期末考試第四章專題復(fù)習(xí)(二)《電解池》

期末考試第四章專題復(fù)習(xí)〔二〕《電解池》【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、復(fù)習(xí)電解池原理；2、掌握電解的規(guī)律；3、了解電解池的應(yīng)用?！局R(shí)梳理】知識(shí)點(diǎn)一：電解池原理★〔一〕電解1、定義：使電流通過電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì)而在兩極引起反響的過程。2、特點(diǎn)：①電解是不可逆的；②電解質(zhì)導(dǎo)電過程就是電解過程?！铩捕畴娊獬兀喊央娔苻D(zhuǎn)化為能的裝置。★〔三〕電解池的組成和工作原理(用惰性電極電解CuSO4溶液)1、電極名稱與電極反響：〔1〕與電源正極相連的為，發(fā)生反響，電極反響式：；〔2〕與電源負(fù)極相連的為，發(fā)生反響，電極反響式：。2、總反響：化學(xué)方程式：；離子方程式：?！铩菜摹畴娊獬刂械牧Ｗ恿飨?、電子的移動(dòng)方向：電子從電源極沿導(dǎo)線流入電解池極，經(jīng)過陰、陽離子定向移動(dòng)形成的內(nèi)電路，極失去的電子經(jīng)過導(dǎo)線流回電源的極。2、離子的運(yùn)動(dòng)方向：〔填“陰”或“陽”〕離子移向陽極；〔填“陰”或“陽”〕離子移向陰極?！铩参濉撑袛鄡蓸O及電子電流的運(yùn)動(dòng)方向判斷依據(jù)陽極陰極外加電源與電源極相連的電極與電源極相連的電極電子流向電子的一極電子的一極電流流向電流一極電流一極離子流向離子移向的一極離子移向的一極反響類型發(fā)生反響的極發(fā)生反響的極【注意】陽極：電極質(zhì)量增加的一極——該電極為活性電極?！铩舅伎肌咳绾闻袛嘁粋€(gè)裝置是原電池還是電解池？【提示】①首先看有無外接電源，有外接電源的為池，無外接電源的可能為池。②然后依據(jù)原電池和電解池的形成條件分析判斷?！纠?】鉛蓄電池的工作原理為：Pb+PbO2+2H2SO4=PbSO4+2H2O，研讀以下圖，判斷不正確的選項(xiàng)是()A．K閉合時(shí)，d電極反響式：PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42—B．當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0．2mol電子時(shí)，II中消耗的H2SO4為0.2molC．K閉合時(shí)，II中SO42-向c電極遷移D．K閉合一段時(shí)間后，II可單獨(dú)作為原電池，d電極為正極知識(shí)點(diǎn)〔二〕：電解原理的應(yīng)用★〔一〕電解飽和食鹽水1、原理分析：〔1〕食鹽水中存在的離子：；〔2〕離子放電順序：陰極：>；陽極：>。〔3〕寫電極反響式：按離子方程式要求處理陽極：；陰極：；〔4〕總反響化學(xué)方程式：。2、離子交換膜的作用：〔1〕防止；〔2〕防止Cl2與NaOH反響生成而影響NaOH的產(chǎn)量。3、應(yīng)用：氯堿工業(yè)制造燒堿、和。★〔二〕電鍍〔在某些金屬外表鍍上一薄層其他金屬或合金的方法〕1、原理:①極——待鍍金屬或鍍件；②極——鍍層金屬；③電鍍液——含有鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液。2、電鍍銅：以銅為陽極，以銅為陰極，以溶液為電解質(zhì)溶液進(jìn)行電解。陽極反響式：；陰極反響式：?！铩踩尘珶掋~〔注意粗銅含雜質(zhì)有Zn、Fe、Ni、Ag、Au等〕1、以銅為陽極，以銅為陰極，以溶液為電解質(zhì)溶液進(jìn)行電解2、寫電極反響式陽極：；陰極：；3、陽極泥:相對(duì)不活潑的金屬以單質(zhì)的形式沉積在電解槽底,形成陽極泥【思考】電解精煉銅時(shí)，假設(shè)陰極得到電子為2NA個(gè)，那么陽極質(zhì)量減少是否為64克？【特別注意】電鍍銅的過程中，Cu2＋的濃度〔填“增大”“減小”或“根本不變”〕；電解精煉銅的過程中，Cu2＋的濃度逐〔填“增大”“減小”或“根本不變”〕?！铩菜摹郴顫娊饘俚闹苽?、特別活潑的金屬鈉、鎂、鋁等只能通過電解的方法制取制取鈉化學(xué)方程式：。制取鎂化學(xué)方程式：。制取鋁化學(xué)方程式：?！舅伎肌竣贋槭裁床浑娊馊廴诘腁lCl3？②工業(yè)上制金屬鎂是電解氧化鎂還是電解熔融的氯化鎂？