F【说明】:若阳极是活泼电极时:电极本身被氧化,溶液中的离子不放电。4、电解反应方程式的书写步骤:分析电解质溶液中存在的离子; 看阳极电极材料,确定阳极参加反应的物质

3、。若阳极材料为活性电极,则电极材料本 身放电。若阳极材料为惰性电极,则阳极是溶液中的阴离子按照放电顺序进行放电确 定电极、写出电极反应式; 写出电解方程式。如:(阳极材料为惰性电极材料) 电解 NaCl 溶液(放氢生碱型):PH 增大。PH 减小。电解2NaCl+2H 2O =H 2? +C2t +2NaOH溶质、溶剂均发生电解反应,电解 CuSO4 溶液(放氧生酸型)电解2CuSO4 + 2H2O=2Cu + 0 2?+ 2H2SO4溶质、溶剂均发生电解反应,电解CuCl2溶液(电解电解质本身)电解CuCl 2=Cu + Cl2 t电解盐酸:2HCI =电=H2t+ CI2I溶剂不变,实际上

4、是电解溶质,PH 增大。电解稀H2SO4、NaOH溶液、Na2SO4溶液(电解水型):电解增大、不变。酸、2H2O= 2H2t + Ot溶质不变,实际上是电解水,PH分别减小、碱、盐的加入增加了溶液导电性 ,从而加快电解速率(不是起催化作用)电解电解熔融 NaOH: 4NaOH =4Na + O2t + H2Ot若阳极材料为活性电极如电解用铜电极电解 Na2SO4溶液:Cu +2H 2O= Cu(OH)2 +出?(注意:不是电解水。)5、电镀(电解精炼铜)1、定义:利用电解原理在某些金属表面镀上已薄层其他金属或合金的方法。其实质 是一种特殊情况下的电解。镀层金属 电镀液:含镀层金属离子的电解质

5、溶液2、构成: 阴极:待镀金属制品 阳极: 如:在铁制品表面电镀铜:Cu2+Cu阳极: Cu 2e =阴极: Cu2+ + 2e =电解精炼铜的结果: 阳极上粗铜逐渐溶解,杂质 Ag、Pt 等沉积在电解槽的底部,形 成阳极泥,阴极上纯铜逐渐析出。电解质溶液浓度在电解后减少。例题精讲【例1】将两个铂电极插入 500mL CUSO4溶液中进行电解,通电一定时间后,某一电极增重0.064g(设电解时该电极无氢气析出,且不考虑水解和溶液体积变化),此时溶液中氢离子浓度约为-7D.1 X10 mol/L333A.4 X10- mol/LB.2 10- mol/L C.1 XW- mol/L【例2】某碱性

6、蓄电池在充电和放电时发生的反应为:放电.Fe+NiO 2+2H2O充电Fe(OH)2+Ni(OH) 2,下列说法中正确的是:A、放电时,负极上发生反应的物质是 Fe.B、放电时,C、充电时,正极反应是:NiO 2+2e-+2H +=Ni(OH) 2阴极反应是:Ni(OH) 2-2e-+2OH-=NiO 2+2H2OD、充电时,阳极附近 pH值减小.【例3】甲、乙两个容器中,分别加入0.1mol/LNaCI溶液与0.1mol/LAgNO 3溶液后,以Pt为电极进行电解时, 在A、B、C、D各电极上生成物的物质的量之比为NadAgNOs【例4】有三个烧杯,分别盛有氯化铜,氯化钾和硝酸银三种溶液;均

7、以Pt作电极,将它们串联在一起电解一定时间,测得电极增重总和2.8克,这时产生的有色气体与无色气体的物质的量之比为 一、选择题(本题包括 10小题,每小题6分,共60分。每小题只有一个 选项符合题意)C、4: 3D、3: 41 .(原创)下列有关电解原理的说法不正确的是(A .电解饱和食盐水时,一般用铁作阳极,碳作阴极B .电镀时,通常把待镀的金属制品作阴极,把镀层金属作阳极C.对于冶炼像钠、钙、镁、铝等这样活泼的金属,电解法几乎是唯一可行的工业方法D.电解精炼铜时,用纯铜板作阴极,粗铜板作阳极2.用铂电极电解 CuSO4和KNO3的混合溶液500mL,经过一段时间后,两极均得到标准 状况下1

8、1.2L气体,则原混合溶液中CuSO4的物质的量浓度为()A 0.5 mol/L B 0.8 mol/L C 1.0 mol/LD 1.5 mol/L5.某溶液中含有两种溶质AlCl 3和H2SO4,它们的物质的量之比为2:1。用石墨做电极电解该混合溶液时,根据电极产物,可分为若干个阶段,下列叙述不正确的是A .阴极自始至终只有 H2阳极先析出Cl 2后析出02C.电解最后阶段为电解水溶液中先有白色沉淀生成后沉淀全部溶解6 .(改编)关于解 NaCI水溶液,下列叙述正确的是B. AgNO 3Ag 2OD. CuSO4Cu(OH) 2pHa,()A .电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠B .

9、若在阳极附近的溶液中滴入KI淀粉试液,溶液呈蓝色C. 若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液,溶液仍无色D .电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,加入适量盐酸充分搅拌后溶液可恢复原状况7.(原创)下图是电解精炼铜装置,其中C、d为铜电极。则下列有关的判断不正确的是A . c为粗铜板、d为纯铜板B.电解过程中,SO42-B度几乎不变C. 电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等D. 电解过程中,c电极板附近沉积不溶物,d电极板质量增加 & (改编)用惰性电极电解下列溶液,一段时间后,再加入一定质量的另一物质(中括 号内),溶液能与原来溶液完全一样的是A . CuCl2CuCl2 溶液C .

