電化學 電解池學生

1、 專題復(fù)習 電化學-電解池課前回顧：原電池和電解池的比較裝置原電池電解池實例形成條件電極：兩種不同的導(dǎo)體相連；電解質(zhì)溶液：能與電極反應(yīng)。電源；電極（惰性或非惰性）；電解質(zhì)（水溶液或熔化態(tài)）。反應(yīng)類型自發(fā)的氧化還原反應(yīng)非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)電極名稱由電極本身性質(zhì)決定：正極：材料性質(zhì)較不活潑的電極；負極：材料性質(zhì)較活潑的電極。由外電源決定：陽極：連電源的正極；陰極：連電源的負極；電極反應(yīng)負極：Zn-2e-=Zn2+（氧化反應(yīng)）正極：2H+2e-=H2（還原反應(yīng)）陰極：Cu2+ +2e- = Cu （還原反應(yīng)）陽極：2Cl-2e-=Cl2 （氧化反應(yīng)）應(yīng)用抗金屬的電化腐蝕；實用電池。電解食鹽水（氯堿工

2、業(yè)）；電鍍（鍍銅）；電冶（冶煉Na、Mg、Al）；精煉（精銅）。（一）電解概念1、電解：是將電流通過電解質(zhì)溶液或熔融態(tài)物質(zhì)，（又稱電解液），在陰極和陽極上引起氧化還原反應(yīng)的過 程，電化學電池在外加電壓時可發(fā)生電解過程。 電解池：能夠發(fā)生電解的裝置叫電解池*構(gòu)成電解池的條件： （1）外加直流電源 （2）兩個固體電極 陰陽極的定義和判斷 陰極：發(fā)生還原反應(yīng)的電極。 陽極：發(fā)生氧化反應(yīng)的電極。 與電源“-”相連的電極， 與電源“+”相連的電極， 得到電子的電極， 失去電子的電極， 陽離子移到的電極。 陰離子移到的電極。 （3）電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì) （4）構(gòu)成閉合的電路例1下列說法正確的是（多選）(

3、 )A電解是把電能轉(zhuǎn)變成化學能； B電解是化學能轉(zhuǎn)變成電能；C電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是化學變化；D任何電解過程，必將導(dǎo)致氧化還原反應(yīng)的發(fā)生； （二）電解池電極產(chǎn)物的判斷和電極方程式的書寫 電解反應(yīng)方程式的書寫步驟：分析電解質(zhì)溶液中存在的離子；分析離子的放電順序；確定電極、寫出電極反應(yīng)式；寫出電解方程式。如：（1） 電解NaCl溶液：2NaCl+2H2O H2+Cl2+2NaOH，溶質(zhì)、溶劑均發(fā)生電解反應(yīng)，PH增大。（2）電解CuSO4溶液：2CuSO4 + 2H2O2Cu + O2+ 2H2SO4溶質(zhì)、溶劑均發(fā)生電解反應(yīng)， PH減小。（3）電解CuCl2溶液：CuCl2 CuCl2 只有溶質(zhì)發(fā)生電解反

4、應(yīng)， PH不變。（4）電解鹽酸： 2HCl H2Cl2溶劑不變，實際上是電解溶質(zhì)，PH增大。（5）電解稀H2SO4、NaOH溶液、Na2SO4溶液：2H2O 2H2 + O2，溶質(zhì)不變，實際上是電解水，PH分別 減小、增大、不變。酸、堿、鹽的加入增加了溶液導(dǎo)電性,從而加快電解速率（不是起催化作用）。ab +Na2SO4 溶液 例2（全國理綜·10）右圖為直流電源電解稀Na2SO4水溶液的裝置。通電后在石墨電極a和b附近分別滴加幾滴石蕊溶液。下列實驗現(xiàn)象中正確的是（ ）A逸出氣體的體積，a電極的小于b電極的B一電極逸出無味氣體，另一電極逸出刺激性氣味氣Ca電極附近呈紅色，b電極附近呈藍

5、色Da電極附近呈藍色，b電極附近呈紅色電解反應(yīng)中反應(yīng)物的判斷放電順序陰極 A.陰極材料(金屬或石墨)總是受到保護。 B.陽離子得電子順序 金屬活動順序表的反表：K+ <Ca2+ < Na+ < Mg2+ < Al3+< Zn2+ < Fe2+ < Sn2+ < Pb2+ < (H+) < Cu2+ < Hg 2+Fe3+< Ag+ （陽離子放電順序與濃度有關(guān)，并不絕對）（K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+陽離子必須是熔融狀態(tài)下才能被還原）陽極 A.陽極是活潑電極時：電極本身被氧化，溶液中的離子不放電。 B.陽極材料

