時電解原理的應(yīng)用

1、第 2 課時電解原理的應(yīng)用 目標(biāo)導(dǎo)航 1.理解并掌握電解飽和食鹽水、電鍍、電解精煉銅、電冶金的原理，會書寫電極反應(yīng)式及化學(xué)方程式。2.學(xué)會電解的有關(guān)計算。一、電解飽和食鹽水制備燒堿、氫氣和氯氣1.現(xiàn)象 (裝置如圖 )(1)陽極上：產(chǎn)生黃綠色氣體。(2)陰極上：產(chǎn)生無色氣體，陰極附近溶液變紅。2.原理分析及電極反應(yīng)電解時 u 形管中， cl 、oh 移向陽極， h 、na 移向陰極。(1)陽極離子放電順序： cl oh ，電極反應(yīng)：2cl 2e =cl2(氧化反應(yīng) )。(2)陰極離子放電順序： h na ，電極反應(yīng)：3.總反應(yīng)化學(xué)方程式： 2nacl2h2 通電2 h2。o=2naohcl離子方

2、程式： 2cl 2h2 通電2 cl 2 2oh 。o=h4.用惰性電極電解飽和食鹽水一段時間，電解后的混合液能使紅色布條退色的原因是電解飽和食鹽水， 陰極區(qū)生成 naoh，陽極區(qū)生成 cl2，二者發(fā)生反應(yīng)： _cl2 2naoh=naclnacloh2o，naclo 水解出的 hclo 具有漂白性。二、銅的電解精煉工業(yè)上主要從黃銅礦提煉銅。冶煉銅礦石所獲得的銅通常含有鋅、鐵、鎳、銀、金和鉑等微量雜質(zhì)，俗稱粗銅。1.裝置與原理陽極材料用粗銅，陰極材料用精銅，電解質(zhì)溶液用硫酸酸化的cuso4 溶液。2.電解特點(diǎn)電解結(jié)束后，陽極泥中含有au 、pt、 ag 等，電解質(zhì)溶液中的金屬陽離子有 zn2第

3、 1頁 、fe2 、ni 2 、 cu2，陰極得到精銅。三、電鍍1.根據(jù)圖示，書寫電極反應(yīng)式：陽極： cu2e =cu2 ；陰極： cu2 2e =cu。2.電鍍的概念是應(yīng)用電解原理在某些金屬或非金屬材料表面鍍上一薄層其他金屬或合金的過程。3.電鍍池的構(gòu)成：一般都是用含有鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液作電鍍液；把鍍層金屬浸入電鍍液中與直流電源的正極相連， 作為陽極；待鍍金屬制品與直流電源的負(fù)極相連，作為陰極。4.電鍍的目的主要是增強(qiáng)材料抗腐蝕能力， 也有許多電鍍是為了美觀或增加表面硬度。四、電冶金1.金屬冶煉的本質(zhì)：使礦石中的金屬離子獲得電子， 從它們的化合物中還原出來。如 m nne=m。2.電解

4、熔融的氯化鈉可制取金屬鈉：陽極反應(yīng)式： 2cl 2e =cl2；陰極反應(yīng)式： 2na 2e=2na；通電總反應(yīng)式： 2nacl(熔融 )=2na cl2。【練一練】1.判斷正誤，正確的打“”，錯誤的打“”(1)氯堿工業(yè)是非常重要的化工生產(chǎn)，在電解飽和食鹽水時，在陰極上得到的產(chǎn)物為 h2 和 naoh( )(2)電解飽和食鹽水制燒堿，用涂鎳碳鋼網(wǎng)作陽極()(3)電解法精煉粗銅，用純銅作陽極()(4)在鍍件上電鍍鋅，用鋅作陽極( )(5)電解法精煉粗銅時，電解質(zhì)溶液中各離子濃度一定不變()(6)在鍍件上電鍍銅，電鍍過程中陽極減少的質(zhì)量等于陰極增加的質(zhì)量()2.粗銅的電解精煉如圖所示。在粗銅的電解過

