電解池與電解原理應(yīng)用,金屬腐蝕 文檔

1、專題1-2 電解池與電解原理應(yīng)用，金屬腐蝕1.電解池的構(gòu)成條件。 2.電極的名稱及判斷。 3.離子爭先放電的情況。 4.微粒的移動(dòng)情況。【跟蹤練習(xí)】1.如圖所示，E為浸過含酚酞的Na2SO4溶液的濾紙。A、B分別為鉑片，壓在濾紙兩端，R、S為電池的電極。M、N是用多微孔的Ni制成的電極，在堿溶液中可視為惰性電極。G為電流計(jì)，K為開關(guān)。C、D和電解池中都充滿濃KOH溶液。若在濾紙中央滴一滴紫色的KMnO4溶液，將開關(guān)K打開，接通電源一段時(shí)間后，C、D中有氣體產(chǎn)生。請(qǐng)回答下列問題：(1)R為_(填“正”或“負(fù)”)極。(2)A附近溶液的現(xiàn)象是_， B附近發(fā)生的電極反應(yīng)式為_。(3)濾紙上的紫色點(diǎn)向_

2、(填“A”或“B”)方移動(dòng)。2.如圖，a、b是石墨電極，通電一段時(shí)間后，b極附近溶液顯紅色。則： X極是 (填“正”或“負(fù)”)極;b極是 (填“陽”或“陰”)極;3.如圖所示，裝置中電極的電極名稱并寫出各極的電極反應(yīng)式。4.如圖所示是處理低濃度SO2廢氣的方法之一（1）Na2SO3溶液吸收SO2的化學(xué)方程式是 。（2）通過電解法可分離NaHSO3與Na2SO3混合物，實(shí)現(xiàn)Na2SO3的循環(huán)利用，示意圖如下：回答下列問題：寫出陰陽兩極的電極反應(yīng)式陽極： ； 陰極： 。b室由 轉(zhuǎn)化為 ；（填“NaHSO3”或“Na2SO3”，下同）。原因 。c室由 轉(zhuǎn)化為 ；（填“NaHSO3”或“Na2SO3”

3、，下同）。原因 。5.按下列要求寫出電極反應(yīng)式（1）工業(yè)上用電解法制備K2FeO4。以鐵為陽極電解氫氧化鈉溶液，然后在陽極溶液中加入KOH。電解時(shí)陽極發(fā)生反應(yīng)生成FeO42-，該電極反應(yīng)方程式為 。（2）工業(yè)上利用離子交換膜法通過電解制備碘酸鉀，電極為惰性電極，氫氧化鉀和碘化鉀混合液為電解質(zhì)溶液。電解時(shí)，陽極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為 。陰極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為 。（3）用惰性電極通過電解ZnSO4和MnSO4混合溶液制備MnO2、Zn。寫出電解過程中陽極的電極反應(yīng)式 。（4）用惰性電極通過電解NaClO3水溶液的方法也可以制備NaClO4，進(jìn)而可以制備HClO4，寫出電解過程中陽極的電極反

4、應(yīng)式為 ?！竟餐?，提升知識(shí)】 一、電解池及電解原理 1.惰性陽極陰離子放電順序2陰極陽離子放電順序惰性陽極電解類型【跟蹤練習(xí)】6.用惰性電極電解下列各組中的三種電解質(zhì)溶液，在電解的過程中，溶液的pH依次為升高、不變、降低的是() AAgNO3CuCl2 Cu(NO3)2 BKCl Na2SO4 CuSO4 CCaCl2 KOH NaNO3 DHCl HNO3 K2SO47.以石墨為電極分別電解水和飽和食鹽水，關(guān)于兩個(gè)電解池反應(yīng)的說法正確的是() A陽極反應(yīng)式相同 B電解結(jié)束后所得液體的pH相同 C陰極反應(yīng)式相同 D通過相同電量時(shí)生成的氣體總體積相等(同溫同壓)8.四個(gè)電解裝置都以Pt作電極

