第9章·第30講·電解池.ppt

第30講電解池 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 使得失電子數(shù)相等 兩極反應式相加得總方程式 2Cu2 2H2O2Cu O2 4H 離子方程式 或2CuSO4 2H2O2Cu O2 2H2SO4 注意 上述例子中的電極若換成銅棒 陽極電極反應式為 Cu 2e Cu2 陰極電極反應式不變 電極反應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式可寫為OH 但是電解總反應方程式則必須寫為H2O A K閉合時 d電極反應式 PbSO4 2H2O 2e PbO2 B 當電路中轉(zhuǎn)移0 2mol電子時 中消耗的H2SO4為0 2mol 4H C K閉合時 中SO向c電極遷移D K閉合一段時間后 可單獨作為原電池 d電極為正極 C 解析 本題考查電化學 原電池 電解池 的相關知識 K閉合時 為原電池 為電解池 中發(fā)生充電反應 d電極為陽極發(fā)生氧化反應 其反應式為PbSO4 2H2O 2e PbO2 4H SO所以A正確 在上述總反應式中 得失電子總數(shù)為2e 當電路中轉(zhuǎn)移0 2mol電子時 可以計算出 中消耗的硫酸的量為0 2mol 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 考點2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 以及反應消耗的物質(zhì)進行計算 2 復雜裝置中 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 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式 應用陰 陽兩極得失電子守恒進行有關計算 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)的量關系 電子得失守恒 進行計算 如 H2 Cl2 1 2O2 Cu 2Ag 2H 2OH 應用原電池 電解池進行有關化學計算 也常見于高考題中 抓住兩電極上通過的電子數(shù)目相等 是解答這類題的關鍵 例2在500gCuSO4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 04g銅 電解液增重0 02g 求粗銅中鋅的質(zhì)量分數(shù) 解析 解本題的關鍵有兩點 一是正確寫出電極反應式 根據(jù)活性材料作陰極不參加反應 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 建立關系式 設參加反應的Cu和Zn的物質(zhì)的量分別為xmol和ymol 生成的Cu的物質(zhì)的量 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原狀態(tài) 應遵循 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 相當于減少了CuO 所以恢復應加CuO 加1molCu OH 2則多加1molH2O 反過來 如果需要加Cu OH 2才能恢復 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 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 陰極的反應式為 Cu2 2e Cu B 2 2011 全國卷 用石墨做電極電解CuSO4溶液 通電一段時間后 欲使用電解液恢復到起始狀態(tài) 應向溶液中加入適量的 A CuSO4B H2OC CuOD CuSO4 5H2O C 3 2011 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 未通電前上述鍍鋅裝置可構成原電池 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系C 電鍍時保持電流恒定 升高溫度不改變電解反應速率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系而與能量變化無關 B不正確 由于電鍍時保持電流恒定 因此導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)生電化學腐蝕也是鋅失去電子而保護了鐵 即選項D也不正確 4 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的電極反應式為 加入乙醇的鉑電極的電極反應式為 鐵 陰極 4OH 4e 2H2O O2 C2H5OH 12e 16OH 2CO 11H2O 4 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 32g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400mL 則乙池中溶液的pH為 0 224 1 4 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 7kJ mol 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 C a電極附近呈紅色 b電極附近出現(xiàn)藍色D a電極附近呈藍色 b電極附近出現(xiàn)紅色 D 備選題 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