6、是惰性電極(C、Pt、Au、Ti等)時：陰離子失電子：S2- I- Br- Cl- OH- NO3- 等含氧酸根離子 F-例3(2011全國II卷10)用石墨做電極電解CuSO4溶液。通電一段時間后，欲使用電解液恢復(fù)到起始狀態(tài)，應(yīng)向溶液中加入適量的（ ）ACuSO4BH2OCCuODCuSO4·5H2O例4(07年高考全國理綜卷I·8)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0.0100 mol，則陰極上析出Cu的質(zhì)量為( )A064 gB128 gC256 gD512 g圖20-1（三）電解原理的應(yīng)用電解飽和食鹽水（氯堿工業(yè)） （1）反應(yīng)原理陽極： 陰極

7、： 總反應(yīng)：2NaCl+2H2OH2+Cl2+2NaOH （2）設(shè)備 （陽離子交換膜電解槽）組成：陽極C或Ti、陰極Fe陽離子交換膜的作用：它只允許陽離子通過而阻止陰離子和氣體通過。 （3）制燒堿生產(chǎn)過程 （離子交換膜法） 食鹽水的精制：粗鹽（含泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、等）加入NaOH溶液加入BaCl2溶液加入Na2CO3溶液過濾加入鹽酸加入離子交換劑(NaR) 電解生產(chǎn)主要過程（見圖20-1）：NaCl從陽極區(qū)加入，H2O從陰極區(qū)加入。陰極H+ 放電，破壞了水的電離平衡，使OH-濃度增大，OH-和Na+形成NaOH溶液。電解冶煉鋁（1）原料： 冰晶石：Na3AlF6=3Na+Al

8、F63- 氧化鋁： 鋁土礦 NaAlO2 Al(OH)3 Al2O3 （2）原理 陽極 陰極 總反應(yīng)：4Al3+6O24Al+3O2（3）設(shè)備：電解槽（陽極C、陰極Fe） 因為陽極材料不斷地與生成的氧氣反應(yīng)：C+O2 CO+CO2，故需定時補充。電鍍：用電解的方法在金屬表面鍍上一層金屬或合金的過程。（1）鍍層金屬作陽極，鍍件作陰極，電鍍液必須含有鍍層金屬的離子。電鍍鋅原理：陽極 Zn2e = Zn2+陰極 Zn2+2e=Zn（2）電鍍液的濃度在電鍍過程中不發(fā)生變化。（3）在電鍍控制的條件下，水電離出來的H+和OH一般不起反應(yīng)。電解冶煉活潑金屬Na、Mg、Al等。電解精煉銅：粗銅作陽極，精銅作陰

9、極，電解液含有Cu2+。銅前金屬先反應(yīng)但不析出，銅后金屬不反應(yīng)，形成 “陽極泥”。 【高考回顧】1（08年天津理綜·12）下列敘述正確的是( )A在原電池的負極和電解池的陰極上都是發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)B用惰性電極電解Na2SO4溶液，陰陽兩極產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1：2C用惰性電極電解飽和NaCl溶液，若有1 mol電子轉(zhuǎn)移，則生成1 molNaOHD鍍層破損后，鍍錫鐵板比鍍鋅鐵板更耐腐蝕2（09年安徽理綜·12）Cu2O是一種半導(dǎo)體材料，基于綠色化學理念設(shè)計的制取.Cu2O的電解池示意圖如下，點解總反應(yīng)：2Cu+H2O=Cu2O+H2O。下列說法正確的是( )A石墨電極上產(chǎn)

10、生氫氣B銅電極發(fā)生還原反應(yīng)C銅電極接直流電源的負極D當有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時，有0.1molCu2O生成。3（08年廣東化學·12）下列有關(guān)金屬腐蝕與防護的說法正確的是( )A純銀器表面在空氣中因電化學腐蝕漸漸變暗 B當鍍錫鐵制品的鍍層破損時，鑲層仍能對鐵制品起保護作用C在海輪外殼連接鋅塊保護外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽極的陰極保護法D可將地下輸油鋼管與外加直流電源的正極相連以保護它不受腐蝕4（09年上?；瘜W·13）右圖裝置中，U型管內(nèi)為紅墨水，a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和氯化銨溶液，各加入生鐵塊，放置一段時間。下列有關(guān)描述錯誤的是( )A生鐵塊中的碳是原電池的正極B紅墨水

11、柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋逤兩試管中相同的電極反應(yīng)式是：Fe2eFe2Da試管中發(fā)生了吸氧腐蝕，b試管中發(fā)生了析氫腐蝕5（08年全國理綜I·13）電解 100 mL 含c(H)=0.30 mol·L1 的下列溶液，當電路中通過0.04 mol 電子時，理論上析出金屬質(zhì)量最大的是( )A0.10mol·L1 Ag B0.20 mol·L1 Zn2 C0.20 mol·L1 Cu2 D0.20 mol·L1 Pb26（08年上?；瘜W·12）取一張用飽和NaCl溶液浸濕的pH試紙，兩根鉛筆芯作電極，接通直流電源，一段時間后，發(fā)現(xiàn)電極