5、，它們分別裝著如下電解質(zhì)溶液進(jìn)行電解，電解一段時(shí)間后，測定其pH變化，所記錄的結(jié)果正確的是()選項(xiàng)ABCD電解質(zhì)溶液HClAgNO3KOHBaCl2pH變化減小增大增大不變9.某興趣小組的同學(xué)用下圖所示裝置研究有關(guān)電化學(xué)的問題(甲、乙、丙三池中溶質(zhì)足量)，當(dāng)閉合該裝置的電鍵K時(shí)，觀察到電流計(jì)的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。請(qǐng)回答下列問題：(1)甲池為_(填“原電池”“電解池”或“電鍍池”)，A電極的電極反應(yīng)式為 。(2)丙池中F電極為_(填“正極”“負(fù)極”“陰極”或“陽極”)，該池的總反應(yīng)方程式為_。(3)當(dāng)乙池中C極質(zhì)量減輕10.8 g時(shí)，甲池中B電極理論上消耗O2的體積為_ mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。(4)一段

6、時(shí)間后，斷開電鍵K，下列物質(zhì)能使丙池恢復(fù)到反應(yīng)前濃度的是_(填選項(xiàng)字母)。ACu BCuO CCu(OH)2 DCu2(OH)2CO3【共同整合，提升知識(shí)】 二.電解規(guī)律【問題情境3】 1.如何用電解方法制備家用漂白液？ 2.粗銅如何精煉？其的裝置圖及反應(yīng)原理。 3.如何在鐵片的表面鍍上銅？其的裝置圖及反應(yīng)原理。 4.如何冶煉金屬鈉、鈣、鋁、鎂？【跟蹤練習(xí)】10.下列有關(guān)電化學(xué)裝置的說法正確的是() A利用圖a裝置處理銀器表面的黑斑Ag2S，銀器表面發(fā)生的反應(yīng)為Ag2S2e=2AgS2 B圖b電解一段時(shí)間，銅電極溶解，石墨電極上有亮紅色物質(zhì)析出 C圖c中的X極若為負(fù)極，則該裝置可實(shí)現(xiàn)粗銅的精煉

7、 D圖d中若M是海水，該裝置是通過“犧牲陽極的陰極保護(hù)法”使鐵不被腐蝕11.電解硫酸鈉溶液聯(lián)合生產(chǎn)硫酸和燒堿溶液的裝置如圖所示，其中陰極和陽極均為惰性電極。測得同溫同壓下，氣體甲與氣體乙的體積比約為12，以下說法正確的是() Aa極與電源的負(fù)極相連 B產(chǎn)物丙為硫酸溶液 C離子交換膜d為陰離子交換膜Da電極反應(yīng)式：2H2O2e=H22OH12.用圖2所示裝置進(jìn)行第二組實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程中，兩極均有氣體產(chǎn)生，Y極區(qū)溶液逐漸變成紫紅色；停止實(shí)驗(yàn)，鐵電極明顯變細(xì)，電解液仍然澄清。查閱資料發(fā)現(xiàn)，高鐵酸根（FeO42-）在溶液中呈紫紅色。圖2（1）電解過程中，X極區(qū)溶液的pH （填“增大” 、“減小”或“不變

8、”）。（2）電解過程中，Y極發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe - 6e- + 8OH- = FeO42- + 4H2O 和 。（3）若在X極收集到672 mL氣體，在Y極收集到168 mL氣體（均已折算為標(biāo)準(zhǔn) 狀況時(shí)氣體體積），則Y電極（鐵電極）質(zhì)量減少 g。（4）在堿性鋅電池中，用高鐵酸鉀作為正極材料，電池反應(yīng)為：2K2FeO4 + 3Zn = Fe2O3 +ZnO +2K2ZnO2 該電池正極發(fā)生的反應(yīng)的電極反應(yīng)式為 。13.實(shí)驗(yàn)室利用如右圖模擬處理含Cr2O72-的廢水，陽極反應(yīng)是Fe-2e-=Fe2+，陰極反應(yīng)式是2H+2e-=H2。Fe2+與酸性溶液中的Cr2O72-反應(yīng)的離子方程式是 ，上述反

9、應(yīng)得到的金屬陽離子在陰極區(qū)可沉淀完全， 從其對(duì)水的電離平衡角度解釋其原因 。若溶液中含有0.01mol Cr2O72-，則陽離子全部生成沉淀的物質(zhì)的量是_mol。 （填“能”或“不能”）改用石墨電極，原因是 。14.利用如圖裝置電解制備LiOH,兩電極區(qū)電解液分別為LiOH和LiCl溶液。B極區(qū)電解液為溶液(填化學(xué)式),陽極電極反應(yīng)式為 ；電解過程中Li+向(填“A”或“B”)電極遷移。15.離子液體是一種室溫熔融鹽，為非水體系，由有機(jī)陽離子、Al2Cl7和AlCl4組成的離子液體作電解液時(shí)，可在鋼制品上電鍍鋁。鋼制品應(yīng)接電源的 極，已知電鍍過程中不產(chǎn)生其他離子且有機(jī)陽離子不參與電極反應(yīng)，陰極

