化學(xué)反應(yīng)原理專題1第二單元第4課時(shí)

1、第4課時(shí)電解原理的應(yīng)用目標(biāo)導(dǎo)航1.理解并掌握電解飽和食鹽水、電鍍、電解精煉銅、電冶金的原理，會(huì)書寫電極反應(yīng)式及化學(xué)方程式。2.學(xué)會(huì)電解的有關(guān)計(jì)算。一、電解飽和食鹽水制備燒堿、氫氣和氯氣1現(xiàn)象(裝置如圖)(1)陽極：產(chǎn)生黃綠色氣體。(2)陰極：產(chǎn)生無色氣體，附近溶液變紅。2原理分析及電極反應(yīng)電解時(shí)U形管中，Cl、OH移向陽極，H、Na移向陰極。(1)陽極離子放電順序：Cl>OH，電極反應(yīng)：2Cl2e=Cl2(氧化反應(yīng))。(2)陰極離子放電順序：H>Na，電極反應(yīng)：2H2e=H2(還原反應(yīng))。3化學(xué)方程式：2NaCl2H2O2NaOHCl2H2。離子方程式：2Cl2H2OH2Cl22O

2、H。思考用惰性電極電解飽和食鹽水一段時(shí)間，電解后的混合液能使紅色布條褪色的原因是什么？答案電解飽和食鹽水，陰極區(qū)生成NaOH，陽極區(qū)生成Cl2，二者發(fā)生反應(yīng)： Cl22NaOH=NaClNaClOH2O，NaClO具有漂白性。二、銅的電解精煉(粗銅含Zn、Fe、Ni、Au、Pt、Ag等)1裝置與原理陽極材料用粗銅，陰極材料用純銅，電解質(zhì)溶液用硫酸酸化的硫酸銅溶液。2電解特點(diǎn)電解結(jié)束后，陽極泥中含有Au、Pt、Ag等，電解質(zhì)溶液中的金屬陽離子有Zn2、Fe2、Ni2、Cu2，陰極得到精銅。三、電冶金 (1)金屬冶煉的本質(zhì)：使礦石中的金屬離子獲得電子，從它們的化合物中還原出來。如Mnne=M。(2

3、)電解熔融的氯化鈉可制取金屬鈉：陽極：2Cl2e=Cl2；陰極：2Na2e=2Na；電解反應(yīng)：2NaCl(熔融)2NaCl2。四、電鍍(1)根據(jù)圖示，書寫電極反應(yīng)式：陽極：Cu2e=Cu2；陰極：Cu22e=Cu。(2)電鍍的概念是應(yīng)用電解原理在某些金屬或非金屬材料表面鍍上一薄層其他金屬或合金的過程。(3)電鍍池的構(gòu)成：一般都是用含有鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液作電鍍液；把鍍層金屬浸入電鍍液中與直流電源的正極相連，作為陽極；待鍍金屬制品與直流電源的負(fù)極相連，作陰極。(4)電鍍的目的主要是增強(qiáng)材料抗腐蝕能力，也有許多電鍍是為了美觀或增加表面硬度。練一練1臭氧是常見的強(qiáng)氧化劑，廣泛用于水處理系統(tǒng)。制取

4、臭氧的方法很多，其中高壓放電法和電解純水法原理如下圖所示，下列有關(guān)說法不正確的是()A高壓放電法，反應(yīng)的原理為3O22O3B高壓放電出來的空氣中，除含臭氧外還含有氮的氧化物C電解時(shí)，電極b周圍發(fā)生的電極反應(yīng)有3H2O6e=O36H和2H2O4e=O24HD電解時(shí)，H由電極a經(jīng)聚合固體電解質(zhì)膜流向電極b答案D解析高壓放電法與閃電條件下氧氣部分轉(zhuǎn)化為臭氧類似，其反應(yīng)的原理為3O22O3，因空氣中還含有氮?dú)?，放電條件下，氮?dú)庖材芘c氧氣反應(yīng)，故有氮氧化物生成，A、B兩項(xiàng)均正確；觀察上圖電解法制臭氧，可發(fā)現(xiàn)有氫氣放出，必由水還原生成，發(fā)生還原反應(yīng)，故a為陰極，同理，由水生成氧氣和臭氧，發(fā)生氧化反應(yīng)，C項(xiàng)

