【優(yōu)化方案】2012屆高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 6.2電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能——電解課件 魯科版

一 電解原理1 電解 1 定義在作用下 電解質(zhì)在兩個電極上分別發(fā)生和的過程 2 能量轉(zhuǎn)化形式為 轉(zhuǎn)化為 3 特點(diǎn) 電解是的 填 可逆 或 不可逆 電解質(zhì)導(dǎo)電一定發(fā)生變化 直流電 氧化反應(yīng) 還原反應(yīng) 電能 化學(xué)能 不可逆 化學(xué) 2 電解池的組成和工作原理 用惰性電極電解CuSO4溶液 1 電極名稱與電極反應(yīng) 與電源正極相連的為 發(fā)生反應(yīng) 電極反應(yīng)式 與電源負(fù)極相連的為 發(fā)生反應(yīng) 電極反應(yīng)式 陽極 氧化 4OH 4e O2 2H2O 陰極 還原 2Cu2 4e 2Cu 2 電鍍 1 電極材料 陽極為鍍層金屬 2 電解質(zhì)溶液 含鍍層金屬離子 3 特點(diǎn) 極溶解 陰極沉積 電鍍液的濃度 3 電解精煉銅 1 電解質(zhì)溶液 含Cu2 的鹽溶液 2 電極反應(yīng) 陰極為鍍件 陽 不變 陰極 銅電極反應(yīng)式 Cu2 2e Cu 精 3 溶液中各離子濃度的變化 陰離子濃度 陽離子濃度有的 如Cu2 變小 有的 如Zn2 Fe2 Ni2 等 變大 4 陽極泥的成分主要是等貴重金屬 不變 銀 金 鉑 1 陰 陽極的判斷 電解原理 解析 電解Na2SO4溶液時發(fā)生的反應(yīng)為 a為陰極 4H 4e 2H2 b為陽極 4OH 4e O2 2H2O對照分析A B均不正確 a極周圍由于H 放電呈堿性 石蕊顯藍(lán)色 b極周圍由于OH 放電呈酸性 石蕊顯紅色 D項(xiàng)正確 答案 D 1 用石墨作電極電解NaCl和CuSO4的混合水溶液 下列說法中正確的是 A 電解過程中陰極和陽極的質(zhì)量始終保持不變B 溶液中的Cu2 H 和Na 都要移向陰極 但在陰極優(yōu)先放電的離子是Cu2 C 溶液中的Cl 在陽極上完全放電后 溶液中的SO42 接著在該極上放電生成O2D 電解過程中陰極上始終有氣體產(chǎn)生 解析 在NaCl和CuSO4的混合溶液中存在的陽離子有Na Cu2 H 存在的陰離子有Cl SO42 OH 陰極上Cu2 先得電子生成Cu 其次是H 得電子生成H2 而Na 不會在水溶液中析出 在陽極上Cl 先失電子生成Cl2 其次是OH 失電子生成O2 而SO42 不會放電 答案 B 1 粗銅中常含有Fe Zn Ni Ag Au Pt等 2 電極材料 陽極 粗銅陰極 純銅 關(guān)于銅的電解精煉 2 2009年衡水質(zhì)檢 火法煉銅得到的粗銅中含多種雜質(zhì) 如鋅 金和銀等 其性能遠(yuǎn)不能達(dá)到電氣工業(yè)的要求 工業(yè)上常用電解精煉法將粗銅提純 在電解精煉時 A 粗銅接電源負(fù)極B 純銅作陰極C 雜質(zhì)都將以單質(zhì)形式沉積到池底D 純銅片增重2 56g 電路中通過電子為0 08mol答案 BD 1 根據(jù)電子守恒法計算 用于有關(guān)串聯(lián)電路 陰陽兩極產(chǎn)物 正負(fù)兩極產(chǎn)物 相同電荷量等類型的計算 其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等 有關(guān)電化學(xué)的計算 2 根據(jù)總反應(yīng)式計算 先寫出電極反應(yīng)式 再寫出總反應(yīng)式 最后根據(jù)總反應(yīng)式列比例式計算 3 根據(jù)關(guān)系式計算 據(jù)得失電子守恒關(guān)系建立已知量與未知量之間的橋梁 建立計算所需的關(guān)系式 規(guī)律技巧 1 有關(guān)電解計算的方法規(guī)律 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)式列比例式求解 二是利用各電極 線路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目守恒列等式求解 2 當(dāng)電解前后pH相差2 或大于2時 可將濃度較小的H 或OH 濃度忽略 答案 AB 1 2009年鹽城調(diào)研 用惰性電極實(shí)現(xiàn)電解 下列說法正確的是 A 電解稀硫酸溶液 