10、電極反應(yīng)式為 。16.化學(xué)在環(huán)境保護(hù)中起著十分重要的作用,催化反硝化法和電化學(xué)降解法可用于治理水中硝酸鹽的污染。電化學(xué)降解N的原理如題圖所示。電源正極為 (填“A”或“B”),陰極反應(yīng)式為。若電解過程中轉(zhuǎn)移了2 mol電子,則膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差(m左-m右)為g?！竟餐?，提升知識(shí)】三、電解原理的應(yīng)用 1.電解飽和食鹽水 2電解精煉銅 3電鍍銅 4電冶金1、在25時(shí)，將兩個(gè)惰性電極插入一定質(zhì)量的硫酸鈉飽和溶液中進(jìn)行電解，通電一段時(shí)間后，陰極上析出a mol氣體，同時(shí)有W g Na2SO410H2O晶體析出。若溫度不變，剩余溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 A B C. D2、某混合溶液中含有兩種

11、溶質(zhì)NaCl和H2SO4，且n(NaCl): n(H2SO4)=3:1。若以石墨電極電解該混合液時(shí)，根據(jù)電極產(chǎn)物，可明顯分為三個(gè)階段，下列敘述中不正確的是 A陰極自始至終只析出H2 B陽極先析出Cl2，后析出O2C電解最后階段為電解水 D電解液的pH不斷增大，最終等于3、將0.2molAgNO3、0.4molCu(NO3)2、0.6molKCl溶于水，配成100ml溶液，用惰性電極電解一段時(shí)間后，若在一極析出0.3molCu，此時(shí)在另一極產(chǎn)生的氣體體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）為 A、4.48L B、5.6L C、6.72L D、7.84L4、采用惰性電極從NO3- SO42- H+ Cu2+ Ba2+ A

12、g+ Cl-等離子中，選擇適當(dāng)?shù)碾x子組合電解質(zhì)，對(duì)其溶液進(jìn)行電解： 兩極分別放出H2和O2時(shí)，電解質(zhì)的化學(xué)式可能是： 若陰極析出金屬，陽極放出氧氣時(shí)，電解質(zhì)的化學(xué)式可能是： 兩極分別放出氣體，且體積比為1：1時(shí)，電解質(zhì)的化學(xué)式可能是： 陰、陽兩極生成的物質(zhì)與電路中通過的電子的物質(zhì)的量之比為4：1：4時(shí)，電解質(zhì)的化學(xué)式可能是： ；電解反應(yīng)的離子方程式是： 9電解尿素CO(NH2)2的堿性溶液制氫氣的裝置如圖所示(電解池中隔膜僅阻止氣體通過，a、b極均為惰性電極)。下列說法正確的是()A電解時(shí)，b極發(fā)生氧化反應(yīng)B溶液中OH逐漸向b極移動(dòng)C電解時(shí)a極的電極反應(yīng)式為CO(NH2)28OH6e=CON2

13、6H2OD若在b極產(chǎn)生標(biāo)況下224 mL H2，則消耗尿素2 g1. 近年來，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，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)說法正確的是a電源bAB A電解時(shí)，石墨作陰極，不銹鋼作陽極 B電解時(shí)，陽極反應(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2. 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，溶液中產(chǎn)生白色沉淀，且較長時(shí)間不變色。下列說法中正確的

14、是 A電源中“a”為負(fù)極，“b”為正極 B. 電解池中的電解液不可以是NaCl溶液CB電極發(fā)生的反應(yīng)：2H2O+2e-=H2+2OH- DA.B兩端都必須使用鐵作電極3. 以Fe為陽極，Pt為陰極，對(duì)足量的 Na2SO4 溶液進(jìn)行電解，一段時(shí)間后得到4 mol Fe(OH)3沉淀，此間共消耗水的物質(zhì)的量為 A6mol B8mol C10mol D12mol4、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（ ） A、a為正極，b為負(fù)極；NaClO和

