第三节电解池重难点一电解池电极的判断
重难点二原电池、电解池、电镀池的比较
装置举例
形成条件 ①活泼性不同的两电极②电解质溶液(电极插入其中,并与
电极自发发生氧化还
原反应) ③形成闭合
电路 ①两电极接直流电源②两电极插入电解质溶液③形成闭合电路 ①镀层金属接电源正极,待镀金属接电源负极②电镀液必须含有镀层金属的离子(电镀过程浓度不变) 电极名称 负极:氧化反应,金属或H 2失电子正极:还原反应,溶液中的阳离子得电子或者氧气得电子 阳极:氧化反应,溶液中的阴离子失电子,或电极金属失电子阴极:还原反应,溶液中的阳离子得电子
阳极:金属电极失电子阴极:电镀液中镀层金属阳离子得电子(在电镀控制的条件下,水电离产生的H +及OH -一般不放电) 电子流向 负极――→导线正极 电源负极――→导线阴极
电源正极――→导线阳极
同电解池 (1)同一原电池的正、负极发生的电极反应得、失电子数相等。
(2)同一电解池的阴极、阳极发生的电极反应中得、失电子数相等。
(3)串联电路中的各个电极反应得、失电子数相等。上述三种情况下,在写电极反应式时,得、
失电子数要相等,在计算电解产物的量时,应按得、失电子数相等计算
分电极(判断阴、阳极),
析溶液(分析电解质溶液中含有哪些离子);
判流向(判断电子流动方向、离子移动方向),
断微粒(确定在两极上反应的各是什么微粒);
写电极(书写电极反应方程式)
写方程(书写电解质电解的化学方程式)。 类型 电极反应特点 实例 电解物质 电解 质溶 液浓 度 pH
电解质 溶液复原
电解 水型 阴极:4H ++4e -===2H 2↑ 阳极:4OH --4e -===2H 2O +O 2↑ NaOH 水 增大 增大 水 H 2SO 4 水 增大 减小 水 Na 2SO 4 水 增大 不变 水
电解电解质型 电解质电离出的阴阳
离子分别在两极放电 HCl 电解质 减小 增大 氯化氢 CuCl 2 电解质
减小 氯化铜 放H 2 生碱型 阴极:放出H 2生成碱 阳极:电解质阴离子放电 NaCl 电解质和水 生成新电解质
增大 氯化氢 放O 2 生酸型 阴极:电解质阳离子放电 阳极:OH -放电生成酸 CuSO 4 电解质和生成新电
减小 氧化铜
1.化学反应设计原则
电解是最强有力的氧化还原手段,一些非自发进行的氧化还原反应可通过电解来实现,原电池反应则以自发进行的氧化还原反应为基础,实现物质与能量的转换。
2.电化学计算
电化学计算除依据化学方程式外,最好是用守恒法,即根据电子守恒关系或由此推导出的比例关系。
无论是原电池还是电解池,无论是一个“池”还是多个“池”任意串联,在电路和电极上单位时间内通过的电量相同。
例
1如图,是电解CuCl2溶液的装置,其中c、d为石墨电极。则下列判断正确的是()
A.a为负极、b为正极B.a为阳极、b为阴极
C.电解过程中,d电极质量增加D.电解过程中,氯离子浓度不变
例2用石墨做电极,电解1 mol/L下列物质的
溶液,则溶液中的pH保持不变的是()
A.HCl B.NaOH C.Na2SO4D.NaCl
例
3关于电解NaCl水溶液,下列叙述正确的是()
A.电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠
B.若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液,溶液呈棕色
C.若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液,溶液呈无色
D.电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,充分搅拌后溶液呈中性
例
4用铂电极电解CuCl2与CuSO4的混合溶液(浓度均为2 mol/L)50 mL,当阴极析出9.6 g固体时,标准状况下阳极得到的气体是() A.3.36 L B.2.8 L C.6.72 L D.4.48 L
1.下列不存在电能转化为化学能的是()
A.电离B.电解C.电镀D.电冶(电解冶炼)
2.若某装置中发生如下反应:Cu+2H+===Cu2++H2↑,关于该装置的有关说法不正确的是()
A.该装置一定为原电池B.该装置一定为电解池
C.金属铜为电解池的阳极D.电解质溶液可能是硫酸溶液
3.把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联,在一定条件下通电一段时间后,析出钾、镁、铝的物质的量之比为()
A.1∶2∶3 B.3∶2∶1 C.6∶3∶1 D.6∶3∶2
4.用石墨电极电解100 mL H2SO4和CuSO4的混合液,通电一段时间后,两极均收集到2.24 L气体(标况),则原溶液中c(Cu2+)为()
A.1 mol/L B.2 mol/L C.3 mol/L D.4 mol/L
5.某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿,然后平铺在一块铂片上,接通电源后,用铅笔在滤纸上写字,会出现红色字迹。据此,下列叙述正确的是()
A.铅笔端作阳极,发生还原反应B.铂片端作阴极,发生氧化反应
C.铅笔端有少量的氯气产生D.a点是负极,b点是正极
6.由于Fe(OH)2极易被氧化,所以实验室很难用亚铁盐溶液与烧碱反应制
得白色、纯净的Fe(OH)2沉淀,应用右图所示电解实验可制得白色、纯净的
Fe(OH)2沉淀,两电极的材料分别为石墨和铁。
(1)a电极材料应为,电极反应式为:________________________________。
