電解時電極產(chǎn)物的判斷.doc

電解時電極產(chǎn)物的判斷電解時電極產(chǎn)物的判斷是電解原理中的難點也是考試的重點，但是只要抓好以下幾方面知識，也能化難為易。一理清基本概念1電極名稱陰極與電源負(fù)極相連的極。陽極與電源正極相連的極。2. 電極類別電解時所用的電極分為兩類：一類是惰性電極，只起導(dǎo)電的作用（如鉑、石墨等），并不參與反應(yīng)。另一類是活性電極（除鉑、金及電解時很容易鈍化的鉛、鉻外的金屬），若活性電極為陰極也只起導(dǎo)電的作用；若為陽極則發(fā)生氧化反應(yīng)的往往是電極本身。3.放電順序陰離子失去電子而陽離子得到電子的過程叫放電。放電的順序取決于離子的本性，也與離子的濃度及電極材料有關(guān)。具體如下：陰極無論是惰性電極還是活性電極均是溶液中的陽離子放電。常見陽離子放電順序為：K、Ca2、Na、Mg2、Al3、Zn2、Fe2、H、Cu2、Ag放電能力依次增強。（注意：Zn2、Fe2、H這三種離子的放電順序并不是絕對的，還跟它們的濃度有關(guān)，如溶液中Zn2、Fe2+的濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于H得濃度則是Zn2、Fe2+放電。）陽極若是活性電極則電極本身失去電子，若是惰性電極，則溶液中陰離子放電。常見陰離子放電順序如下：S2- I- Br - Cl- OH- 含氧酸根離子二學(xué)會根據(jù)電解規(guī)律分析推斷。以電解飽和CuSO4 溶液為例（惰性電極）。通電前：第一步，分析溶液中的電解質(zhì)，寫出各電解質(zhì)的電離方程式（包括電解質(zhì)和水的電離），列出電解質(zhì)溶液中存在的陰、陽離子Cu2+ 、SO42-、 H+ 、OH-。通電后：第二步，確定離子移動方向，陰離子向陽極移動，陽離子向陰極移動。即Cu2+ 、H+ 向陰極移動，SO42- 、OH- 向陽極移動。第三步判斷陰、陽兩極離子的放電順序，陽極：陰離子失電子能力OH-SO42-， 所以O(shè)H- 失電子。陰極：陽離子得電子能力Cu2+H+ ，所以Cu2+ 得電子。第四步寫出電極反應(yīng)式：陽極：4OH- - 4e- = 2H2O + O2，陰極：2Cu2+ + 4e- = 2Cu。第五步電解結(jié)果分析（包括兩極現(xiàn)象、水的電離平衡、離子濃度、溶液的酸堿性、p H變化等）陰極上有紅色銅析出，陽極上有氣體產(chǎn)生，且生成的氣體能使帶火星的木條復(fù)燃。由于陽極 O2的放出，使溶液中OH-濃度減小，促進(jìn)水的電離平衡正向移動，溶液中的H+濃度增大，故pH值減小。三熟悉常見不同類型電解質(zhì)溶液電解時各種變化情況。（1）電解水型：水、含氧酸、強堿、活潑金屬的含氧酸鹽（如H2O 、H2SO4 、NaOH、K2SO4 等 ）的電解。陰極：4H+ + 4e- = 2H2陽極：4OH- - 4e- = 2H2O + O2總反應(yīng)：2H2O =2H2+ O2電解后溶液中溶劑水減少，溶液中溶質(zhì)的濃度增大。溶液PH的變化：活潑金屬含氧酸鹽如是強酸強堿鹽（如K2SO4、NaNO3等）電解前后溶液均呈中性，PH無變化。如是強堿弱酸鹽（如Na2CO3等）電解后溶液濃度增大，溶液中OH-的濃度增大，PH變大。強堿電解后溶液中OH-的濃度增大，PH變大。強酸電解后溶液中H+濃度增大PH減小。（2）電解電解質(zhì)型：無氧酸（HF除外）、不活潑的無氧酸鹽（氟化物除外）（如HCl 、CuCl2 等）溶液的電解。陰極：2H+ +2e- = H2陽極：2Cl- - 2e- = Cl2 總反應(yīng)：2HCl= H2+ Cl2電解后溶液中溶質(zhì)的濃度減小，PH均增大（3）電解水和電解質(zhì)型：活潑金屬的無氧酸鹽（氟化物除外）（如NaCl）溶液的電解。陰極：2H+ +2e- = H2陽極：2Cl- -2e- = Cl2總反應(yīng)：2NaCl + 2H2O =2NaOH + H2+Cl2由于陰極 H2的放出，使溶液中H+濃度減小，促進(jìn)水的電離平衡正向移動，溶液中的OH-濃度增大，故pH值增大。不活潑金屬的含氧酸鹽（如CuSO4 、AgNO3 等）溶液的電解。陰極：4Ag+ + 4e- = 4Ag 陽極：4OH- - 4e- = 2H2O + O2總反應(yīng)：4AgNO3 + 2H2O =4Ag + O2+ 4HNO3由于陽極 O2的放出，使溶液中OH-濃度減小，促進(jìn)水的電離平衡正向移動，溶液中的H+濃度增大，故pH值減小。（4）電解離子化合物（熔融的NaCl 、Al2O3 等）陰極：2Na + + 2e- =2 Na 陽極：2Cl- 2e- = Cl2總反應(yīng)：2NaCl= Na + Cl2 另外，在電鍍池中鍍層金屬做陽極，待鍍金屬做陰極，電解質(zhì)溶液含有鍍層金屬陽離子。