2、電解冶煉鈉(電解熔融NaCl)(1)電極反響：陽極：，陰極：。(2)總反響方程式：。(3)應(yīng)用：冶煉等活潑金屬。【例2】(1)氯堿工業(yè)用石墨和鐵作電極時(shí)，石墨應(yīng)作_____極，鐵作____極；假設(shè)食鹽水中滴有酚酞，通電后______極附近溶液變紅色。(2)假設(shè)在鐵上鍍銅，應(yīng)用______作陽極，______作陰極，電鍍液可選用________溶液。(3)粗銅的電解精煉，粗銅作________極，電路中通過2NA個(gè)電子時(shí)，陰極質(zhì)量增加________g(Cu的摩爾質(zhì)量按64g·mol－1計(jì))?！局攸c(diǎn)解讀】★考點(diǎn)〔一〕電極產(chǎn)物的判斷【特別提醒】①Al3＋、Mg2＋、Na＋、Ca2＋、K＋只有在熔化狀態(tài)下放電。②電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程，就是該溶液的電解過程，是化學(xué)變化。③在水溶液中，高價(jià)含氧酸根和活潑金屬離子一般不放電，而是OH－和H＋放電?！纠?】Cu2O是一種半導(dǎo)體材料，基于綠色化學(xué)理念設(shè)計(jì)的制取Cu2O的電解池示意圖如下圖，電解總反響為：2Cu＋H2OCu2O＋H2↑。以下說法正確的選項(xiàng)是()A．石墨電極上產(chǎn)生氫氣B．銅電極發(fā)生復(fù)原反響C．銅電極接直流電源的負(fù)極D．當(dāng)有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，有0.1molCu2O生成【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1】右圖為直流電源電解稀Na2SO4水溶液的裝置，通電后在石墨電極a和b附近分別滴加一滴石蕊溶液，以下實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中正確的選項(xiàng)是()A．逸出氣體的體積：a電極的小于b電極的B．一電極逸出無味氣體，另一電極逸出刺激性氣味氣體C．a(chǎn)電極附近呈紅色，b電極附近呈藍(lán)色D．a(chǎn)電極附近呈藍(lán)色，b電極附近呈紅色★考點(diǎn)〔二〕電解規(guī)律和計(jì)算★〔一〕以惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律類型電極反響的離子(惰性電極)實(shí)例電解對(duì)象電解質(zhì)濃度pH電解質(zhì)溶液復(fù)原需加物質(zhì)電解水型NaOHH2SO4Na2SO4HClCuCl4NaClCuSO4NaOHH2SO4【特別提醒】(1)假設(shè)陰極為H＋放電，那么陰極區(qū)c(OH－)增大；假設(shè)陽極為OH－放電，那么陽極區(qū)c(H＋)增大；假設(shè)陰極、陽極同時(shí)有H＋、OH－放電，相當(dāng)于電解水，電解質(zhì)溶液濃度增大。(2)用惰性電極電解電解質(zhì)溶液時(shí)，假設(shè)要使電解后的溶液恢復(fù)到原狀態(tài)，應(yīng)遵循“缺什么加什么，缺多少加多少”的原那么，一般參加陰極產(chǎn)物與陽極產(chǎn)物的化合物。(3)在框圖推斷中假設(shè)出現(xiàn)“A＋H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))B＋C＋D”的模式，那么A一般為CuSO4、NaCl或AgNO3，視條件而定。(4)在電解池中陽極生成的氣體一般是O2或Cl2，陰極生成的氣體一定是H2。★〔二〕電解化學(xué)方程式的書寫1、必須在等號(hào)上標(biāo)明電解；2、只是電解質(zhì)被電解，電解化學(xué)方程式中只寫電解質(zhì)及電解產(chǎn)物。如電解CuCl2溶液：CuCl2eq\o(=,\s\up7(電解))Cu+Cl2↑；3、只有水被電解，只寫水及電解產(chǎn)物即可。如：電解稀硫酸、電解NaOH溶液、電解Na2SO4溶液，化學(xué)方程式為：。4、電解質(zhì)、水同時(shí)被電解，那么都要寫進(jìn)方程式。如電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式為：?！