5、程中，粗銅板應(yīng)是圖中電極第 2頁_(填圖中的字母 )；在電極 d 上發(fā)生的電極反應(yīng)式為 _；若粗銅中還 含 有au 、 ag 、 fe ， 它 們 在 電 解 槽 中 的 存 在 形 式 和 位 置 為_。解析電解精煉時，粗銅作陽極，純銅作陰極，cuso4 溶液作電解液，比銅活潑的金屬失電子生成離子進(jìn)入溶液，不如銅活潑的金屬形成陽極泥沉積下來。答案 c cu2 2e =cu au、 ag 以單質(zhì)的形式沉積在 c(陽極 )下方， fe 以fe2 的形式進(jìn)入電解液一、電解原理的應(yīng)用1.工業(yè)電解飽和食鹽水制取燒堿工業(yè)電解飽和食鹽水制備燒堿時必須阻止 oh 移向陽極，以使 naoh 在陰極溶液中富集，

6、常用陽離子交換膜將兩溶液分開， 使陽離子能透過陽離子交換膜， 而陰離子不能通過。如：氯堿工業(yè)中電解飽和食鹽水的原理如圖所示，可知溶液 a 的溶質(zhì)是 naoh。2.銅的電解精煉與電鍍銅對比電解精煉銅電鍍銅電極材料陰極精銅鍍件陽極粗銅純銅電極反應(yīng)式陽極cu2e =cu2等cu 2e =cu2陰極cu2 2e =cucu2 2e =cu電解質(zhì)溶液濃度的變化cu2減少，比銅活潑的金屬電解質(zhì)溶液成分及濃度均陽離子進(jìn)入溶液不變【例 1】 利用電解法可將含有fe、zn、ag 、pt 等雜質(zhì)的粗銅提純，下列敘述正確的是 ()a. 電解時以精銅作陽極b.電解時陰極發(fā)生氧化反應(yīng)c.粗銅連接電源負(fù)極，其電極反應(yīng)是c

7、u2e=cu2d.電解后，電解槽底部會形成含少量ag、pt 等金屬的陽極泥解析電解精煉銅時，粗銅應(yīng)作陽極，精銅作陰極，故a 錯；陽極與電池的正第 3頁極相連發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極與電池的負(fù)極相連發(fā)生還原反應(yīng)，故b 錯；粗銅連接電源的正極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故c 錯；金屬的活動性順序為zn fecuag pt，因此 ag 、pt 不會放電，以單質(zhì)形式沉積下來，故d 對。答案d變式訓(xùn)練 1如圖電解 nacl 的飽和溶液。(1) 寫 出 該 電 解 池 中 發(fā) 生 反 應(yīng) 的 總 反 應(yīng) 方 程 式 ：_。將 充 分 電 解 后 所 得 溶 液 逐 滴 加 入 到 酚 酞 試 液 中 ， 觀 察 到 的 現(xiàn)

8、 象 是_。(2)某同學(xué)設(shè)計了一種電解法制取fe(oh)2 的實驗裝置 (如圖 )。通電后，右圖豎直裝置下端 b 極上有大量氣泡產(chǎn)生， 溶液中產(chǎn)生大量的 fe(oh)2 白色沉淀，且較長時間不變色。則裝置上端 a 極電極材料是 _(填化學(xué)式 )，b電極上的電極反應(yīng)式為_。解析(1)由于陽極是惰性電極，則電解飽和nacl 溶液的方程式為 2nacl通電與 naoh 溶液發(fā)生反應(yīng)： cl22h2o=2naoh h2cl2 ，生成的 cl2通電2naoh=nacl naclo h2o，故總反應(yīng)方程式為nacl h2o=nacloh2 ，酚酞試液遇naoh 顯紅色后被hclo 氧化退色。 (2)電解法

9、制備fe(oh)2時，采用金屬 fe 作陽極，其電極反應(yīng)為fe 2e=fe2 ；陰極材料可以是鐵也可以是其他材料，其電極反應(yīng)為2h 2e=h2 ，陰極生成堿與fe2 結(jié)合成第 4頁2沉淀。故 b應(yīng)為陰極，陰極方程式為2h2 ，a 電極則是fe(oh)2e =h鐵作陽極，電極反應(yīng)為fe2e=fe2。答案通電先變紅后退色(2)fe 2h(1)nacl h2o=naclo h2 2e=h2 二、有關(guān)電解計算的三種常用方法【例 2】用鉑電極電解50 ml cucl2 與 cuso4 的混合溶液 (濃度均為2 moll 1，)當(dāng)陰極析出 9.6 g 固體時，陽極產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣_l。解析陰極電極反應(yīng)為

