电解池电极方程式书写和练习_第1页
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文档简介

1、电化学反应方程式的书写方法一. 书写要遵循的原则:无论原电池还是电解池,其电极反应均是氧化还原反应,因此电极方程式的书写要遵循质量守恒、电子守恒及电荷守恒,两电极反应方程式相加得电池总反应方程式;已知一电极反应方程式,则电池总反应方程式减去该电极反应方程式,即得另一电极反应方程式。二. 电化学反应方程式的书写方法1. 正确判定两个电极和电极反应物,电极反应式要符合守恒规律。例1. 电解原理在化学中有广泛应用。下图表示一个电解池,a为电解液;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题:(1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,则电

2、解池中X极上的电极反应式为_,在X极附近观察到的现象是_;Y电极上的电极反应式为_,检验该电极反应产物的方法是_。(2)如果用电解方法精炼粗铜,电解液a选用溶液,则X电极的材料是_,电极反应式为_;Y电极的材料是_,电极反应式为_。(说明:杂质发生的电极反应不必写出)分析:本题要求用电解原理设计两个电解池,a为电解液;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。对(1):阳极的放电能力比强,生成;阴极X极,阳离子的放电能力比强,生成;溶液中溶质为,使酚酞变红。对(2):为电解精炼池,阳极Y极为粗铜溶解极,放电;阴极X极为析出极,放电。答案:(1)放出气体,溶液变红把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电

3、极附近,试纸变蓝色(2)纯铜 粗铜2. 正确处理电化学反应中的非氧化还原反应。例2. 宇宙飞船中的氢氧燃料电池,其电池反应为:。试写出电解质溶液为盐酸或KOH溶液的电极反应方程式。分析:和之间的氧化还原反应为:分解:;在酸性溶液(如盐酸)中,稳定存在,必然与结合为水(非氧化还原反应);在碱性溶液(如KOH溶液)中,必然与结合为水,必然与结合为(非氧化还原反应)。答案:盐酸作电解质溶液时负极反应:;正极反应:KOH溶液作电解质溶液时负极反应:;正极反应:3. 在电解池中,溶液中离子浓度的改变有时可导致离子的放电顺序改变。例3. 工业上用和KOH为原料制取高锰酸钾,主要生产过程分两步进行;第一步,

4、将和KOH固体粉碎,混合均匀,在空气中加热熔化,并连续搅拌,制取;第二步,将的浓溶液进行电解,制取。(1)制取的是这一氧化还原反应的_剂(填“氧化”或“还原”),“连续搅拌”的作用是_。(2)电解的浓溶液时,两极发生的电极方程式为:阴极是_,阳极是_,电解总的方程式为_。解析:(2)的浓溶液中,在阴极,阳离子放电能力大于;在阳极,常规应该是放电,因的浓度远大于而且题目中已提示制取高锰酸钾,所以放电,而不放电。则答案为:(1)还原 连续搅拌,使在KOH存在条件下与充分接触,发生氧化还原反应(2) 再如电解溶液时,酸性溶液中放电,当的浓度很小时,则放电。如镀锌操作中,用粗锌作阳极,镀件作阴极,饱和

5、溶液作电解液,则放电。4. 可充电池是联系原电池和电解池的桥梁,它也是电化学部分的重要考点。在书写可充电池电极反应式时,首先要明确电池和电极,放电为原电池,充电为电解池;原电池的负极与电解池的阳极发生氧化反应,对应元素化合价升高;原电池的正极与电解池的阴极发生还原反应,对应元素化合价降低。例4. 已知,铅蓄电池总的化学方程式为:镍镉碱性充电电池在放电时,正极反应:负极反应:铜蓄电池使用(放电)一段时间后,其内阻明显增大,电压却几乎不变;镍镉碱性充电电池使用(放电)到后期,当电压明显下降时,其内阻却几乎不变,回答下列问题:(1)铅蓄电池放电时的负极反应式为:_;充电时的阳极反应式为_。(2)镍镉

6、电池充电时总反应方程式为:_。(3)上述两种电池使用一段时间后,一个内阻明显增大,另一个内阻几乎不变,其原因是_。解析:(1)放电为原电池,充电为电解池,负极和阳极失去电子,正极和阴极则得到电子,故Pb为负极,为阳极,电极反应式分别为:负极: 阳极:(2)镍镉碱性充电电池在放电时总反应方程式为两电极反应相加,充电则为放电的逆反应:(3)内阻与电极材料及电解质浓度有关,铅蓄电池在放电时除消耗电极材料外,同时还消耗电解质溶液中的溶质(硫酸),使电解质溶液中自由移动的离子浓度减小,导电能力降低(内阻增大),而镍镉电池在使用过程中,只消耗水,电解质溶液中自由移动的离子浓度没减小(略增大),所以导电能力