（如：在鐵表面鍍銅，則銅作陽極，鐵作陰極，硫酸銅溶液作電解質(zhì)溶液。）例.下圖所示裝置中，甲、乙、丙三個燒杯依次分別盛放100g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g 10.00%的K2SO4溶液，電極均為石墨電極。接通電源，經(jīng)過一段時間后，測得丙中K2SO4濃度為10.47%，乙中c電極質(zhì)量增加。據(jù)此回答問題：電源的N端為 極；電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為 ；列式計算電極b上生成氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下得體積 ； 電極c的質(zhì)量變化是 g；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，此時電解能否繼續(xù)進(jìn)行，為什么？ 解析： （1）乙中C電極質(zhì)量增加，則c處發(fā)生的反應(yīng)為：Cu2+2e=Cu，即C處為陰極，由此可推出b為陽極，a為陰極，M為負(fù)極，N為正極。丙中為K2SO4，相當(dāng)于電解水，設(shè)電解的水的質(zhì)量為xg。由電解前后溶質(zhì)質(zhì)量相等有，10010%=（100-x）10.47%，得x=4.5g，故為0.25mol。由方程式2H2+O2 2H2O可知，生成2molH2O，轉(zhuǎn)移4mol電子，所以整個反應(yīng)中轉(zhuǎn)化0.5mol電子，而整個電路是串聯(lián)的，故每個燒杯中的電極上轉(zhuǎn)移電子數(shù)是相等的。甲中為NaOH，相當(dāng)于電解H2O，陽極b處為陰離子OH放電，即4OH-4e=2H2O + O2。轉(zhuǎn)移0.5mol電子，則生成O2為0.5/4=0.125mol，標(biāo)況下的體積為0.12522.4=2.8L。Cu2+2e=Cu，轉(zhuǎn)移0.5mol電子，則生成的m(Cu)=0.5/2 64 =16g。甲中相當(dāng)于電解水，故NaOH的濃度增大，pH變大。乙中陰極為Cu2放電，陽極為OH放電，所以H增多，故pH減小。丙中為電解水，對于K2SO4而言，其pH幾乎不變。（2）銅全部析出，可以繼續(xù)電解H2SO4，有電解液即可電解。答案：（1）正極 4OH-4e=2H2O + O2。2.8L 16g 甲增大，因為相當(dāng)于電解水；乙減小，OH放電， H增多。丙不變，相當(dāng)于電解水。(2)可以 因為CuSO4溶液已轉(zhuǎn)變?yōu)镠2SO4溶液，反應(yīng)也就變?yōu)樗碾娊夥磻?yīng)1.以鐵為陽極，銅為陰極對足量的NaOH溶液電解，一段時間后，得到了2 mol Fe(OH)3固體，那么此間共消耗了水 ( )A3mol； B4mol； C5mol； D6mol；2.用惰性電極電解下列物質(zhì)水溶液一段時間后，再加入一定質(zhì)量的另一種物質(zhì)（括號內(nèi)），溶液能與原來溶液完全一樣的是（ ）ACuCl2（CuO） BNaOH（NaOH） CNaCl（NaCl） DCuSO4（CuO）3.LiFePO4電池具有穩(wěn)定性高、安全、對環(huán)境友好等優(yōu)點，可用于電動汽車。電池反應(yīng)為：FePO4+Li LiFePO4，電池的正極材料是LiFePO4，負(fù)極材料是石墨，含Li+導(dǎo)電固體為電解質(zhì)。下列有關(guān)LiFePO4電池說法正確的是（ ）A.可加入硫酸以提高電解質(zhì)的導(dǎo)電性 (甲)(乙)(丙)(丁)B放電時電池內(nèi)部Li+向負(fù)極移動.C充電過程中，電池負(fù)極材料的質(zhì)量減少D放電時電池正極反應(yīng)為FePO4+Li+e-=LiFePO44.如下圖所示的裝置，C、D、E、F、X、Y都是惰性電極。將電源接通后，向(乙)中滴入酚酞溶液，在F極附近顯紅色。則以下說法正確的是( )A電源B極是正極B(甲)、(乙)裝置的C、D、E、F電極均有單質(zhì)生成，其物質(zhì)的量比為1222C欲用(丙)裝置給銅鍍銀，H應(yīng)該是Ag，電鍍液是AgNO3溶液D裝置(丁)中X極附近紅褐色變淺，說明氫氧化鐵膠粒帶負(fù)電荷5.Cu2O是一種半導(dǎo)體材料，基于綠色化學(xué)理念設(shè)計的制取.Cu2O的電解池示意圖如下，點解總反應(yīng)：2Cu+H2O=Cu2O+H2。下列說法正確的是( )A.石墨電極上產(chǎn)