高中化學(xué)一輪總復(fù)習(xí) 第9章 第30講 電解池課件 新人教版

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1、考點考點1 電解原理電解原理 1用惰性電極電解時,電解對象、電解產(chǎn)物與離子放電順序的關(guān)系陰離子放電順序:S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸F-陽離子放電順序:Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+H+(水)Al3+Mg2+Na+電解質(zhì)溶液電解規(guī)律與區(qū)、區(qū)與H+:電解電解質(zhì)型與區(qū):放氫生堿型與區(qū):放氧生酸型與區(qū)、區(qū)與H+:電解水型2用惰性電極電解電解質(zhì)溶液時各種變化情況簡析續(xù)表續(xù)表3.電極方程式、電解方程式的書寫書寫電解反應(yīng)的一般步驟是:以寫出用石墨做電極電解CuSO4溶液的電極反應(yīng)式及總的電解方程式為例。第一步:明確溶液中存在哪些離子溶液中的陽離子:Cu2+、H+,陰離子:OH-、 。第二

2、步:判斷陰陽兩極附近離子種類及離子放電順序陰極:Cu2+H+陽極:OH- 第三步:寫電極反應(yīng)式和總的電解方程式陰極:2Cu2+4e-=2Cu陽極:4OH-4e-=2H2O+O2或2H2O-4e-=O2+4H+24SO24SO使得失電子數(shù)相等,兩極反應(yīng)式相加得總方程式:2Cu2+2H2O 2Cu+O2+4H+(離子方程式)或2CuSO4+2H2O 2Cu+O2+2H2SO4。電解電解注意:上述例子中的電極若換成銅棒,陽極電極反應(yīng)式為:Cu-2e-=Cu2+,陰極電極反應(yīng)式不變。電極反應(yīng)式的書寫要以實際放電的離子表示,但電解方程式的書寫中,弱電解質(zhì)要以分子式的形式書寫。如本例中的陽極反應(yīng)式可寫為O

3、H-,但是電解總反應(yīng)方程式則必須寫為H2O。例例1 鉛蓄電池的工作原理為:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。研讀下圖,下列判斷不正確的是()AK閉合時,d電極反應(yīng)式:PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+B當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.2 mol 電子時,中消耗的H2SO4為0.2 mol4H+ CK閉合時,中 向c電極遷移DK閉合一段時間后,可單獨作為原電池,d電極為正極24SOC24SO 【解析】 本題考查電化學(xué)(原電池、電解池)的相關(guān)知識,K閉合時為原電池,為電解池,中發(fā)生充電反應(yīng),d電極為陽極發(fā)生氧化反應(yīng),其反應(yīng)式為PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H+SO所以A正確。

4、在上述總反應(yīng)式中,得失電子總數(shù)為2e-,當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子時,可以計算出中消耗的硫酸的量為0.2 mol,所以B對。K閉合一段時間,也就是充電一段時間后可以作為原電池,由于c表面生成Pb,放電時做電源的負極,d表面生成PbO2,做電源的正極,所以D也正確。K閉合時d是陽極,陰離子向陽極移動,所以C錯??键c考點2 電解計算電解計算1簡單裝置中各電極產(chǎn)物間的計算在一個裝置中進行電解時,各電極產(chǎn)物不同,但陰陽極得失電子數(shù)相等。根據(jù)此標準可對各電極產(chǎn)物、溶液中的產(chǎn)物,以及反應(yīng)消耗的物質(zhì)進行計算。2復(fù)雜裝置中(指多個裝置串聯(lián)連接)各電極產(chǎn)物的判斷在串聯(lián)電解裝置中,各電極電子轉(zhuǎn)移數(shù)相等。據(jù)此,