10、 cu2，9.6 g cu的物質(zhì)的量為0.15 mol，得2e=cu電子；陽極電極反應(yīng)為2cl2 ，4oh2o2，0.3 mol2e =cl4e =2h o生成 cl2 為 0.05 l2moll 10.1 mol，cl最多能失去電子 0.05 l2 moll120.2 mol。根據(jù)電子守恒知必有氧氣生成，所以4n(o22)2n(cl ) 0.3 mol，n(o2)0.025 mol，則產(chǎn)生氧氣標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.025 mol22.4 l mol1 0.56 l。答案0.56【歸納總結(jié)】有關(guān)電解計算的方法1.根據(jù)電子守恒法計算：用于串聯(lián)電路中各電極產(chǎn)物的計算，其依據(jù)是電路上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等

11、。2.根據(jù)總反應(yīng)方程式計算：先寫電極反應(yīng)式，再寫總反應(yīng)方程式，最后根據(jù)總反應(yīng)方程式計算。3.根據(jù)關(guān)系式計算：根據(jù)電子得失相等找到已知量與未知量之間的橋梁，得出計算所需的關(guān)系式。提醒(1)電解過程中產(chǎn)生的h或 oh，其物質(zhì)的量等于轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量。(2)進(jìn)行電解計算時， 要注意電極放電順序， 確定不同階段的電極反應(yīng)。變式訓(xùn)練 2將兩支惰性電極插入cuso4 溶液中，通電電解。第 5頁(1)當(dāng)有 1.0 10 3 mol 的 oh 放電時，溶液顯淺藍(lán)色，則在陰極上析出銅的質(zhì)量是 _。(2)若溶液的體積為 1 l ，忽略溶液體積變化，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下放出5.6 ml o 2 時，溶液的 ph 是 _。

12、解析 (1) 用惰性電極電解cuso4 溶液時，電極反應(yīng)式為陰極：2cu2 4e，陽極：2 2h2o。當(dāng)有3的oh放電=2cu4oh 4e =o1.010 mol3mol，則在陰極時，生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的 o2 為 5.6 ml，此時轉(zhuǎn)移電子為 1.010上析出 cu 為 0.032 g。(2)陽極：4oh 4e=2h2o o24 mol1 mol 3ln5.6 1022.4 l mol1333mol hn1.010mol，即消耗 1.010mol oh ，生成 1.0103mol1.0 10則 h 1 l1.0 103 mol l1ph lgh lg(1.0103) 3。答案(1)0.032 g

13、(2)31.下列描述中，不符合生產(chǎn)實際的是()a. 電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁，用鐵作陽極b.電解法精煉粗銅，用純銅作陰極c.電解飽和食鹽水制燒堿，用涂鎳碳鋼網(wǎng)作陰極d.在鍍件上電鍍鋅，用鋅作陽極解析電解池的陽極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)、陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)。 電解熔融的 al 2o3 制 al 時，若用 fe 作陽極，會發(fā)生反應(yīng)fe 2e=fe2，陽極損耗嚴(yán)重且時間稍長fe2移動到陰極上發(fā)生反應(yīng)fe2 2e=fe，使得到的al第 6頁不純。答案a2.關(guān)于電解氯化鈉水溶液 (鐵作陰極、石墨作陽極 )，下列敘述正確的是 ()a. 若在陰極附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈無色b.若在陽極附近的溶液

14、中滴入ki 溶液，溶液呈棕黃色c.電解時在陽極得到氯氣，在陰極得到金屬鈉d.電解一段時間后，將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中，充分?jǐn)嚢韬笕芤撼手行越馕鲭娊馐雏}水時發(fā)生的反應(yīng)：陽極： 2cl2e=cl2陰極： 2h 2e =h2 2通電2 cl 2總反應(yīng)： 2nacl2h o=2naohh對照分析選項， c 錯誤；陽極附近的溶液中會溶有少量的cl2，滴加 ki 溶液后發(fā)生反應(yīng)： cl 2i=i 2cl，溶液呈棕黃色， b正確；陰極附近產(chǎn)生大量的22oh ，滴加酚酞后變紅色， a 錯誤；電解后生成naoh，溶液呈堿性， d 錯誤。答案b3.在鐵制品上鍍一層一定厚度的鋅層，以下方案設(shè)計正確的是()a. 鋅作