5、正確；因b為陽極，電解質(zhì)中的陽離子移向陰極，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。2把兩支惰性電極插入500 mL AgNO3溶液中，通電電解。當(dāng)電解液的pH從6.0變?yōu)?.0時(shí)(設(shè)電解時(shí)陰極沒有氫氣析出，且電解液在電解前后體積變化可以忽略)，電極上應(yīng)析出銀的質(zhì)量是()A27 mg B54 mgC108 mg D216 mg答案B解析由得失電子守恒知，eOHHAg，所以n(Ag)n(H)。AgNO3溶液電解后產(chǎn)生酸，產(chǎn)生的H的物質(zhì)的量可由pH差來計(jì)算：pH從6.0變?yōu)?.0，即c(H)103 mol·L1，所以n(Ag)n(H)103 mol·L1×0.5 L5×104 mol，

6、m(Ag)n(Ag)×M5×104 mol×108 g·mol10.054 g54 mg。3在100 mL H2SO4和CuSO4的混合液中，用石墨作電極進(jìn)行電解，兩極上均收集到2.24 L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，則原混合液中Cu2的物質(zhì)的量濃度為()A1 mol·L1 B2 mol·L1C3 mol·L1 D4 mol·L1答案A解析分析電解H2SO4、CuSO4的混合液時(shí)陰、陽兩極的電極反應(yīng)可知，兩極產(chǎn)生的氣體為H2、O2各0.1 mol，O2是由OH失去0.4 mol電子而生成，H2是由H得到0.2 mol電子而

7、生成。由得失電子守恒知，還有0.2 mol電子是Cu2得到的，故Cu2的物質(zhì)的量是0.1 mol，則Cu2的物質(zhì)的量濃度為1 mol·L1。一、電解原理的應(yīng)用1工業(yè)電解飽和食鹽水制取燒堿工業(yè)電解飽和食鹽水制備燒堿時(shí)必須阻止OH移向陽極，以使NaOH在陰極溶液中富集，常用陽離子交換膜將兩溶液分開，使陽離子能透過陽離子交換膜，而陰離子不能通過。如：氯堿工業(yè)中電解飽和食鹽水的原理如圖所示，溶液A的溶質(zhì)是NaOH。2銅的電解精煉與電鍍銅對(duì)比電解精煉銅電鍍銅電極材料陰極純銅鍍件陽極粗銅純銅電極反應(yīng)式陽極 Cu2e=Cu2等Cu2e=Cu2陰極Cu22e=CuCu22e=Cu電解質(zhì)溶液濃度的變化

8、 Cu2減少，粗銅中比銅活潑的金屬陽離子進(jìn)入電解質(zhì)溶液成分及濃度均不變例1利用電解法可將含有Fe、Zn、Ag、Pt等雜質(zhì)的粗銅提純，下列敘述正確的是()A電解時(shí)以精銅作陽極B電解時(shí)陰極發(fā)生氧化反應(yīng)C粗銅連接電源負(fù)極，其電極反應(yīng)是Cu2e=Cu2D電解后，電解槽底部會(huì)形成含少量Ag、Pt等金屬的陽極泥解析電解精煉銅時(shí)，粗銅應(yīng)作陽極，精銅作陰極，故A錯(cuò)；陽極與電源的正極相連發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極與電源的負(fù)極相連發(fā)生還原反應(yīng)，故B錯(cuò)；粗銅連接電源的正極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故C錯(cuò)；金屬的活動(dòng)性順序?yàn)閆nFeCuAgPt，因此Ag、Pt不會(huì)放電，以單質(zhì)形式沉積下來，故D對(duì)。答案D反思感悟金屬電解精煉時(shí)，溶液中增