5、可計算各電極產(chǎn)物,溶液中的c(H+)、c(OH-)的變化。3電解的計算特點有關(guān)電解的計算通常是求電解后某產(chǎn)物的質(zhì)量、氣體的體積、某元素的化合價以及溶液的pH、物質(zhì)的量濃度等。解答此類題的方法有兩種:一是根據(jù)電解方程式或電極反應(yīng)式,應(yīng)用陰、陽兩極得失電子守恒進行有關(guān)計算。二是用惰性電極進行電解的過程,若電解質(zhì)的陰、陽離子不同時在兩極上放電,則陽離子放電的同時必有H+生成,n(H+)=n(陽離子)電荷數(shù)。也可利用物質(zhì)的量關(guān)系(電子得失守恒)進行計算,如,H2Cl21/2O2Cu2Ag2H+2OH-。應(yīng)用原電池、電解池進行有關(guān)化學(xué)計算,也常見于高考題中,抓住兩電極上通過的電子數(shù)目相等,是解答這類題的

6、關(guān)鍵。 例例2 在500 g CuSO4溶液中插入兩根電極。一極為鐵,一極為含雜質(zhì)鋅均勻的粗銅,通電一段時間后,切斷電源,立即將電極取出,這時鐵極上析出7.04 g銅,電解液增重0.02 g。求粗銅中鋅的質(zhì)量分數(shù)。 【解析】 解本題的關(guān)鍵有兩點:一是正確寫出電極反應(yīng)式。根據(jù)活性材料作陰極不參加反應(yīng),作陽極時被氧化,可知粗銅為陽極,鐵為陰極;二是根據(jù)“電解時,通過各串聯(lián)電極的電子的物質(zhì)的量相等”建立關(guān)系式。 設(shè)參加反應(yīng)的Cu和Zn的物質(zhì)的量分別為x mol和y mol。生成的Cu的物質(zhì)的量0.02mol65g/mol0.02mol65/ mol0.09mol64/ molggZn%=100%=1

7、8.4%【答案】 18.4% 用惰情電極電解電解質(zhì)溶液時,若使電解后的溶液恢復(fù)原狀態(tài),應(yīng)遵循“缺什么加什么,缺多少加多少”原則。一般加入陰極產(chǎn)物與陽極產(chǎn)物的化合物。如電解CuSO4溶液,因從溶液中減少的是Cu和O2,且為2 1,相當(dāng)于減少了CuO,所以恢復(fù)應(yīng)加CuO。加1 mol Cu(OH)2則多加1 mol H2O,反過來,如果需要加Cu(OH)2才能恢復(fù),說明CuSO4電解質(zhì)電解完后還電解了水,且CuO和H2O為1 1。 1.(2011上海卷上海卷)用電解法提取氯化銅廢液中的銅,方案正確的是( )A用銅片連接電源的正極,另一電極用鉑片B用碳棒連接電源的正極,另一電極用銅片C用氫氧化鈉溶液

8、吸收陰極產(chǎn)物D用帶火星的木條檢驗陽極產(chǎn)物 【解析】 用電解法提取氯化銅廢液中的銅時,銅必須作陰極,陽極是銅或惰性電極,陰極的反應(yīng)式為:Cu2+2e- =Cu。B2.(2011全國卷全國卷)用石墨做電極電解CuSO4溶液。通電一段時間后,欲使用電解液恢復(fù)到起始狀態(tài),應(yīng)向溶液中加入適量的( ) ACuSO4 BH2O CCuO DCuSO4 5H2OC 【解析】 用石墨做電極電解CuSO4溶液的電解方程式是2CuSO4+2H2O 2H2SO4+2Cu+O2,根據(jù)缺什么補什么的,選項C正確。電解3.(2011山東卷山東卷)以KCl和ZnCl2混合液為電鍍液在鐵制品上鍍鋅,下列說法正確的是( )A未通