15、陽極，鍍件作陰極，溶液中含有鋅離子b.鉑作陰極，鍍件作陽極，溶液中含有鋅離子c.鐵作陽極，鍍件作陰極，溶液中含有亞鐵離子d.鋅作陰極，鍍件作陽極，溶液中含有亞鐵離子解析本題考查的是電鍍的原理。 電鍍原理是鍍層金屬作陽極，鍍件作陰極， 含有鍍層金屬陽離子的電解質(zhì)溶液作電鍍液。答案a4.如圖所示，圖乙是圖甲的電解池進(jìn)行電解時某個量(縱坐標(biāo)x)隨時間變化的函數(shù)圖像 (各電解池都用石墨作電極，不考慮電解過程中溶液濃度變化對電極反應(yīng)的影響 )，這個量 x 是表示 ()第 7頁a. 各電解池析出氣體的體積b.各電解池陽極質(zhì)量的增加量c.各電解池陰極質(zhì)量的增加量d.各電極上放電的離子總數(shù)解析電解氯化鈉溶液時

16、，陰、陽極都產(chǎn)生氣體物質(zhì)；電解硝酸銀溶液時，陰極上產(chǎn)生單質(zhì)銀； 電解硫酸銅溶液時陰極上產(chǎn)生單質(zhì)銅。所以隨著電解的進(jìn)行陰極質(zhì)量的增加量有如圖乙所示的變化。答案c5.用惰性電極電解一定濃度的硫酸銅溶液，通電一段時間后，向所得的溶液中加入 0.1 mol cu2(oh) 2co3 后恰好恢復(fù)到電解前的狀態(tài) (不考慮二氧化碳的溶解 )，則電解過程中共轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為 ()a.0.4 molb.0.5 molc.0.6 mold.0.8 mol通電解析電解硫酸銅溶液時，第一階段：2cuso42h2o=2cuo2 2h2so4，通電第二階段： 2h2o=2h2 o2 ，如果只按第一階段的電解反應(yīng)，只需

17、要加入 cuo 或 cuco3 就可以，但是現(xiàn)在加入的是cu2(oh)2co3，相當(dāng)于多加了水 (0.1mol h 2o)，0.1 mol 的水應(yīng)該是第二階段的反應(yīng)消耗的，該階段轉(zhuǎn)移了0.2 mol 電子，第一階段轉(zhuǎn)移了0.4 mol 電子，所以總共轉(zhuǎn)移電子0.6 mol 。答案c分層訓(xùn)練基礎(chǔ)過關(guān) 一、電解飽和食鹽水1.某學(xué)生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液。通電時，為使cl2 被完全吸收，制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液，設(shè)計了如圖的裝置，則對電源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是()a.a 為正極， b 為負(fù)極； naclo 和 naclb.a 為負(fù)極， b

18、為正極； naclo 和 nacl第 8頁c.a 為陽極， b 為陰極； hclo 和 nacld.a 為陰極， b 為陽極； hclo 和 nacl解 析通電 h2 cl 2 ， cl 2有 關(guān) 反 應(yīng) 有 2nacl 2h2o = 2naoh2naoh=nacl naclo h2o，因陽極生成 cl2，陰極生成 naoh，為使二者充分作用， cl2 應(yīng)在下端產(chǎn)生，從而推知電源b 為正極， a 為負(fù)極，消毒液的主要成分是 nacl、 naclo。答案b2.某溶液中含有溶質(zhì)nacl 和 h2so4，它們的物質(zhì)的量之比為31。用石墨作電極電解溶液時，根據(jù)電極產(chǎn)物，可明顯分為三個階段。 下列敘述不