(2)电解液c可以是(填编号)。
A.纯水B.NaCl溶液C.NaOH溶液D.CuCl2溶液
(3)d为苯,其作用为________________,在加入苯之前对c应作何简单处理?____________。
7.如图所示,A、B、C三个装置中的烧杯分别盛有足量的CuCl2溶液。
(1)A、B、C三个装置中属于原电池的是________(填标号,下同),属于电解池的是
________。
(2)A池中Zn是E极,发生________反应(填“氧化”或“还原”,下同),电极反应式
为________________________________________________________________________;
Cu是________极,发生________反应,电极反应式为
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________,A中总反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
(3)B池中C是__________极,发生__________反应,电极反应为
________________________________________________________________________;
Pt是________极,发生________反应,电极反应为
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
B池中总反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
(4)C池中Zn是________极,发生________反应,电极反应为________;Cu是________极,发生________反应,电极反应为________,反应过程中,溶液浓度________(填“变大”“变小”或“不变”)。
第1课时电解原理
1.关于原电池、电解池的电极名称,下列说法错误的是()
A.原电池中失去电子的一极为负极
B.电解池中与直流电源负极相连的一极为阴极
C.原电池中相对活泼的一极为正极
D.电解池中发生氧化反应的一极为阳极
2.为将反应2Al+6H+===2Al3++3H2↑的化学能转化为电能,下列装置能达到目的的是(铝条均已除去了氧化膜)()
3.用惰性电极实现电解,下列说法正确的是()
A.电解稀硫酸溶液,实质上是电解水,故溶液pH不变
B.电解稀氢氧化钠溶液,要消耗OH-,故溶液pH减小
C.电解硫酸钠溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2
D.电解氯化铜溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1
4.某水溶液中含有等物质的量浓度的Cu(NO3)2和MgCl2,对该溶液以惰性电极进行电解,分阶段写出电解反应的化学方程式。
1.电解下列物质的水溶液时,在阳极无气体放出的是()
A.AgNO3B.CuCl2C.NaOH D.Na2S
2.某学生欲完成反应2HCl+2Ag===2AgCl↓+H2↑而设计了下列四个实验,你认为可行的是()
3.电解池中,阳极的电极材料一定( )
A .发生氧化反应
B .与电源正极相连
C .是铂电极
D .得电子
4.同一溶液中的下列离子,在电解过程中最容易失去电子的是( )
A .OH -
B .I -
C .Cl -
D .SO 2-4
5.用铂电极电解下列溶液时,阴极和阳极上的主要产物分别是H 2和O 2的是( )
A .稀NaOH 溶液
B .盐酸
C .MgSO 4溶液
D .AgNO 3溶液
6.电解CuCl 2与NaCl 的混合溶液,阴极上和阳极上最先析出的物质为( )
A .H 2和Cl 2
B .Cu 和Cl 2
C .H 2和O 2
D .Cu 和O 2
7.根据下列反应框图填空,已知反应①是工业上生产化合物D 的反应,反应⑤是实验
室鉴定化合物E 的反应。
(1)单质L 是________。
(2)化合物B 是________。
(3)图中除反应①以外,还有两个用于工业生产的反应,是________________和
______________(填代号)。它们的化学反应方程式分别是______________和______________。
8.现代生活中,人们越来越注意微量元素的摄入,碘元素对人体健康有着至关重要的作
用。若缺少碘元素,则会造成幼儿痴呆、发育不良,成人则易患甲状腺肿大。为了预防碘缺
乏病,我国规定每千克食盐中应含有40~50 mg KIO 3。已知KIO 3可用电解方法制得,原理
是:以石墨为阳极,以不锈钢为阴极,在一定的电流和温度下,电解KI 溶液。总反应的化
学方程式为:KI +3H 2O=====电解KIO 3+3H 2↑,则两极的电极反应式分别为:
阳极:
________________________________________________________________________;
阴极:
________________________________________________________________________。
9.如下图,已知M是一块用石蕊试液浸过的滤纸,当电路接通足够的时间后,a端显蓝色,b端显红色。且知甲中的电极材料是锌和银,乙中的电极材料是铂和铜,乙中两电极不发生变化。
请根据上述条件和现象回答:
(1)甲、乙两池分别是什么装置?请写出其名称:
甲__________;乙____________。
(2)请写出A、B
(3)
甲________________________________________________________________________;
乙________________________________________________________________________。
第2课时电解原理的应用
1.下列关于铜电极的叙述中,正确的是()
A.铜锌原电池中铜是正极
B.用电解法精炼粗铜时,纯铜作阳极
C.在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极
D.电解稀硫酸制H2、O2时,铜作阳极
2.某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器,用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液,通电时,为使Cl2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液,设计了如图所示的装置,以下对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是()
A.a为正极,b为负极;NaClO和NaCl
B.a为负极,b为正极;NaClO和NaCl
C.a为阳极,b为阴极;HClO和NaCl
D.a为阴极,b为阳极;HClO和NaCl
3.下列有关工业生产的叙述正确的是()
A.合成氨生产过程中将NH3液化分离,可加快正反应速率,提高N2、H2的转化率B.硫酸工业中,在接触室安装热交换器是为了利用SO3转化为H2SO4时放出的热量C.电解饱和食盐水制烧碱采用离子交换膜法,可防止阴极室产生的Cl2进入阳极室D.电解精炼铜时,同一时间内阳极溶解铜的质量比阴极析出铜的质量小
4.如图所示,若电解5 min时,测得铜电极的质量增加2.16 g。试回答:
(1)电源中X极是__________(填“正”或“负”)极。
(2)通电5 min时,B中共收集到224 mL(标准状况)气体,溶液体积为200 mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计),则通电前c(CuSO4)=____________。
(3)若A中KCl溶液的体积也是200 mL,电解后溶液中仍有Cl-,则电解后溶液的pH=__________。
1.如图所示的装置能够组成电解池的是()
2.依据下图判断,下列叙述正确的是()
A.Ⅰ是原电池,Ⅱ是电镀装置
B.Ⅰ、Ⅱ装置中锌极上均发生氧化反应
C.Ⅱ、Ⅲ装置中,铜极均发生氧化反应而溶解
D.Ⅱ、Ⅲ装置中Cu2+浓度基本不变
3.工业上电解熔融NaCl与电解食盐水都能直接得到的物质是()
A.Na B.Cl2C.H2D.NaOH
4.用铂作电极电解一定浓度的下列物质的水溶液,电解结束后,向剩余电解液中加适量水,能使溶液和电解前相同的是()
A.CuSO4B.H2SO4C.CuCl2D.N aCl
5.在冶金工业中,常用电解法得到钠、镁、铝等金属,其原因是()
A.都是轻金属B.都是活泼金属
C.成本低廉D.这些金属的化合物熔点较低
6.欲在金属表面镀银,应把镀件挂在电镀池的阴极。下列各组中,选用的阳极金属和电镀液均正确的是()
A.Ag和AgCl溶液B.Ag和AgNO3溶液
C.Pt和Ag2CO3溶液D.Pt和Ag2SO4溶液
7.将浓度均为2 mol/L的AgNO3和Cu(NO3)2溶液各0.5 L混合,以铜为电极进行电解,一段时间后阴极上有1.6 g铜析出。试计算:
(1)这段时间内直流电源共输出多少摩尔电子?
(2)电解后铜离子的浓度为多少?(忽略溶液体积的变化)。
8.电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池,装有不同的电解液;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。图中B装置中盛有1 L 2 mol·L-1 Na2SO4溶液,A装置中盛有1 L 2 mol/L AgNO3溶液。通电一段时间后,Pt片上有气体生成。试回答:
(1)电源上X极为________极。
(2)B池中阳极的电极反应式是________。
(3)标准状况时,如果在A中共收集到0.56 L气体,则A池中的pH为________。
9.请从图中选用必要的装置进行电解饱和食盐水的实验,要求测定产生的氢气的体积(大于25 mL),并检验氯气的氧化性。
(1)A极发生的电极反应式是
________________________________________________________________________;
B极发生的电极反应式是
________________________________________________________________________。
(____)→(____)→(____)→(____)→(____)→M
(3)设计检测上述气体实验装置时,各接口的正确连接顺序为:____接____、____接A,B接____、____接____。
(4)实验中,在盛有KI淀粉溶液的容器中发生反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。