9、加較活潑的金屬陽離子，被提純金屬陽離子的濃度減少。變式訓(xùn)練1某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種電解法制取Fe(OH)2的實(shí)驗(yàn)裝置(如右圖)。通電后，B極上有大量氣泡產(chǎn)生，溶液中產(chǎn)生大量的Fe(OH)2白色沉淀，且較長(zhǎng)時(shí)間不變色。A極電極材料是_(填化學(xué)式)，B電極上的電極反應(yīng)式為_。答案Fe2H2e=H2解析電解法制備Fe(OH)2時(shí)，采用金屬Fe作陽極，其電極反應(yīng)為Fe2e=Fe2；陰極材料可以是鐵也可以是其他材料，其電極反應(yīng)為2H2e=H2，陰極生成堿與Fe2結(jié)合成 Fe(OH)2沉淀。二、有關(guān)電解計(jì)算的三種常用方法例2用鉑電極電解50 mL CuCl2與CuSO4的混合溶液(濃度均為2 mol·

10、L1)，當(dāng)陰極析出9.6 g固體時(shí)，陽極產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣_L。解析陰極電極反應(yīng)為Cu22e=Cu,9.6 g Cu的物質(zhì)的量為0.15 mol，得電子0.3 mol，陽極電極反應(yīng)為2Cl2e=Cl2，4OH4e=2H2OO2，生成Cl2為0.05 L×2 mol·L10.1 mol，Cl最多能失去電子0.05 L×2 mol·L1×20.2 mol。根據(jù)電子守恒知必有氧氣生成，所以4n(O2)2n(Cl2)0.3 mol，n(O2)0.025 mol，則產(chǎn)生氧氣標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.025 mol×22.4 L·mol10

11、.56 L。答案0.56歸納總結(jié)電解計(jì)算的三種常用方法(1)根據(jù)電子守恒法計(jì)算：用于串聯(lián)電路中各電極產(chǎn)物的計(jì)算，其依據(jù)是電路上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。(2)根據(jù)總反應(yīng)方程式計(jì)算：先寫電極反應(yīng)式，再寫總反應(yīng)方程式，最后根據(jù)總反應(yīng)方程式計(jì)算。(3)根據(jù)關(guān)系式計(jì)算：根據(jù)電子得失相等找到已知量與未知量之間的橋梁，得出計(jì)算所需的關(guān)系式。關(guān)鍵提醒(1)電解過程中產(chǎn)生的H或OH，其物質(zhì)的量等于轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量。(2)進(jìn)行電解計(jì)算時(shí)，要注意電極放電順序，確定不同階段的電極反應(yīng)。變式訓(xùn)練2將兩支惰性電極插入CuSO4溶液中，通電電解。(1)當(dāng)有1.0×103 mol的OH放電時(shí)，溶液顯淺藍(lán)色，則在陰極上析

12、出銅的質(zhì)量是_。(2)若溶液的體積為1 L，忽略溶液體積變化，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下放出5.6 mL O2時(shí)，溶液的pH是_。答案(1)0.032 g(2)3解析(1)用惰性電極電解CuSO4溶液時(shí)，電極反應(yīng)式為陰極：2Cu24e=2Cu，陽極：4OH4e=O22H2O。當(dāng)有1.0×103 mol的OH放電時(shí)，生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的O2為5.6 mL，此時(shí)轉(zhuǎn)移電子為1.0×103 mol，則在陰極上析出Cu：0.032 g。(2)陽極：4OH4e=2H2OO24 mol 1 moln n1.0×103 mol，消耗1.0×103 mol OH，生成1.0×10

13、3 mol H則c(H)1.0×103 mol·L1pHlgc(H)lg(1.0×103)3。1下列描述中，不符合生產(chǎn)實(shí)際的是()A電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁，用鐵作陽極B電解法精煉粗銅，用純銅作陰極C電解飽和食鹽水制燒堿，用涂鎳碳鋼網(wǎng)作陰極D在鍍件上電鍍鋅，用鋅作陽極答案A解析電解池的陽極發(fā)生失電子氧化反應(yīng)、陰極發(fā)生得電子還原反應(yīng)。電解熔融的Al2O3制Al時(shí)，若用Fe作陽極，會(huì)發(fā)生反應(yīng)Fe2e=Fe2，F(xiàn)e2移動(dòng)到陰極上發(fā)生反應(yīng)Fe22e=Fe，使得到的Al不純。2關(guān)于電解氯化鈉水溶液(鐵作陰極、石墨作陽極)，下列敘述正確的是()A若在陰極附近的溶液中滴入酚酞