19、正確的是 ()a. 陰極只析出 h2b.陽極先析出 cl 2，后析出 o2c.電解最后階段為電解水d.溶液 ph 不斷增大，最后為7解析電解質(zhì)溶液中， n(na)n(cl )n(so24) 3 3 1，開始電解產(chǎn)生h2和 cl2，之后相當(dāng)于電解nacl，生成 oh，最后相當(dāng)于電解水，因而ph7，陰極只生成 h2。三個階段分別為電解hcl 、nacl、h2o。答案d二、電鍍3.觀察下列幾個裝置示意圖，有關(guān)敘述正確的是()a. 裝置工業(yè)上可用于生產(chǎn)金屬鈉，電解過程中石墨電極產(chǎn)生金屬，此法也可用于生產(chǎn)活潑金屬鎂、鋁等b.裝置中隨著電解的進(jìn)行左邊電極會產(chǎn)生紅色的銅，并且電流表示數(shù)不斷變小c.裝置中的離

20、子交換膜只允許陽離子、陰離子和小分子水通過d.裝置的待鍍鐵制品應(yīng)與電源正極相連答案b4.欲在金屬表面鍍銀，應(yīng)把鍍件掛在電鍍池的陰極。下列各組中，選用的陽極金屬和電鍍液均正確的是 ()第 9頁a.ag 和 agcl 溶液b.ag 和 agno 3 溶液c.pt 和 ag2co3 溶液d.pt 和 ag2so4 溶液解析電鍍槽中，要求鍍件作陰極， 可用鍍層金屬作陽極， 利用其陽極溶解提供鍍層金屬，也可用惰性電極材料作陽極，鍍層金屬則由電鍍液提供； 電鍍液通常采用含有鍍層金屬離子的鹽溶液，由于a 、c、 d 中 agcl 、ag 2co3 和 ag2so4均為沉淀，只有b 項符合要求。答案b三、電解

21、冶煉金屬5.在冶金工業(yè)中，常用電解法得到鈉、鎂、鋁等金屬，其原因是()a. 都是輕金屬b.都是活潑金屬c.成本低廉d.化合物熔點(diǎn)較低解析金屬冶煉方法選取的主要依據(jù)是金屬的活動性強(qiáng)弱，不活潑的金屬可以用熱分解法制備，如加熱氧化汞；比較活潑的金屬用熱還原法制備， 如用焦炭煉鐵；活潑的金屬離子很難被其他還原劑還原，只能用電解方法制備。由于鈉、鎂、鋁是活潑金屬，所以只能用電解法。答案b6.下列關(guān)于電解法精煉粗銅的敘述中不正確的是()a. 粗銅板作陽極b.電解時，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極反應(yīng)為cu2 2e=cuc.粗銅中所含ni 、fe、zn 等金屬雜質(zhì)，電解后以單質(zhì)形式沉積槽底，形成陽極泥d.電解銅的純

22、度可達(dá)99.95% 99.98%解析fe、zn、ni 比 cu 活潑，電解時首先放電， 不會形成陽極泥。答案c四、電解的有關(guān)計算7.將兩個鉑電極插入500 ml cuso4(aq)中進(jìn)行電解，通電一段時間后，某一電極上增重 0.064 g(設(shè)電解時無 h2 放出，且不考慮水解和溶液體積的變化)，此時溶第 10 頁液中氫離子的物質(zhì)的量濃度約為()a.1 103moll 1b.4 10 3moll 1c.2103moll 1d.1 10 7moll 1解析 由于最后溶液的 h主要由電解4溶液產(chǎn)生，所以要計算h ，可依cuso據(jù)電解的離子方程式2通電2cu 2h2o=2cuo24h進(jìn)行解題。題中電極

23、增重 0.064 g 必為陰極反應(yīng)生成 cu 所致，即 n(cu) 0.064 g 64 g mol1 0.001 0mol，然后依據(jù)離子方程式中各物質(zhì)之間的化學(xué)計量數(shù)之比，求出生成的h 。22通電2 4h2cu2h o=2cu o2 mol4 mol0.001 0 molh 0.50 lh 4 mol 0.001 0 mol312 mol0.50 l4.010moll 。答案b8.用鉑作電極電解某種溶液，通電一段時間，溶液的ph 變小，并且在陽極得到0.56 l 氣體，陰極得到1.12 l 氣體 (兩種氣體均在相同條件下測定 )。由此可知溶液可能是 ()a. 稀鹽酸b.kno 3 溶液4 溶