10、 NaCIHCI 溶液9. 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 则该电解质可能是C. AgNO 310.(浙江省09年模拟试题)市场上经常见到一种标记为Li ion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体),电解质为一 种能传导Li+的高分子材料。这种锂离子电池的电极反应式为:A. NaOHB. H2SO4D. Na2SO4Li + 2Li 0.35NiO2煉电-更电 2Li 0.85 NiO2下列说法不正确的是:()A.放电时,负极的电极反应式为:Li e= Li +B.C.充电时,Li 0.85NiO2既发生氧化

11、反应又发生还原反应该电池不能用水溶液作为电解质D.放电过程中Li +向负极移动第n卷(非选择题,共40分)三、(本题包括3小题,共40分)1 : 1,电解质的化11从NO3-、SO42-、Cl-、H+、Cu2+、Ba2+、Ag+等离子中选出适当的离子组成电解质,采用惰性电极对其溶液进行电解。若两极分别放出气体,且体积比为 学式可能是12室温下某金属为液态,当电解它的一价金属的硝酸盐溶液时,阴极得到的产物是该金属的单质。当阴极消耗2 mol该盐的阳离子时,阳极可得1 mol的气体产物,则此气体的产物是 (填分子式)。由此可推断得知该盐的化学式是 ,其阴极上所发生的还原反应方程式是:13 工业品氢

12、氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质,可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过),其工作原理如图所示。 该电解槽的阳极反应式为 ;通电开始后,阴极附近溶液pH会增大;其原因是除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出品(填写“ A”或“ B”)导出。提高能力3.(原创)用惰性电极在一定温度下电解某Na2SO4饱和溶液200 g。当两极共产生标准状况下 67.2L 气体时,从溶液中析出 64.4g Na2SO4?10H2O 晶体。则剩余溶液的溶质质量 分数约是A 64.7B. 47.5% C. 32.2%D28.34.(原创)在25C时,电一段时间后,阴极上逸出将两个铜电极插入一

13、定质量的硫酸钾饱和溶液中进行电解。通a mol 气体,同时有 W g 无水硫酸钾晶体析出。在温度不变条件下,下列说法不正确的是A 电解过程中共消耗 2amol 水B.剩余溶液中有大量蓝色沉淀产生C.剩余溶液中溶质的质量分数为W / (W+18a) X 100%D .剩余溶液中溶质的质量分数为W / (W+36a) X 100%电解池答案与解析1. A【解析】A中电解饱和食盐水时, Fe不可作阳极,否则 失电子。Fe-2e=Fe2+,则0H-不能2. C3. D【解析】Na2SO4是强酸强碱盐, t +02?电解该溶液实质上是电解水。2H2O2H2电解共产生6个2L气体时,612L 2_2 r则

14、被电解的水为17贏T可据电解前后溶液均为饱和溶液,可选出D答案。4. C【解析】用铜电极电解时:阳极电解电池总反应式: Cu+2H 20所以,A、B均正确。Cu-2e =Cu2+阴极 2H+2e=H2tCu(0H)2 J +H2 t剩余溶液中溶质的质量分数xl00? = -X100%+ xl Sg f molw+S&a所以不正确的是C。5. D【解析】t第二阶段,+-2 A2H +2e=H t=2H 20+02?以石墨作电极电解混和液时,第一阶段发生如下电极反应2CI- -2e- =Cl2f2H+2e=H2f 此时H+是 由水电离得到的2CI-2e-=Cl2第三阶段40H 4e6. B【解析】

15、电极反应式为2Cl- -2e-=Cl 2 t2H+2e-=H2t (H +由水提供)所以,A错,B正确,C中阴极显碱性,滴酚酞应变红色。D中电解一段时间,加入氯化氢可复原。D不正确。7. C【解析】C与电源正极相连为 C为粗铜,d为纯铜,A正确电极反应式为Cu-2e=Cu2+ 所以,S042-浓度几乎不变,B正确Cu2+2e=Cu粗铜中含杂质,所以粗铜减少 的质量多于析出的纯铜,C错,D正确。& B【解析】复原的原则是出来什么,加回什么,所以应选9. 【解析】 AB和C的H+变大,PH变小,D电解水,PH不变10. 【解析】D11. BaCl2、HClCu2+、Ag+,只能选出h+和Ba2+;

16、阴离子可选HCl和BaCl2溶液,【解析】 两极均放出气体,阳离子不可选NO3-、SO42-、Cl-。放出气体体积比为1:1,不能为电解水。所以只能用 不用含氧酸及其盐溶液。2+1molO2 需转移 4molHg2(NO3)2,阴极反4OH- -4e- =2H 2O+O2PH升高。B出口得12. O2Hg2(NO3)2Hg2 + 2e = 2Hg电子,则金属阳离子也产生4mole-,应为 2Hg22+4e-=4Hg。13 . 4OH為=2H2O+O2 f H+放电,促进H2O的电离, B【解析】电解硝酸盐时阳极发生的反应为4OH- -4e- = 2H2O+O2f产生从而使OH浓度增大2Fe3+2e= 2Fe2+金属又为负价。所以,该盐必为O

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