第4章第3節(jié)電解池

1、2011-2012學(xué)年高二化學(xué)選修4 （人教版）同步練習(xí)第四章第三節(jié)電解池一.教學(xué)內(nèi)容:電解池二.重點(diǎn)、難點(diǎn):電解原理及其應(yīng)用既是重點(diǎn)，也是難點(diǎn)三.具體內(nèi)容:1. 電解原理(1)裝置(2)現(xiàn)象電極反應(yīng) 電解定義電極的判斷和選擇(6)電子流向(7)離子放電順序2. 電解的幾種情況與 pH變化(1)氯化銅溶液電解(2)鹽酸電解硫酸鉀溶液電解 溴化鈣溶液電解 硫酸銅溶液、以銅為電極的電解3. 電解原理的應(yīng)用(1)氯堿工業(yè)(2)電鍍銅的電解精煉(4)鋁的冶煉鈉的冶煉4. 原電池、電解池的對(duì)比5. pH變化的判斷【典型例題】例1實(shí)驗(yàn)室用鉛蓄電池作電源電解飽和食鹽水制取氯氣，已知鉛蓄電池放電時(shí)發(fā)生如下反應(yīng)

2、：負(fù)極Pb+SO4 =PbSO4+2e 正極 PbO2+4H +SO4 +2e =PbSO4+2H2O，今若制 Cl20.050 mol，這時(shí)電池內(nèi)消耗H2SO4的物質(zhì)的量至少是（A. 0.025 molB. 0.050 molC. 0.10 molD. 0.20 mol答案：C解析：根據(jù)電源和電解池中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相同來(lái)解題。例2下圖各容器中盛有海水，鐵在其中被腐蝕時(shí)，由快到慢的順序是（kJ JA. C. D. 答案：A解析：考察原電池、電解池中金屬電極的消耗情況比較。例3近年來(lái)，加“碘”食鹽較多的使用了碘酸鉀（KIO3）,碘酸鉀在工業(yè)上可用電解法制取。以石墨和不銹鋼為電極，以 KI溶液為電解液

3、，在一定條件下電解，反應(yīng)方程式為:電解KI +3H2O=KIO3 +3H2 。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是（A. 電解時(shí)，石墨作陰極，不銹鋼作陽(yáng)極B.電解時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)是：I-6e- + 3H2O = io3 -+ 6H +C.溶液調(diào)節(jié)至強(qiáng)酸性，對(duì)生產(chǎn)有利D. 電解前后溶液的pH幾乎不變答案：BD解析：考察基本電解原理的應(yīng)用。CU+H2SO4 （?。├?某同學(xué)用碳棒、銅棒和稀硫酸為原材料，實(shí)現(xiàn)了在通常條件下不能發(fā)生的反應(yīng)：=CUSO4+H2 t。請(qǐng)?jiān)谟疫叜?huà)出能夠?qū)嶒?yàn)這一反應(yīng)的裝置圖。某同學(xué)在做一定條件下銅與稀硫酸的反應(yīng) 實(shí)驗(yàn)時(shí)，看到碳棒上有氣泡產(chǎn)生， 但銅棒卻沒(méi)有被腐蝕。 請(qǐng)你分析其原因:答案：兩極與電

4、源的正負(fù)極接反了，或銅棒接電源的負(fù)極了等。解析：考察對(duì)于電解原理的分析。Cu稀硫酸例5在下圖用石墨作電極的電解池中，放入500mL含一種溶質(zhì)的某藍(lán)色溶液進(jìn)行電解，觀察到A電極表面有紅色的固態(tài)物質(zhì)生成,B電極有無(wú)色氣體生成；當(dāng)溶液中的原有溶質(zhì)完全電解后，停止電解，取出A電極，洗滌、干燥、稱(chēng)量、電極增重1.6g。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:電媳A*B-1-=3O(1)A接的是電源的極，B是該裝置(2)寫(xiě)出電解時(shí)反應(yīng)的總離子方程式電解后溶液的pH為;要使電解后溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)，則需加入，其質(zhì)量。(假設(shè)電解前后溶液的體積不變)答案：(1)負(fù)極；陽(yáng)極；(2) 2Cu2+2H2O2Cu+O2f +4H+(3)