咎貏e提醒】當(dāng)電解過程中電解的是水和電解質(zhì)時(shí)，電極反響式中出現(xiàn)的是H＋或OH－放電，但在書寫總反響式時(shí)要將反響物中的H＋或OH－均換成水，在生成物中出現(xiàn)的是堿或酸?！铩踩秤嘘P(guān)電化學(xué)的計(jì)算電解池中有關(guān)量的計(jì)算或判斷主要包括以下幾方面：根據(jù)直流電源提供的電量求產(chǎn)物的量(析出固體的質(zhì)量、產(chǎn)生氣體的體積等)、溶液的pH、相對(duì)原子質(zhì)量或某元素的化合價(jià)、化學(xué)式等。解題依據(jù)是得失電子守恒，有如下解題方法：(1)根據(jù)電子守恒法計(jì)算：用于串聯(lián)電路、陰陽兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計(jì)算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。(2)根據(jù)總反響式計(jì)算：先寫出電極反響式，再寫出總反響式，最后根據(jù)總反響式計(jì)算。(3)根據(jù)關(guān)系式計(jì)算：根據(jù)得失電子守恒關(guān)系，在量與未知量之間，建立計(jì)算所需的關(guān)系式：4e－～4Ag～2Cu～2Cl2～2H2～O2～4H＋～4OH－[特別提醒]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?！纠?】將500mL0.1mol/L的CuSO4溶液和500mL4mol/L的NaCl溶液相混合，然后用石墨電極進(jìn)行電解，電解過程中共有0.4mol電子通過。試計(jì)算：〔1〕陰極上可析出銅克?！?〕在標(biāo)準(zhǔn)狀況下陽極上可以產(chǎn)生毫升氣體。〔3〕假設(shè)電解過程中溶液體積的變化忽略不計(jì)，那么當(dāng)有0.2mol電子通過時(shí)，溶液的PH為。【例5】以下圖所示裝置中，甲、乙、丙三個(gè)燒杯依次分別盛放100g5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g10.00%的K2SO4溶液，電極均為石墨電極。(1)接通電源，經(jīng)過一段時(shí)間后，測(cè)得丙中K2SO4濃度為10.47%，乙中c電極質(zhì)量增加。據(jù)此答復(fù)以下問題：①電源的N端為________極；②電極b上發(fā)生的電極反響為___________；③列式計(jì)算電極b上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積：______；④電極c的質(zhì)量變化是________g；⑤電解前后各溶液的酸、堿性大小是否發(fā)生變化，簡述其原因：甲溶液________________________；乙溶液________________________；丙溶液________________________；(2)如果電解過程中銅全部析出，此時(shí)電解能否繼續(xù)進(jìn)行，為什么？__________?！窘痤}訓(xùn)練】1、能用電解原理說明的問題是()①電解是把電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能②電解是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能③電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是化學(xué)變化，金屬導(dǎo)電是物理變化④不能自發(fā)進(jìn)行的氧化復(fù)原反響，通過電解的原理可以實(shí)現(xiàn)⑤任何溶液被電解時(shí)，必然導(dǎo)致氧化復(fù)原反響的發(fā)生A．①②③④B．②③⑤C．③④D．①③④⑤2、以下有關(guān)電化學(xué)知識(shí)的描述中正確的選項(xiàng)是()A．原電池的正極和電解池的陽極均發(fā)生氧化反響B(tài)．銅的電解精煉時(shí)，粗銅板作陽極C．銅、鋅和稀硫酸構(gòu)成的原電池中銅為負(fù)極D．石墨作電極電解氯化鎂溶液的離子方程式為：2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2OH－＋H2↑＋Cl2↑3、氯堿工業(yè)的根本原理就是電解飽和食鹽水。以下關(guān)于實(shí)驗(yàn)室電解飽和食鹽水的說法中正確的選項(xiàng)是()A．