實(shí)質(zhì)上是電解水 故溶液pH不變B 電解稀氫氧化鈉溶液 要消耗OH 故溶液pH減小C 電解硫酸鈉溶液 在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1 2D 電解氯化銅溶液 在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1 1 答案 D 答案 A 3 2008年高考全國卷 電解100mL含c H 0 30mol L的下列溶液 當(dāng)電路中通過0 04mol電子時 理論上析出金屬質(zhì)量最大的是 A 0 10mol LAg B 0 20mol LZn2 C 0 20mol LCu2 D 0 20mol LPb2 解析 根據(jù)金屬活動性順序可知 排在氫以后的金屬為Ag和Cu 而Zn和Pb排在H以前 所以Ag Cu2 的氧化性比H 大 應(yīng)優(yōu)先于H 放電而析出 因?yàn)? 01molAg的質(zhì)量小于0 02molCu的質(zhì)量 所以C項(xiàng)正確 答案 C 5 將兩支惰性電極插入500mLAgNO3溶液中 通電電解 當(dāng)電解液的pH由6 0變?yōu)? 0時 設(shè)電解時陰極沒有氫析出 且電解液在電解前后體積變化可以忽略 1 寫出電極反應(yīng)式 陽極 陰極 2 電極上應(yīng)析出銀的質(zhì)量是 3 欲使該溶液復(fù)原應(yīng)加入 質(zhì)量是 1 電解池甲若為用電解原理精煉銅的裝置 則A電極名稱為 極 電極反應(yīng)式為 2 乙池中Fe極電極反應(yīng)式為 若在乙池中滴入少量酚酞試液 開始電解一段時間 Fe極附近呈 色 答案 1 陰極Cu2 2e Cu 2 2H2O 2e H2 2OH 或2H 2e H2 紅 干燥氣體時的用法 干燥管內(nèi)盛放固體干燥劑 選用干燥劑時要依據(jù)被干燥氣體的性質(zhì)確定 使用干燥管時 干燥劑應(yīng)放置在球體內(nèi) 兩端應(yīng)填充少許棉花或玻璃纖維 2 檢驗(yàn)水蒸氣的裝置在干燥管中裝無水硫酸銅 可用于檢驗(yàn)水 其使用方法類似于干燥氣體的使用方法 3 吸收氣體的裝置反應(yīng)中要吸收某氣體時 應(yīng)選擇合適的固體吸收劑放入干燥管中 當(dāng)定量測定時 有時要考慮空氣中的成分對它的影響 所以尾端還要再連接一個干燥管 目的是防止空氣中的水或CO2的干擾 2 創(chuàng)新應(yīng)用 1 防止倒吸 如圖1 常用于易溶于水的氣體吸收和尾氣處理 例如 HCl NH3 SO2等 2 微型反應(yīng)容器 如圖2 可以用于制取有毒氣體和檢驗(yàn)其性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)微型化的實(shí)驗(yàn)裝置 例如 在制取Cl2和做Cl2性質(zhì)實(shí)驗(yàn)時 把銅在Cl2中的燃燒等實(shí)驗(yàn)改在干燥管中進(jìn)行 即可實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)裝置的微型化 解析 蛋殼內(nèi)是陽極區(qū) 生成Cl2 加入酚酞不變紅 A不正確 B項(xiàng)中鐵絲是陰極 H 在鐵絲上得電子被還原 發(fā)生還原反應(yīng) 故B C不正確 答案 D 2 一定溫度下 pH a的某電解質(zhì)溶液中 插入兩支惰性電極 通直流電一段時間后 溶液的pH a 則該電解質(zhì)可能是 A 鹽酸B H2SO4C AgNO3D 飽和Na2CO3溶液 答案 A 3 下列關(guān)于銅電極的敘述正確的是 A 銅鋅原電池中銅是正極B 用電解法精煉粗銅時粗銅作陰極C 在鍍件上電鍍銅時用金屬銅作陽極D 電解稀硫酸制H2 O2時銅作陽極答案 AC 5 2010年鎮(zhèn)江六校聯(lián)考 用惰性電極和串聯(lián)電路電解下列物質(zhì)的水溶液 NaCl NaNO3 CuCl2 AgNO3 在相同時間內(nèi)生成氣體的總體積 同溫同壓下測定 理論上由多到少的順序是 A B C D 答案 D 9 按如下圖甲所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 若圖乙中橫坐標(biāo)x表示流入電極的電子的物質(zhì)的量 下列敘述不正確的是 A E表示生成銅的物質(zhì)的量B E表示反應(yīng)消耗水的物質(zhì)的量C F表示反應(yīng)生成氧氣的物質(zhì)的量D F表示生成硫酸的物質(zhì)的量 答案 D 二 非選擇題 