14、溶液，溶液呈無色B若在陽極附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕黃色C電解時(shí)在陽極得到氯氣，在陰極得到金屬鈉D電解一段時(shí)間后，將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中，充分?jǐn)嚢韬笕芤撼手行源鸢窧解析電解食鹽水時(shí)發(fā)生的反應(yīng)：陽極：2Cl2e=Cl2陰極：2H2e=H2總反應(yīng)：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2對(duì)照分析選項(xiàng)，C錯(cuò)誤；陽極附近的溶液中會(huì)溶有少量的Cl2，滴加KI溶液后發(fā)生反應(yīng)：Cl22I=I22Cl，溶液呈棕黃色，B正確；陰極附近產(chǎn)生大量的OH，滴加酚酞后會(huì)變紅，A錯(cuò)誤；電解后生成NaOH，溶液呈堿性，D錯(cuò)誤。3在鐵制品上鍍一層一定厚度的鋅層，以下方案設(shè)計(jì)正確的是()A鋅作陽極，鍍件作陰極，溶液中含

15、有鋅離子B鉑作陰極，鍍件作陽極，溶液中含有鋅離子C鐵作陽極，鍍件作陰極，溶液中含有亞鐵離子D鋅作陰極，鍍件作陽極，溶液中含有亞鐵離子答案A解析本題考查的是電鍍的原理。電鍍?cè)硎清儗咏饘僮麝枠O，鍍件作陰極，含有鍍層金屬陽離子的電解質(zhì)溶液作電鍍液。4三氧化二鎳(Ni2O3)可用于制造高能電池，其電解法制備過程如下：用NaOH調(diào)NiCl2溶液pH至7.5，加入適量硫酸鈉后進(jìn)行電解。電解過程中產(chǎn)生的Cl2在弱堿性條件下生成ClO，把二價(jià)鎳氧化為三價(jià)鎳。以下說法不正確的是()A可用鐵作陽極材料B電解過程中陰極附近溶液的pH升高C陽極反應(yīng)方程式為2Cl2e=Cl2D1 mol二價(jià)鎳全部轉(zhuǎn)化為三價(jià)鎳時(shí)，外電

16、路中通過了1 mol 電子答案A解析由題意知電極反應(yīng)，陽極：2Cl2e=Cl2，陰極：2H2e=H2，陰極溶液呈堿性，pH升高，故A錯(cuò)誤，B正確；由Ni2Ni3，失去1 mol e，外電路中轉(zhuǎn)移1 mol e，即Cl失去1 mol e，H得到1 mol e。5以惰性電極電解CuSO4溶液，若陽極上產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量為0.010 0 mol，則陰極上析出銅的質(zhì)量為()A0.64 g B1.28 g C2.56 g D5.12 g答案B解析2CuSO42H2O2CuO2 2H2SO4 0.020 0 mol 0.010 0 molm(Cu)0.020 0 mol×64 g·mo

17、l11.28 g。 基礎(chǔ)過關(guān)一、電解飽和食鹽水1某學(xué)生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液。通電時(shí)，為使Cl2被完全吸收，制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液，設(shè)計(jì)了如圖的裝置，則對(duì)電源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是()Aa為正極，b為負(fù)極；NaClO和NaClBa為負(fù)極，b為正極；NaClO和NaClCa為陽極，b為陰極；HClO和NaClDa為陰極，b為陽極；HClO和NaCl答案B解析有關(guān)反應(yīng)有2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，Cl22NaOH=NaClNaClOH2O，因陽極生成Cl2，陰極生成NaOH，為使二者充分作用，Cl2應(yīng)在下端產(chǎn)生，從而推知電源