24、液d.稀硫酸c.cuso解析陽極與陰極產(chǎn)生的氣體體積比為0.56 l 11.12 l2，相當(dāng)于電解水， ph 變小，說明電解了含氧酸。答案d4 和 0.4 mol nacl 的水溶液 1 l，用惰性電極電解一段時間后，9.將含 0.4 mol cuso在一個電極上得到 0.3 mol銅，求在另一個電極上析出的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是 ()a.5.6 lb.6.72 lc.13.44 ld.11.2 l第 11 頁解析陰極： 0.3 mol cu2得到 0.6 mol 電子，陽極：失去的電子數(shù)也應(yīng)為0.6 mol，2cl2e=cl 20.4 mol0.4 mol0.2 mol4oh 4e=2h2

25、o o20.2 mol0.05 mol得到 cl2 和 o2 共 0.25 mol，標(biāo)況下的體積為5.6 l。答案a10.電解降解法可用于治理水體硝酸鹽污染，將 no3降解成 n2 的電解裝置如下圖所示。下列說法正確的是()a. 電源的正極為 bb.電解時 h 從膜右側(cè)遷移到膜左側(cè)c.agpt 電極反應(yīng)為 2h2o4e =4ho2d.若轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為1.204 1024，生成 n2 5.6 g解析a 項，ag pt 作陰極， b 連接電源負(fù)極， 錯誤；c 項，陰極得電子， 錯誤；b 項，陽離子向陰極移動，故質(zhì)子應(yīng)是由左側(cè)向右側(cè)遷移，錯誤；d 項，根據(jù) n原子守恒可知 2no3n210e，轉(zhuǎn)移電

26、子數(shù)為 1.2041024，即 2 mol 電子生成n2 0.2 mol，其 n2 的質(zhì)量為 5.6 g，正確。答案d 能力提升 11.下 圖是電解氯化鈉溶液 (含酚酞 )的裝置。有毒氣體收集的裝置省略沒有畫出，兩電極均是惰性電極。(1)a 電極的名稱是 _。(2)電解過程中觀察到的現(xiàn)象是_第 12 頁。(3)鑒定 n 出口的氣體最簡單的方法是_。(4)電解的總反應(yīng)離子方程式為_。(5) 若將b 電極換成鐵電極，寫出在電解過程中u 形管底部出現(xiàn)的現(xiàn)象：_。解析根據(jù)電子的流向，可以判斷a 極的名稱， a 極連接的是直流電源電子流出的一極，為負(fù)極。因此，a 極是電解池的陰極， b 極為陽極，產(chǎn)物為

27、cl2，檢驗cl2 的方法是用濕潤的淀粉 -ki 試紙。當(dāng)將 b 極改為鐵電極時， 鐵失去電子變成陽離子進(jìn)入溶液，與陰極放出h2 后剩余的 oh結(jié)合，首先生成fe(oh)2 沉淀，然后轉(zhuǎn)化為 fe(oh)3 沉淀。答案(1)陰極(2)兩極均有氣泡產(chǎn)生； a 極區(qū)溶液變成紅色； b 極液面上氣體為黃綠色； b 極區(qū)溶液變?yōu)闇\黃綠色(3)用濕潤的淀粉 -ki 試紙檢驗，變藍(lán)則是cl 2(4)2cl通電 2oh 2h2 o=cl 2 h2(5)底部有白色沉淀產(chǎn)生，很快變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色12.鋁和氫氧化鉀都是重要的工業(yè)產(chǎn)品。請回答下列問題：(1)工業(yè)冶煉鋁的化學(xué)方程式是_。(2)鋁與氫氧化鉀溶