5、1; CuO, 2g解析：考察電解池中離子放電順序的應(yīng)用。例6用惰性電極電解 M (N03)x的水溶液，當(dāng)陰極增重ag,陽(yáng)極同時(shí)產(chǎn)生 bLO?(STP)，從而知M的相對(duì)分子質(zhì)量為(A. ( 22.4ax)/bB. ( 11.2ax)/bC. ( 5.6ax) /bD. ( 2.5ax)/b答案：C解析：考察電解池中電極反應(yīng)的基本判斷。例7用鉑電極電解 x下列溶液一段時(shí)間后，再加入一定量的某物質(zhì)(括號(hào)內(nèi)) 的是()，能與原來(lái)溶液濃度一樣A. CU(NO3)2( CUCO3)B. NaOH( NaOH)C. NaCI( HCl)-D.CuSO4 Cu(0H)2答案:AC解析:考察溶液的復(fù)原方法。H

6、+、Cu2+、Na+、SO42、C五種離子中恰當(dāng)?shù)亟M成電解質(zhì)，按下列要求進(jìn)行電解:例8從(1)以石墨為電極進(jìn)行電解， 使電解質(zhì)質(zhì)量減少，水質(zhì)量不變，可采用的電解質(zhì)是(2)以石墨為電極進(jìn)行電解， 使電解質(zhì)質(zhì)量不變， 水質(zhì)量減少，可采用的電解質(zhì)是(3)以碳棒為陽(yáng)極，鐵棒為陰極進(jìn)行電解，使電解質(zhì)和水的質(zhì)量都減少，可采用的電解質(zhì)是答案：(1) HCI、CuCl2(2) NaHSO4、Na2SO4、H2SO4 (3) NaCI、CUSO4解析：考察電解中根據(jù)放電 離子的選擇來(lái)確定物質(zhì)。【模擬試題】（答題時(shí)間：30分鐘）1.某種蓄電池的充放電過(guò)程可表示為：FeQHb +Ni（OH）2疇AFe+NiO2+2

7、H2O，該電池充電時(shí)，陽(yáng)極是，電極反應(yīng)式為NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)陽(yáng)極析出物的質(zhì)量（g）陰極析出物的質(zhì)量（g）A0.06219152B0.06215219C0.0421.29.4D0.0429.41.2)3.電鍍和電解精煉的原理來(lái)源于電解，但與通常意義上的電解又有所不同。（1）電鍍時(shí)，須用鍍層金屬作極，鍍件作極，電鍍液中含有。電鍍過(guò)程2.將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.052 （5.2%）的NaOH溶液1 L （密度為1.06 g - cm一3）用鉑電極電解，當(dāng)溶液中NaOH 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)改變了 0.010 （1.0%）時(shí)停止電解，則此時(shí)溶液中應(yīng)符合的關(guān)系是（中，電鍍液中金屬離子濃度理論上保持不變。（2 ）電解精煉制

8、高純度金屬時(shí)，須用粗金屬作極，純金屬作極，電解液中含該金屬的離子。4.下列關(guān)于銅電極的敘述不正確的是（A.銅鋅原電池中銅是正極B. 用電解法精煉粗銅時(shí)粗銅作陽(yáng)極C. 在鍍件上電鍍銅時(shí)，用金屬銅作陽(yáng)極D. 電解稀硫酸制H2、02時(shí)銅作陽(yáng)極5.可以將反應(yīng)Zn+Br2 = ZnBr2設(shè)計(jì)成蓄電池，下列 4個(gè)電極反應(yīng) Br2 + 2e = 2Br 2Br 2e= Br2 Zn2+ +2e= Zn Zn -2e- = Zn2+其中表示充電時(shí)的陽(yáng)極反應(yīng)和放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)的分別是（A.和B.和 C.和 D.和6. 用鉑電極電解下列物質(zhì)的水溶液，工作一段時(shí)間后溶液pH變小的是（A.稀硫酸B. Na2SO4C.