18、b為正極，a為負(fù)極，消毒液的主要成分是NaCl、NaClO。2某溶液中含有溶質(zhì)NaCl和H2SO4，它們的物質(zhì)的量之比為31。用石墨作電極電解溶液時(shí)，根據(jù)電極產(chǎn)物，可明顯分為三個(gè)階段。下列敘述不正確的是()A陰極只析出H2B陽極先析出Cl2，后析出O2C電解最后階段為電解水D溶液pH不斷增大，最后為7答案D解析電解質(zhì)溶液中，n(Na)n(Cl)n(SO)331，開始電解產(chǎn)生H2和Cl2，之后相當(dāng)于電解NaCl，生成OH，最后相當(dāng)于電解水，因而pH>7，陰極只生成H2。三個(gè)階段分別為電解HCl、NaCl、H2O。二、電鍍3觀察下列幾個(gè)裝置示意圖，有關(guān)敘述正確的是()A裝置工業(yè)上可用于生產(chǎn)金

19、屬鈉，電解過程中石墨電極產(chǎn)生金屬，此法也可用于生產(chǎn)活潑金屬鎂、鋁等B裝置中隨著電解的進(jìn)行左邊電極會(huì)產(chǎn)生紅色的銅，并且電流表示數(shù)不斷變小C裝置中的離子交換膜允許陽離子、陰離子和小分子水通過D裝置的待鍍鐵制品應(yīng)與電源正極相連答案B4欲在金屬表面鍍銀，應(yīng)把鍍件掛在電鍍池的陰極。下列各組中，選用的陽極金屬和電鍍液均正確的是()AAg和AgCl溶液 BAg和AgNO3溶液CPt和Ag2CO3溶液 DPt和Ag2SO4溶液答案B解析電鍍槽中，要求鍍件作陰極，可用鍍層金屬作陽極，利用其陽極溶解提供鍍層金屬，也可用惰性電極材料作陽極，鍍層金屬則由電鍍液提供；電鍍液通常采用含有鍍層金屬離子的鹽溶液，由于A、C、

20、D中AgCl、Ag2CO3和Ag2SO4均為沉淀，只有B項(xiàng)符合要求。三、電解冶煉金屬5在冶金工業(yè)中，常用電解法得到鈉、鎂、鋁等金屬，其原因是()A都是輕金屬 B都是活潑金屬C成本低廉 D化合物熔點(diǎn)較低答案B解析金屬冶煉方法選取的主要依據(jù)是金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱，不活潑的金屬可以用熱分解法制備，如加熱氧化汞；比較活潑的金屬用熱還原法制備，如用焦炭煉鐵；活潑的金屬離子很難被其他還原劑還原，只能用電解方法制備。由于鈉、鎂、鋁是活潑金屬，所以只能用電解法。6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)上常使用電解精煉法將粗銅提純。在電解精煉時(shí)()A粗銅接電源負(fù)極B純

21、銅作陽極C雜質(zhì)都將以單質(zhì)形式沉積到池底D純銅片增重2.56 g，電路中通過電子為0.08 mol答案D解析電解精煉銅時(shí)，用粗銅作陽極，用純銅作陰極，A、B不正確；鋅比銅活潑，失電子變成鋅離子進(jìn)入溶液中，金、銀則以單質(zhì)形式沉積到池底，C不正確；n(e)×20.08 mol，D正確。四、電解的有關(guān)計(jì)算7用惰性電極電解飽和食鹽水，當(dāng)電源提供給0.2 mol電子時(shí)停止通電。若此時(shí)溶液體積為2 L，則所得電解液的pH是()A1 B8 C13 D14答案C解析電解食鹽水時(shí)供給0.2 mol電子，則消耗的H為0.2 mol，同時(shí)產(chǎn)生OH 0.2 mol，已知溶液的體積為2 L，則pH13。8在水中

22、加等物質(zhì)的量的Ag、Ba2、Na、SO、NO、Cl，將所得溶液放在用惰性電極作電極的電解槽中，通電片刻，則氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量比為()A35.5108 B16207C81 D10835.5答案C解析溶液中的六種離子，有四種發(fā)生反應(yīng)生成沉淀：AgCl=AgCl、Ba2SO=BaSO4，最后溶液就成了NaNO3溶液；而電解NaNO3溶液，實(shí)質(zhì)就是電解水，電解方程式為2H2O2H2O2。氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的質(zhì)量之比為m(O2)m(H2)(1 mol×32 g·mol1)(2 mol×2 g·mol1)81，則C項(xiàng)正確。9將含0.4 mol CuSO4和0.