共50分 11 14分 如圖所示 甲 乙為相互串聯(lián)的兩電解池 1 甲池若為用電解原理精煉銅的裝置 則A電極名稱為 極 電極材料是 電極反應(yīng)式為 電解質(zhì)溶液可以是 2 乙池中Fe極電極反應(yīng)式為 若在乙池中滴入少量酚酞試液 開始電解一段時間 極附近呈紅色 采用惰性電極從NO SO H Cu2 Ba2 Ag Cl 等離子中 選出適當(dāng)?shù)碾x子組成電解質(zhì) 對其單一成分的溶液進(jìn)行電解 1 兩極分別放出H2和O2時 電解質(zhì)的化學(xué)式可能是 2 若陰極析出金屬 陽極放出O2時 電解質(zhì)的化學(xué)式可能是 3 兩極分別放出氣體 且體積比為1 1時 電解質(zhì)的化學(xué)式可能是 解析 1 當(dāng)生成H2 O2時 相當(dāng)于電解水 是含氧酸 強(qiáng)堿 活潑金屬的含氧酸鹽的電解 符合要求的有HNO3 H2SO4 Ba NO3 2 2 若有金屬析出 O2放出 是不活潑金屬的含氧酸鹽的電解 符合要求的有Cu NO3 2 CuSO4 AgNO3 3 兩極分別放出氣體且體積比為1 1 則應(yīng)是放出H2 Cl2 符合要求的有HCl BaCl2 12 9分 蓄電池是一種可以反復(fù)充電 放電的裝置 有一種蓄電池在充電和放電時發(fā)生的反應(yīng)是 NiO2 Fe 用該蓄電池電解 陰 陽極均為惰性電極 M NO3 x溶液時 若此蓄電池工作一段時間后消耗0 36g水 1 電解時電解池的陽極應(yīng)連接 填序號 A NiO2B FeC Fe OH 2D Ni OH 2 2 電解M NO3 x溶液時某一極質(zhì)量增加mg 金屬M(fèi)的相對原子質(zhì)量的計算式為 用m x表示 3 電解后溶液的pH 填 升高 降低 或 不變 解析 1 該蓄電池放電時 Ni4 得電子 NiO2作正極 Fe失電子作負(fù)極 根據(jù)電解池的構(gòu)造 陽極應(yīng)與蓄電池的正極NiO2相連 陰極應(yīng)與蓄電池的負(fù)極Fe相連 2 M NO3 x溶液中的Mx 在陰極上放電析出金屬M(fèi) Mx xe M 由蓄電池放電時發(fā)生的反應(yīng)可得到關(guān)系式 2H2O Fe 2e Fe OH 2 再根據(jù)串聯(lián)電極上通過電子的物質(zhì)的量相等 得到金屬M(fèi)與H2O的關(guān)系為 M xe xH2O 結(jié)合析出金屬M(fèi)的質(zhì)量mg及消耗水的質(zhì)量0 36g 可求出金屬M(fèi)的相對原子質(zhì)量表達(dá)式為18xm 0 36 50mx 3 由于陽極是水電離出的OH 放電生成O2 c H 增大 所以電解后溶液的pH降低 答案 1 A 2 50mx 3 降低 13 12分 在如圖所示的裝置中 若通入直流電5min時 銅電極質(zhì)量增加2 16g 試回答 1 電源電極X名稱為 2 pH變化 A B C 填 增大 減小 或 不變 3 通電5min時 B中共收集224mL氣體 標(biāo)準(zhǔn)狀況 溶液體積為200mL 則通電前CuSO4溶液的物質(zhì)的量濃度為 設(shè)電解前后溶液體積無變化 4 若A中KCl溶液的體積也是200mL 電解后 溶液的pH為 設(shè)電解前后溶液體積無變化 解析 1 C裝置的銅電極質(zhì)量增加 說明銅極上有金屬析出 即溶液中的銀離子被還原生成銀單質(zhì) 故銅極為陰極 由此可確定X極為負(fù)極 2 A裝置是電解KCl溶液 陰極析出氫氣 陽極析出氯氣 溶液中氫氧根離子濃度增大 B裝置陰極上先析出銅 當(dāng)銅離子消耗完后將析出氫氣 而陽極上析出氧氣 溶液中氫離子 濃度增大 C裝置陰極析出銀單質(zhì) 陽極上的銀失去電子變成銀離子 理論上溶液的物質(zhì)的量濃度不變 3 B裝置兩極上電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目與C裝置中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目相同 C裝置中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0 02mol 經(jīng)判斷 B裝置兩極上的反應(yīng)為 陰極 Cu2 2e Cu 2H 2e H2 陽極 4OH 4e O2 2H2O 根據(jù)題意可知 C中銅極增重2 6g 即析出0 02molAg 線路中通過0 02mol電子 由4e O2 可知B中產(chǎn)生的O2只有