7、几乎不变。电解池电极反应式书写的基础练习CuCl2一请写出下列几组常见的电解池的相关原理(以下电极材料均是石墨)(1)离子定向移动: 阳极; 阴极。电极反应阳极: ;阴极: 。总的方程式: 。结论:用惰性电极电解不活泼金属的无氧酸盐(除氟化物),实际是电解溶质本身。电HCl解的结果使c(Cu2+)减小,溶液的pH略有增大。因为Cu2+ +2H2OCu(OH)2 + 2H+(2)离子定向移动: 阳极; 阴极;电极反应阳极: ;阴极: ;总的方程式: 。结论:用惰性电极电解无氧酸(除HF),溶质消耗。电解的结果消耗了HCl,NaCl即c(H+) ,溶液的pH 。(3)离子定向移动: 阳极; 阴极电

8、极反应阳极: ;阴极: ;总的方程式: 。CuSO4结论:用惰性电极电解活泼金属的无氧酸盐,溶质、水同时消耗。电解的结果生成碱,电解后溶液的pH 。(4)离子定向移动: 阳极; 阴极电极反应阳极: ;阴极: ;总的方程式: 。Na2SO4结论:用惰性电极电解不活泼金属的含氧酸盐,溶质、水同时消耗。电解的结果生成酸,电解后溶液的pH 。(5)离子定向移动: 阳极; 阴极电极反应阳极: ;阴极: ;总的方程式: 。H2SO4结论:用惰性电极电解活泼金属的含氧酸盐实质是电解水。电解后溶液的pH ,等于 。(6)离子定向移动: 阳极; 阴极电极反应阳极: ;阴极: ;NaOH总的方程式: 。结论:用惰

9、性电极电解含氧酸实质是电解水.电解后,酸的浓度 ,即c(H+) ,故溶液的pH 。(7)离子定向移动: 阳极; 阴极电极反应:阳极: ;阴极: ;总的方程式: 。结论:用惰性电极电解强碱实质是电解水。电解后,碱的浓度 ,c(OH) ,故溶液的pH 。二、电解原理的应用1电解饱和食盐水 (1)电极反应阳极反应式: (_反应); 阴极反应式: (_反应)(2)总反应方程式:2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2. 离子方程式:2Cl2H2O2OHH2Cl2(3)应用:氯碱工业制 、 和 。2电镀右图为金属表面镀银的工作示意图,据此回答下列问题:(1)镀件作_极,镀层金属银作_极。(2)电解质溶液是

10、_。(3)电极反应:阳极: ;阴极: 。(4)特点: 极溶解, 极沉积,电镀液的浓度 。3电解精炼铜(1)电极材料:阳极为_;阴极为_。 (2)电解质溶液:含Cu2的盐溶液。(3)电极反应:阳极:_;阴极:_。4电冶金:利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。(1)冶炼钠 2NaCl(熔融)2NaCl2电极反应:阳极: ,阴极:_。(2)冶炼铝 2Al2O3(熔融)4Al3O2电极反应:阳极: ,阴极: 。三右图为以惰性电极进行电解: (1)写出A、B、C、D各电极上的电极方程式:A ; B 。 C ; D 。(2)在A、B、C、D各电极上析出生成物的物质的量比为 。四对于

11、下列装置中的反应,写出相应的电极反应式: (1)甲装置中,Zn极: ; Ag极: 。 (2)乙装置中,Cu极: ; Ag极: 。 (3)丙装置中,Fe极: ; C极: 。 (4)丁装置中,Pt极: ; Fe极: 。电解池电极反应式书写 答案一.(1)Cl;Cu2;2C12eC12;Cu2+2eCu; Cu2+2C1C12Cu。(2)Cl;H;2Cl2e=Cl2;2H2e=H2; 2H+2C1C12H2。减小;增大。(3)Cl;Na;2Cl2e=Cl2;2H2O2e=H22OH;2H2O2C1C12H22OH。增大。(4)SO42;Cu2;2 H2O4e=O24H;Cu2+2eCu; 2H2O2Cu2+ 2CuO24H。减小。(5)SO42;Na; 2 H2O4e=O24H; 2H2O2e=H22OH;2H2O 2H2O2。不变;7。(6)SO42;H;2H2O4e=O24H;2H2e=H2;2H2O 2H2O2。增大;增大;减小。(7)OH;Na;4OH4e=O22H2O;2H2O2e=H22OH; 2H2O 2H2O2。增大;增大;增大。二(1)2Cl2e=Cl2;氧化。2H2e=H2;还原。 (3)烧碱、氯气、氢气2(1)阴、阳; (2)AgNO3溶液等含镀层金属阳离子的盐溶液(3)Age=Ag;Age=Ag (4)阳、阴、不变3(1)粗铜纯铜 (3)Cu2e=Cu2;Cu

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