28、液反應(yīng)的離子方程式是_。(3)工業(yè)級氫氧化鉀的溶液中含有某些含氧酸根雜質(zhì)，可用離子交換膜法電解提純。電解槽內(nèi)裝有陽離子交換膜(只允許陽離子通過 )，其工作原理如圖所示。第 13 頁該電解槽的陽極反應(yīng)式是_。通電開始后，陰極附近溶液ph 會增大，請簡述原因：_。除去雜質(zhì)后的氫氧化鉀溶液從液體出口_(填“a”或 “b”)導(dǎo)出。解析(1)、(2)問主要考查教材的基礎(chǔ)知識，應(yīng)該屬于易得分的題目，(3)中根據(jù)電解原理，陽極應(yīng)是 oh 失電子，所以電極反應(yīng)式為 4oh 4e =2h2o o2 ，而陰極為 h放電，促進(jìn)水的電離，使 oh濃度增大，所以 ph 增大，根據(jù)陽離子交換膜的特點(diǎn)， k 可從陽極區(qū)進(jìn)入

29、陰極區(qū)和 oh組成 koh ，從而可在陰極區(qū)得到純的koh 溶液，故液體應(yīng)從b 口導(dǎo)出。通電答案(1)2al 2o3 (熔融 )=4al 3o2 (2)2al 2oh 6h2o=2al(oh)4 3h2(3)4oh 4e =2h2oo2 h放電，促進(jìn)水的電離， oh 濃度增大 b13.電解原理在化學(xué)工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。某電解池裝置如圖所示，其中a 為電解液， x 和 y 均為惰性電極，則：(1) 若 a 溶 液 為 cuso4 溶 液 ， 則 電 解 時 的 化 學(xué) 反 應(yīng) 方 程 式 為。(2)若電解含有 0.04 mol cuso4 和 0.04 mol nacl 的混合溶液 400 m

30、l ，當(dāng)陽極產(chǎn)生 672 ml(標(biāo)準(zhǔn)狀況下 )氣體時，溶液的 ph_(假設(shè)電解后溶液體積不變 )。解析 (1)用惰性電極電解 cuso4 溶液時，陽極 oh放電，陰極 cu2放電，故電解時既電解溶質(zhì)又電解溶劑，由此可得電解反應(yīng)式。(2)電解混合溶液時， 陽極上 cl 先放電， 2cl 2e=cl2 ，0.04 mol cl只能生成 0.02 mol cl 2，即 448 ml，轉(zhuǎn)移 0.04 mol 電子，現(xiàn)共生成672 ml 氣體，說第 14 頁明還有 224 ml 氣體來自于水的電解， 根據(jù)反應(yīng)4oh22可知4e =2h oo又轉(zhuǎn)移 0.04 mol 電子，故電解過程中陰極共轉(zhuǎn)移0.08

31、mol 電子。陰極上 cu2先放電，電極反應(yīng)式為cu22e=cu，現(xiàn)有 0.04 mol cu2，恰好完全電解，由此可得整個電解過程中消耗了0.04 mol oh，根據(jù)水的電離可知溶液中h的物質(zhì)的量為 0.04 mol，則 h1，ph1。 0.1 mol l答案(1)2cuso42h2通電2 2h24 (2)1o=2cu oso14.下圖中電極 a、 b 分別為 ag 電極和 pt 電極，電極 c、 d 都是石墨電極。通電一段時間后，在 c、d 兩極上共收集到 336 ml (標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài) )氣體。請回答下列問題：(1)直流電源中， m 為_極。(2)pt 電極上生成的物質(zhì)是 _，其質(zhì)量為 _g。

32、(3)電源輸出電子的物質(zhì)的量與電極b、c、 d 分別生成的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為2_ _。(4)agno 3 溶液的濃度 _(填“增大”、“減小”或“不變”， 下同 )，agno 3溶液的 ph，硫酸的濃度 _，硫酸的 ph_。(5)若硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由5.00%變?yōu)?5.02%，則原有 5.00%的硫酸 _g。解析(1)電解 5.00%的稀硫酸，實際上是電解其中的水。 因此在該電解池中發(fā)生通電反應(yīng)： 2h2o=2h2 o2，v(h2) v(o2)2 1。據(jù)此可確定 d 極為陰極，2則電源的 n 極為負(fù)極， m 極為正極。 (2)在 336 ml 氣體中， v(h2)3336 ml1 224 ml，為 0.01 mol ；v(o2)3336 ml 112 ml，為 0.005 mol。說明電路上有 0.02 mol 電子移動，因此在b 極(pt、陰極 )產(chǎn)生 ag ：0.02 mol108 g mol 1 2.16g ， 即0.02