可以選用石墨棒作為陰、陽極材料，但陽極材料也可以用鐵棒B．用濕潤的淀粉KI試紙靠近陰極區(qū)域，試紙變藍(lán)C．電解過程中，在陽極區(qū)域溶液中滴加品紅，品紅褪色D．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，將溶液攪拌，然后用pH試紙檢驗(yàn)，溶液呈中性4〔雙〕、某同學(xué)按如下圖的裝置進(jìn)行電解實(shí)驗(yàn)。以下說法正確的選項(xiàng)是()A．電解過程中，銅電極上有H2產(chǎn)生B．電解初期，主反響方程式為：Cu＋H2SO4eq\o(=,\s\up7(通電))CuSO4＋H2↑C．電解一定時(shí)間后，石墨電極上有銅析出D．整個(gè)電解過程中，H＋的濃度不斷增大5、〔雙〕以下關(guān)于銅電極的表達(dá)正確的選項(xiàng)是()A.鋅銅原電池中，銅是正極B.用電解法精煉粗銅時(shí)，粗銅作陰極C.在鍍件上電鍍銅時(shí)，可用金屬銅作陽極D.電解稀硫酸制H2,O2時(shí)，銅作陽極6、以下裝置中純鋅棒都浸在相同濃度稀硫酸中，鋅棒腐蝕速度從快到慢的順序是〔〕A③④②①B②③①④C④②①③D③②①④7、根據(jù)金屬活動(dòng)順序表，Cu不能發(fā)生如下反響：Cu+2H2O=Cu(OH)2↓+H2↑。但選擇恰當(dāng)電極材料和電解液進(jìn)行電解，這個(gè)反響就能變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。以下四種電極材料和電解液中，能實(shí)現(xiàn)該反響最為恰當(dāng)?shù)氖茿BCD陽極石墨CuCuCu陰極石墨石墨FePt電解液CuSO4溶液Na2SO4溶液H2SO4溶液H2O8、用陽極X,陰極Y電解Z的水溶液，通電一段時(shí)間后，參加W，能使溶液恢復(fù)的有〔)XYZWA石墨鐵NaClH2OB鉑銅CuSO4CuSO4溶液C石墨石墨H2SO4H2OD銀鐵AgNO3AgNO39、在電解水時(shí),常參加一些稀硫酸,其目的是〔〕A.使溶液酸性增強(qiáng)B.使溶液中離子濃度增大C.加快電解的速率D.使溶液的氧化性增強(qiáng)10、如圖中x、y分別是直流電源的兩極,通電后發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量增加,b極板處有無色無臭氣體放出,符合這一情況的〔〕11、(1)用惰性電極電解物質(zhì)的量濃度相同、體積比為1∶3的CuSO4和NaCl的混合溶液，可能發(fā)生的反響有()①2Cu2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2Cu＋4H＋＋O2↑②Cu2＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(電解))Cu＋Cl2↑③2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2OH－＋H2↑＋Cl2↑④2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2H2↑＋O2↑A．①②③B．①②④C．②③④D．②④12、500mLKNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO3)＝6mol·L－1，用石墨作電極電解此溶液，當(dāng)通電一段時(shí)間后，兩極均收集到22.4L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，假定電解后溶液體積仍為500mL，以下說法正確的選項(xiàng)是()A．原混合溶液c(K＋)為2mol·L－1B．上述電解過程中共轉(zhuǎn)移2mol電子C．電解得到的Cu的物質(zhì)的量為0.5molD．電解后溶液中c(H＋)為2mol·L－113、如下圖，通電后A極上析出Ag(1)判斷電源以及甲、乙、丙三池中的電極名稱，并分別書寫電極反響式(1)判斷電源以及甲、乙、丙三池中的電極名稱，并分別書寫電極反響式〔2〕對(duì)該裝置的有關(guān)表達(dá)正確的選項(xiàng)是

A.P是電源的正極B.F極上發(fā)生的反響為：4OH--4e-=2H2O+O2↑C.電解時(shí)，甲、乙、丙三池中，除E、F兩極外，其余電極均參加了反響D.通電后，甲池的PH減小，而乙、丙兩池溶液的PH不變