12、與試紙接觸處出現(xiàn)一個雙色同心圓，內(nèi)圓為白色，外圓呈淺紅色。則下列說法錯誤的是( )Ab電極是陰極 Ba電極與電源的正極相連接C電解過程中，水是氧化劑 Db電極附近溶液的pH變小7. (高考理綜重慶卷)如圖所示，下列敘述正確的是（ ） ZnSO4溶液隔膜(只允許SO42 通過)CuSO4溶液濾紙(滴加了Na2SO4、酚酞溶液)表面皿YZnCu銅絲X AY為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)BX為正極，發(fā)生氧化反應(yīng)CY與濾紙接觸處有氧氣生成DX與濾紙接觸處變紅8.（2011山東高考15）以KCl和ZnCl2混合液為電鍍液在鐵制品上鍍鋅，下列說法正確的是( )A.未通電前上述鍍鋅裝置可構(gòu)成原電池，電鍍過程是該原電池

13、的充電過程B.因部分電能轉(zhuǎn)化為熱能，電鍍時通過的電量與鋅的析出量無確定關(guān)系C.電鍍時保持電流恒定，升高溫度不改變電解反應(yīng)速率D.鍍鋅層破損后對鐵制品失去保護作用9（09年北京理綜·6）下列敘述不正確的是( )A鐵表面鍍鋅，鐵作陽極B船底鑲嵌鋅塊，鋅作負極，以防船體被腐蝕C鋼鐵吸氧腐蝕的正極反應(yīng)：O2 +2H2O+4e-=4OHD工業(yè)上電解飽和食鹽水的陽極反應(yīng)：2Cl一 一2e一=C1210（08年天津理綜·12）下列敘述正確的是( )A在原電池的負極和電解池的陰極上都是發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)B用惰性電極電解Na2SO4溶液，陰陽兩極產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1：2C用惰性電極電解飽

14、和NaCl溶液，若有1 mol電子轉(zhuǎn)移，則生成1 molNaOHD鍍層破損后，鍍錫鐵板比鍍鋅鐵板更耐腐蝕11（08年廣東化學·5）用銅片、銀片、Cu (NO3)2溶液、AgNO3溶液、導(dǎo)線和鹽橋（裝有瓊脂-KNO3的U型管）構(gòu)成一個原電池。以下有關(guān)該原電池的敘述正確的是( ) 在外電路中，電流由銅電極流向銀電極 正極反應(yīng)為：Ag+e-=Ag實驗過程中取出鹽橋，原電池仍繼續(xù)工作將銅片浸入AgNO3溶液中發(fā)生的化學反應(yīng)與該原電池反應(yīng)相同ABCD12.（2011新課標全國）鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時的總反應(yīng)為：Fe+Ni2O3+3H2O= Fe(OH)2+2Ni(OH)2 下列有關(guān)該

15、電池的說法不正確的是( ) A. 電池的電解液為堿性溶液，正極為Ni2O3、負極為Fe B. 電池放電時，負極反應(yīng)為Fe+2OH-2e-=Fe（OH）2 C. 電池充電過程中，陰極附近溶液的pH降低D. 電池充電時，陽極反應(yīng)為2Ni（OH）2+2OH-2e-=Ni2O3+3H2O13.(2011海南)一種充電電池放電時的電極反應(yīng)為 H2+2OH-2e-=2H2O； NiO(OH)+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-當為電池充電時，與外電源正極連接的電極上發(fā)生的反應(yīng)是( )A. H2O的還原 B. NiO(OH)的還原C. H2的氧化 D. NiO(OH) 2的氧化13（2011上海）用電解法

16、提取氯化銅廢液中的銅，方案正確的是( )A用銅片連接電源的正極，另一電極用鉑片 B用碳棒連接電源的正極，另一電極用銅片C用氫氧化鈉溶液吸收陰極產(chǎn)物 D用帶火星的木條檢驗陽極產(chǎn)物14.（2011四川，14分）開發(fā)氫能是實現(xiàn)社會可持續(xù)發(fā)展的需要。硫鐵礦（FeS2）燃燒產(chǎn)生的SO2通過下列碘循環(huán)工藝過程既能制H2SO4，又能制H2。請回答下列問題：（1）已知1g FeS2完全燃燒放出7.1kJ熱量，F(xiàn)eS2燃燒反應(yīng)的熱化學方程式為_。（2）用化學平衡移動的原理分析，在HI分解反應(yīng)中使用膜反應(yīng)器分離出H2的目的是_。（3）用吸收H2后的稀土儲氫合金作為電池負極材料（用MH）表示），NiO（OH）作為電池正極材料，KOH溶液作為電解質(zhì)溶液，可制得高容量，長壽命的鎳氫電池。電池充放電時的總反應(yīng)為：NiO(OH)MHNi(OH)2M電池放電時，負極的電極反應(yīng)式為_。充電完成時，Ni（OH）2全部轉(zhuǎn)化為NiO（OH）。若繼續(xù)充電將在一個電極產(chǎn)生O2，O2擴散到另一個電極發(fā)生電極反應(yīng)被消耗，從而避免產(chǎn)生的氣體引起電池爆炸，此時，陰極的電極反應(yīng)式為_17.（09年全國理綜卷I·28）（15分）下圖所示裝置中，