鲁科版《电能转化为化学能-电解》例题分析1

第二节电能转化为化学能—电解例题1：工业制铝是采用电解熔融的氧化铝的方法。试分析电解熔融的Al2O3的原理，写出有关的电极反应式及总反应式。解析：熔融氧化铝的中自由移动的Al3+和O2－，其中O2－定向向阳极移动，在阳极上发生氧化反应：6O2－－12e－＝3O2↑；Al3+定向向阴极移动，在阴极上发生还原反应：4Al3+＋12e－＝4Al。总反应式为：2Al2O34Al＋3O2↑。答案：阳极6O2－－12e－＝3O2↑；阴极4Al3+＋12e－＝4Al。总反应式为：2Al2O34Al＋3O2↑。例题2：总反应式和离子方程式。H＋和OH－中的OH－放电，在改写总化学方程式时，来自于的OH－要改写作Cu2+、H+两种阳离子和NO3－、OH－两种阴离子。Cu2+、H+在阴极上的Cu2+＞H+OH－、NO3－在阳极上OH－＞NO3－。所以，电极反应式为：阳极4OH－→2H2O＋O2↑＋4e－；阴极2Cu2+＋4e－→2Cu将两个电极反应式相加，得到总反应式为：2H2O2Cu＋O2↑＋4H或2H2O2Cu＋O2↑＋4H例题3：现在工业上主要采用离子交换膜法电解饱和食盐水制取NaOH、H2和Cl2。请回答下列问题：⑴在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生的电极反应式为。⑵电解之前，食盐水需要精制，目的是除去粗盐中的、2+、2+、SO42－等杂质离子，使用的试剂有：a．Na2CO3溶液，b．Ba（OH）2溶液，c．稀盐酸，其合理的加入顺序为（填试剂序号）。⑶如果在容积为10L的离子交换膜电解槽中，1min后在阴极可产生（标准状况）Cl2，这时溶液的pH值是（填“升高”、“降低”或“不变”），溶液中c（OH－）为(设体积保持不变)。⑷若没有阳离子交换膜的存在,则电解饱和食盐水的化学方程式是.解析：此题是在考查电解食盐水的基础之上，同时考查粗盐的精制。解题时，要紧扣电解原理，电子守恒分析。⑴与电源正极相连的是阳极，阴离子Cl－放电，电极反应式为：2Cl－→Cl2↑＋2e－。⑵加入Ba（OH）2后过量的2+应该用Na2CO3溶液除去，最后加入盐酸除去，并调节溶液的酸碱性（加盐酸之前，必须过滤，否则沉淀又溶解了）。⑶电解饱和食盐水过程中产生了NaOH，使溶液的碱性增强，pH值升高；依据总方程式：2NaClH2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑知，n（OH－）＝2n（Cl2）＝2×＝mol，则c（OH－）＝＝·。⑷由于Cl2＋2NaOH＝NaCl＋NaClO＋H2O，与电解食盐水的总反应方程式2NaClH2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑相加，可得：NaClH2ONaClO＋H2↑答案：⑴2Cl－→Cl2↑＋2e－；⑵b、a、c；⑶升高，·；⑷NaClH2ONaClO＋H2↑例题4：解析：此题是在考查电解的原理及有关计算，依据是在各电极、线路中通过的电量相等，列等式求解。在H2SO4和CuSO4的混合液中，阴极：4OH－→2H2O＋O2↑＋4e－，产生n（O2）＝＝，转移的电子n（e－）＝×4＝，又阳极：Cu2+＋2e－→Cu，2H＋＋2e－→H2↑，产生n（H2）＝＝，产生H2转移的电子n（e－）＝×2＝，则生成Cu转移的电子n（e－）＝－＝，故n（Cu2+）＝，所以，c（Cu2+）＝＝1mol/L。答案：原混合液中Cu2+的浓度是1mol/L。例5aab··xya极板b极板x电极y电极A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨负极NaOHC银铁正极AgNO3D铜石墨负极CuCl2解析根据题意，a极板质量增加，说明电解时有金属析出，发生还原反应，a极应是阴极，x电极应是负极，所以选项c不符合题意；选项B为NaOH溶液，电解时不可能有金属在阴极析出，故选项B也不符合题意。题中已知b极板有无色无臭气体放出，则此气体为氧气，故选项D不符合题意。因此答案为A.。例6pH=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pH＞a，则该电解质可能是（）4C解析电解NaOH溶液相当于电解水，NaOH溶液浓度增大，使溶液的pH升高，A符合要求；电解H2SO4和电解Na2SO4溶液相似，都使溶液浓度增大，所以溶液的pH分别减小、不变，两者均不符合要求；电解AgNO3溶液生成HNO3，溶液的pH减小。所以答案为A。例7下列有关用惰性电极电解AgNO3溶液一段时间后的说法正确的是（）A.电解过程中阴极质量不断增加B.电解过程中溶液的pH不断升高C.此时向溶液中加入适量的Ag2O固体可使溶液恢复电解前的状况D.电解后两极产生的气体体积比为2∶1解析处理有关电解问题首先注意电极材料，在此基础上写出电机反应和总的电解方程式，根据总的电解反应式来分析电解前后的物质变化和溶液浓度变化，分析溶液的pH变化必须注意原溶液的pH情况。用惰性电极电解AgNO3溶液，总的电解方程式为：4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3可知：阴极上析出银，阳极上放出氧气，故A正确D错误；由于生成HNO3，溶液的Ph应不断降低，B错误;要使溶液恢复电解前的状况要看加入的物质在溶液中的反应：2Ag2O+4HNO34AgNO3+2H2O，得到的物质恰好是反应掉的物质，可使溶液恢复电解前的状况。C正确。故正确答案为A、CPtAgPtAgCuFe电源abH2SO4CuSO4极是直流电源的正极极是阳极极产生的气体体积是Ag极产生气体体积的2倍D.硫酸铜溶液的浓度不变解析这是两电解池串连的情况，其特点是：所有电极上通过的电量相等，其电极及电极反应互不影响，与单个电解池相同。Cu极溶解，则其必为阳极（电解池中阳极质量不可能