23、4 mol NaCl的水溶液 1 L，用惰性電極電解一段時(shí)間后，在一個(gè)電極上得到 0.3 mol 銅，求在另一個(gè)電極上析出的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是()A5.6 L B6.72 LC13.44 L D11.2 L答案A解析陰極：0.3 mol Cu2得到0.6 mol電子陽極：失去的電子數(shù)也應(yīng)為0.6 mol2Cl2e=Cl204 mol 0.4 mol 0.2 mol4OH4e=2H2OO2 0.2 mol 0.05 mol得到Cl2和O2共0.25 mol，標(biāo)況下的體積為5.6 L。10常溫下用石墨作電極，電解100 mL 0.1 mol·L1的Cu(NO3)2溶液和0.1 mo

24、l·L1的AgNO3溶液組成的混合溶液，當(dāng)某一電極上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為1.12 L時(shí)，假設(shè)溶液體積不變，下列說法正確的是()A陰極增重1.4 g B所得溶液pH<1C陰極增重0.64 g D所得溶液pH>1答案B解析陰極可以放電的金屬離子依次為0.01 mol Ag、0.01 mol Cu2，陽極可以放電的陰離子只有OH。當(dāng)陽極生成1.12 L O2時(shí)，電路中通過電子：n(e)0.05 mol×40.2 mol，此時(shí)Ag、Cu2已全部析出，質(zhì)量：0.01 mol×108 g·mol10.01 mol×64 g·m

25、ol11.72 g。因?yàn)楫?dāng)Ag、Cu2全部析出以后，相當(dāng)于電解水，H不再增加，所以生成的H所帶電荷與0.01 mol Ag、0.01 mol Cu2所帶電荷相等。則溶液中生成的H濃度為c(H)0.3 mol·L1，pH<1。當(dāng)陰極生成 1.12 L H2時(shí)，表明Ag、Cu2已經(jīng)放電完全。陰極增重、溶液pH與以上相等。能力提升11右圖是電解氯化鈉溶液(含酚酞)的裝置。有毒氣體收集的裝置省略沒有畫出，兩電極均是惰性電極。(1)a電極的名稱是_。(2)電解過程中觀察到的現(xiàn)象是_。(3)鑒定N出口的氣體最簡(jiǎn)單的方法是_。(4)電解的總反應(yīng)離子方程式為_。(5)若將b電極換成鐵電極，寫出

26、在電解過程中U形管底部出現(xiàn)的現(xiàn)象：_。答案(1)陰極(2)兩極均有氣泡產(chǎn)生；a極區(qū)溶液變成紅色；b極液面上氣體為黃綠色；b極區(qū)溶液變?yōu)闇\黃綠色(3)用濕潤(rùn)的淀粉­KI試紙檢驗(yàn)，變藍(lán)則是Cl2(4)2Cl2H2OCl2H22OH(5)底部有白色沉淀產(chǎn)生，很快變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色解析根據(jù)電子的流向，可以判斷a極的名稱，a極連接的是直流電源電子流出的一極，為負(fù)極。因此，a極是電解池的陰極，b極為陽極，產(chǎn)物為Cl2，檢驗(yàn)Cl2的物質(zhì)是濕潤(rùn)的淀粉­KI試紙。當(dāng)將b極改為鐵電極時(shí)，鐵失去電子變成陽離子進(jìn)入溶液，與陰極放出H2后剩余的OH結(jié)合，首先生成Fe(OH)2沉淀，然后轉(zhuǎn)化為