9、電前上述鍍鋅裝置可構(gòu)成原電池,電鍍過程是該原電池的充電過程B因部分電能轉(zhuǎn)化為熱能,電鍍時通過的電量與鋅的析出量無確定關(guān)系C電鍍時保持電流恒定,升高溫度不改變電解反應(yīng)速率D鍍鋅層破損后對鐵制品失去保護作用C 【解析】 電鍍時,通常把待鍍的金屬制品作陰極,把鍍層金屬作陽極,用含有鍍層金屬離子的溶液作電鍍液。因此在鐵制品上鍍鋅時,鐵作陰極,鋅作陽極,由于鋅比鐵活潑,因此未通電前可以構(gòu)成原電池,但此時鋅作負極失去電子,鐵作正極,而電鍍時鋅仍然失電子,所以選項A不正確;在氧化還原反應(yīng)中必需滿足得失電子守恒,因此電鍍時通過的電量與鋅的析出量有確定關(guān)系而與能量變化無關(guān),B不正確;由于電鍍時保持電流恒定,因此

10、導(dǎo)線中通過的電子速率是不變的,所以升高溫度不能改變電解反應(yīng)速率,C正確;鍍鋅層破損后,由于鋅比鐵活潑,所以即使發(fā)生電化學(xué)腐蝕也是鋅失去電子而保護了鐵,即選項D也不正確。4.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試液,下列實驗現(xiàn)象中正確的是( )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Ca電極附近呈紅色,b電極附近出現(xiàn)藍色Da電極附近呈藍色,b電極附近出現(xiàn)紅色D 【解析】 電解稀Na2SO4水溶液,其本質(zhì)是電解水。 b極為陽極:4OH-4e-=2H2O+O2 a極為陰極:4H+4e-=2H2 a極逸出氣

11、體為氫氣,b極逸出氣體為氧氣,二者都是無色無味的氣體,且a極氫氣的體積是b極氧氣的體積的2倍,則A、B均錯誤;a極氫離子得電子,所以a極附近氫氧根離子濃度增大,遇石蕊試液變藍;b極氫氧根離子放電,致使b極附近氫離子濃度增大,遇石蕊試液變紅色,則C錯,D正確。5.(2012福建卷)將如圖所示實驗裝置的K閉合,下列判斷正確的是( )A6. 如圖所示,a、b、c均為石墨電極,d為碳鋼電極,通電進行電解。假設(shè)在電解過程中產(chǎn)生的氣體全部逸出,下列說法正確的是( )A.甲、乙兩燒杯中溶液的pH均升高B.當(dāng)b極增重5.4 g時,d極產(chǎn)生的氣體為2.24 L(標準狀況)C.當(dāng)電解一段時間后,將甲、乙兩溶液混合

12、,一定會生成沉淀D.乙燒杯中c的電極反應(yīng)式為2Cl-2e-=Cl2D7.下圖是一個乙醇燃料電池工作時的示意圖,乙池中的兩個電極一個是石墨電極,一個是鐵電極,工作時M、N兩個電極的質(zhì)量都不減少,請回答下列問題:(1)M電極的材料是_,電極名稱是_,N的電極反應(yīng)式為_,加入乙醇的鉑電極的電極反應(yīng)式為_。鐵陰極4OH-4e-=2H2O+O2C2H5OH-12e-+16OH-=2CO+11H2O7.下圖是一個乙醇燃料電池工作時的示意圖,乙池中的兩個電極一個是石墨電極,一個是鐵電極,工作時M、N兩個電極的質(zhì)量都不減少,請回答下列問題:(2)在此過程中,乙池中某一電極析出金屬銀4.32 g時,甲池中理論上消耗氧氣為_L(標準狀況下);若此時乙池溶液的體積為400 mL,則乙池中溶液的pH為_。0.2241(3)若在常溫常壓下,1 g C2H5OH燃燒生成CO2和液態(tài)H2O時放出29.71 kJ熱量,表示該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 _ _。7.下圖是一個乙醇燃料電池工作時的示意圖,乙池中的兩個電極一個是石墨電極,一個是鐵電極,工作時M、N兩個電極的質(zhì)量都不減少,請回答下列問題: C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) DH=-1366.7 kJ/mol

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