9、 AgNO 3 D. KI7.石墨作電極電解下列溶液，陰陽(yáng)兩極產(chǎn)生的氣體體積比為2:1，且電解液pH增大的是（A. KClB. NaOHC. Na2SO4D. H2SO48.工業(yè)上為了處理含有 Cr2O72 -酸性工業(yè)廢水，采用下面的處理方法：往工業(yè)廢水中加入適量的NaCl，以Fe為電極進(jìn)行電解，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，有Cr（OH）3和Fe（OH）3沉淀生成，工業(yè)廢水中鉻（Cr）的含量已低于排放標(biāo)準(zhǔn)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:（1）電極反應(yīng)式：陽(yáng)極，陰極（2）寫(xiě)出Cr2O72-變?yōu)镃r3+的離子方程式_(3 )工業(yè)廢水pH升高的原因(填“能”或“不能”)改用石墨電極，原因9.用質(zhì)量為100g的銅作電極電解 Ag

10、NO3溶液，電解一段時(shí)間后，兩極的質(zhì)量相差28g，此時(shí)兩極質(zhì)量分別是：陽(yáng)極，陰極10.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. 用電解法精練粗銅時(shí)，粗銅作陰極C. 在鍍件上電鍍銅時(shí)，可用金屬銅作陽(yáng)極D.電解稀硫酸制H2、02時(shí)銅作陽(yáng)極11.同一電路分別電解足量 CuCl2溶液和AgNO3溶液，如果析出64g銅，則可析出銀的質(zhì)(A. 108gB. 54gC. 216gD. 64g12.同一電路串聯(lián)四個(gè)電解槽，分別電解以下四種物質(zhì)的水溶液，陰極析出物質(zhì)質(zhì)量最多的是(A. CuSO 4B Ba( NO3) 2C. KNO 3D. NaOH【試題答案】1. Ni(OH)2 ; Ni(OH

11、)2+20H 2e=NiO 2+2H2O4. D 5. A 6. AC 7. B2. B 3. ( 1)陽(yáng)；陰；鍍層金屬離子；(2)陽(yáng)；陰。8. (1) Fe 2e =Fe ； 2H +2e =H2f(2) Cr2O72 +6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+14H 2O陰極反應(yīng)消耗H+,溶液中的氧化還原反應(yīng)也消耗使溶液pH升高。(3)不能；若用石墨做電極，則無(wú)法產(chǎn)生還原劑Fe2+ ,使Cr2O72還原為C產(chǎn)，變成沉淀除去9. 93.6g ; 121.6g -10. AC 11. C 12. A【試題解析】1.2.二次電池的放電過(guò)程 是原電池原理，充電過(guò)程是電解池原理，所以陽(yáng)極 是還原劑，

12、發(fā)生氧化反應(yīng)。 根據(jù)離子放電順序，NaOH溶液中放電的是H+和OH，相當(dāng)于水在減少，所以溶液應(yīng)變濃，同時(shí)陽(yáng)極是0H放電，產(chǎn)生02,是H2質(zhì)量的8倍。4.5.鋅和溴的反應(yīng)為自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，是放電時(shí)的原電池原理，所以發(fā)生氧化反應(yīng)的鋅為負(fù)極,而充因?yàn)橐a(chǎn)生氫氣和氧氣，必須用惰性電極作陽(yáng)極，否則將是銅在陽(yáng)極放電，不能產(chǎn)生氧氣。電時(shí)是逆向反應(yīng)，且陽(yáng)極發(fā)生氧化反.應(yīng)。6. A中是和OH 放電，酸溶液變濃，pH減??；B中是H+和OH 放電，中性溶液中 pH不變；C中是 Ag+和OH 放電，堿性減弱，pH減小；D中是和放電，酸性減弱，pH變大。7. 所有選項(xiàng)的陰極放電離子都是H +，所以陽(yáng)極產(chǎn)生氣體必須是每生成1mol氣體，轉(zhuǎn)移4mol電子，才能保證2: 1的關(guān)系，所以應(yīng)為 O2, OH一放電；BCD都是電解水，所以只有堿性溶液，才能使pH升高。9.每有1mol銅反應(yīng)，則同時(shí)生成 2mol銀，質(zhì)量差為(64+108 X 2) =280，所以質(zhì)量差為 28g，說(shuō)明有0.1mol