27、Fe(OH)3沉淀。12鋁和氫氧化鉀都是重要的工業(yè)產(chǎn)品。請(qǐng)回答：(1)工業(yè)冶煉鋁的化學(xué)方程式是_。(2)鋁與氫氧化鉀溶液反應(yīng)的離子方程式是_。(3)工業(yè)級(jí)氫氧化鉀的溶液中含有某些含氧酸根雜質(zhì)，可用離子交換膜法電解提純。電解槽內(nèi)裝有陽離子交換膜(只允許陽離子通過)，其工作原理如圖所示。該電解槽的陽極反應(yīng)式是_。通電開始后，陰極附近溶液pH會(huì)增大，請(qǐng)簡(jiǎn)述原因：_。除去雜質(zhì)后的氫氧化鉀溶液從液體出口_(填“A”或“B”)導(dǎo)出。答案(1)2Al2O3(熔融)4Al3O2(2)2Al2OH2H2O=2AlO3H2(3)4OH4e=2H2OO2H放電，促進(jìn)水的電離，OH濃度增大B解析(1)、(2)問主要考

28、查教材的基礎(chǔ)知識(shí)，應(yīng)該屬于易得分的題目，(3)中根據(jù)電解原理，陽極應(yīng)是OH失電子，所以電極反應(yīng)式為4OH4e=2H2OO2，而陰極為H放電，促進(jìn)水的電離，使OH濃度增大，所以pH增大，根據(jù)陽離子交換膜的特點(diǎn)，K可從陽極區(qū)進(jìn)入陰極區(qū)和OH組成KOH，從而可在陰極區(qū)得到純的KOH溶液，故液體應(yīng)從B口導(dǎo)出。13電解原理在化學(xué)工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。某電解池裝置如右圖所示，其中a為電解液，X和Y均為惰性電極，則：(1)若a為CuSO4溶液，則電解時(shí)的化學(xué)反應(yīng)方程式為_。(2)若電解含有0.04 mol CuSO4和0.04 mol NaCl 的混合溶液400 mL，當(dāng)陽極產(chǎn)生 672 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣

29、體時(shí)，溶液的pH_(假設(shè)電解后溶液體積不變)。答案(1)2CuSO42H2O2CuO22H2SO4(2)1解析(1)用惰性電極電解CuSO4溶液時(shí)，陽極OH放電，陰極Cu2放電，故電解時(shí)既電解溶質(zhì)又電解溶劑，由此可得電解反應(yīng)式。(2)電解混合溶液時(shí)，陽極上Cl先放電，2Cl2e=Cl2，0.04 mol Cl只能生成0.02 mol Cl2，即448 mL，轉(zhuǎn)移0.04 mol電子，現(xiàn)共生成672 mL氣體，說明還有224 mL氣體來自于水的電解，根據(jù)反應(yīng)4OH4e=2H2OO2可知又轉(zhuǎn)移0.04 mol電子，故電解過程中陰極共轉(zhuǎn)移0.08 mol電子。陰極上Cu2先放電，電極反應(yīng)式為Cu22

30、e=Cu，現(xiàn)有0.04 mol Cu2，恰好完全電解，由此可得整個(gè)電解過程中消耗了0.04 mol OH，根據(jù)水的電離可知溶液中H的物質(zhì)的量為0.04 mol，則c(H)0.1 mol·L1，pH1。14下圖中電極a、b分別為Ag電極和Pt電極，電極c、d都是石墨電極。通電一段時(shí)間后，在c、d兩極上共收集到 336 mL (標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))氣體?；卮穑?1)直流電源中，M為_極。(2)Pt電極上生成的物質(zhì)是_，其質(zhì)量為_g。(3)電源輸出電子的物質(zhì)的量與電極b、c、d分別生成的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為2_。(4)AgNO3溶液的濃度_(填“增大”、“減小”或“不變”，下同)，AgNO3溶液的pH_，硫酸的濃度_，硫酸的pH_。答案(1)正(2)Ag2.16(3)21(4)不變不變?cè)龃鬁p小解析(1)電解5.00%的稀硫酸，實(shí)際上是電解其中的水。因此在該電解池中發(fā)生反應(yīng)：2H2O2H2O2，V(H2)V(O2)21。據(jù)此可確定d極為