15、NaClB、a為負(fù)極，b為正極；NaClO和NaClC、a為陽極，b為陰極；HClO和NaClD、a為陰極，b為陽極；HClO和NaCl5該小組同學(xué)模擬工業(yè)上用離子交換膜法制燒堿的方法，那么可以設(shè)想用如圖裝置電解硫酸鉀溶液來制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鉀。該電解槽的陽極反應(yīng)式為_。此時(shí)通過陰離子交換膜的離子數(shù)_(填“大于”、“小于”或“等于”)通過陽離子交換膜的離子數(shù)。通電開始后，陰極附近溶液pH會(huì)增大，請(qǐng)簡述原因_。若將制得的氫氣、氧氣和氫氧化鉀溶液組合為氫氧燃料電池，則電池正極的電極反應(yīng)式為_三、金屬的腐蝕與防護(hù)1化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕。化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕定義金屬跟接觸到的物質(zhì)(如O2、Cl

16、2、SO2等)_發(fā)生_反應(yīng)而引起的腐蝕不純金屬與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，發(fā)生_反應(yīng)，_的金屬失電子而被氧化本質(zhì)_電流產(chǎn)生_電流產(chǎn)生現(xiàn)象金屬被_(氧化)_金屬被腐蝕(氧化)實(shí)例金屬與Cl2、O2等物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)鋼鐵在潮濕的空氣中生銹實(shí)質(zhì)與聯(lián)系實(shí)質(zhì)都是金屬原子_電子被_而損耗；化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕往往同時(shí)發(fā)生，但電化學(xué)腐蝕更普遍、危害性更大、腐蝕速率更快2.鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕。析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜酸性較_水膜酸性_或_正極反應(yīng)_負(fù)極反應(yīng)_2圖中燒杯中盛的是天然水，鐵腐蝕的速率由快到慢的順序是()AB C D強(qiáng)化練習(xí)1.肼(N2H4)暴露在空氣中容易爆炸，但利用其作燃料電池是一種O2理想的

17、電池，具有容量大、能量轉(zhuǎn)化效率高、產(chǎn)物無污染等特點(diǎn)，其工作原理如圖所示，下列敘述正確的是A電池工作時(shí),正極附近的pH降低B當(dāng)消耗1molO2時(shí)，有2mol Na+由甲槽向乙槽遷移C負(fù)極反應(yīng)為4OH+N2H4 4e = N2+4H2OD若去掉離子交換膜電池也能正常工作2.有人設(shè)想以N2和H2為反應(yīng)物，以溶有A的稀鹽酸為電解質(zhì)溶液，制造出新型燃料電池，裝置如圖所示，下列有關(guān)說法正確的是A通入N2的一極為負(fù)極B通入H2的電極反應(yīng)為：H2+2e=2H+C物質(zhì)A是NH4ClD反應(yīng)過程中左邊區(qū)域溶液pH逐漸減小3.混合動(dòng)力汽車（HEV）中使用了鎳氫電池，其工作原理如圖所示： 其中M為儲(chǔ)氫合金，MH為吸附了

18、氫原子的儲(chǔ)氫合金，KOH溶液作電解液。關(guān)于鎳氫電池，下列說法不正確的是A充電時(shí)，陰極附近pH降低 B電動(dòng)機(jī)工作時(shí)溶液中OH向甲移動(dòng)C放電時(shí)正極反應(yīng)式為： NiOOHH2Oe Ni(OH)2OH D電極總反應(yīng)式為：MNi(OH)2 MHNiOOH 4）甲醇-空氣燃料電池（DMFC）是一種高效能、輕污染的車載電池，其工作原理如下圖。下列有關(guān)敘述正確的是AH+從正極區(qū)通過交換膜移向負(fù)極區(qū)B負(fù)極的電極反應(yīng)式為：CH3OH(l) + H2O(l)6eCO2(g) + 6H+Cd導(dǎo)出的是CO2D圖中b、c分別是O2、甲醇5.高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通高能電池相比，該電池長時(shí)間保持穩(wěn)定的 放電 充電 放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)為3Zn2K2FeO48H2O 3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH，下列敘述不正確的是（ ）A放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為：Zn2e2OHZn(OH)2B充電時(shí)陽極反應(yīng)為：Fe(OH)33e5