第1章 第2節(jié) 第2課時(shí)

1、第2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(shū)寫(xiě)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(yáng)極上：產(chǎn)生黃綠色氣體。(2)陰極上：產(chǎn)生無(wú)色氣體，陰極附近溶液變紅。2.原理分析及電極反應(yīng)電解時(shí)U形管中，Cl、OH移向陽(yáng)極，H、Na移向陰極。(1)陽(yáng)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.總反應(yīng)化學(xué)方程式：2NaCl2H2O2NaOHCl2H2。離子方程式：2Cl2

2、H2OH2Cl22OH。4.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退色的原因是電解飽和食鹽水，陰極區(qū)生成NaOH，陽(yáng)極區(qū)生成Cl2，二者發(fā)生反應(yīng)：_Cl22NaOH=NaClNaClOH2O，NaClO水解出的HClO具有漂白性。二、銅的電解精煉工業(yè)上主要從黃銅礦提煉銅。冶煉銅礦石所獲得的銅通常含有鋅、鐵、鎳、銀、金和鉑等微量雜質(zhì)，俗稱粗銅。1.裝置與原理陽(yáng)極材料用粗銅，陰極材料用精銅，電解質(zhì)溶液用硫酸酸化的CuSO4溶液。2.電解特點(diǎn)電解結(jié)束后，陽(yáng)極泥中含有Au、Pt、Ag等，電解質(zhì)溶液中的金屬陽(yáng)離子有Zn2、Fe2、Ni2、Cu2，陰極得到精銅。三、電鍍1.根據(jù)圖示，

3、書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式：陽(yáng)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(guò)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(yáng)極；待鍍金屬制品與直流電源的負(fù)極相連，作為陰極。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。四、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(lái)。如Mnne=M。2.電解熔融的氯化鈉可制取金屬鈉：陽(yáng)極反應(yīng)式：2Cl2e=Cl2；陰極反應(yīng)式：2Na2e=2Na；總反應(yīng)式：

4、2NaCl(熔融)2NaCl2?！揪氁痪殹?.判斷正誤，正確的打“”，錯(cuò)誤的打“×”(1)氯堿工業(yè)是非常重要的化工生產(chǎn)，在電解飽和食鹽水時(shí)，在陰極上得到的產(chǎn)物為H2和NaOH()(2)電解飽和食鹽水制燒堿，用涂鎳碳鋼網(wǎng)作陽(yáng)極(×)(3)電解法精煉粗銅，用純銅作陽(yáng)極(×)(4)在鍍件上電鍍鋅，用鋅作陽(yáng)極()(5)電解法精煉粗銅時(shí)，電解質(zhì)溶液中各離子濃度一定不變(×)(6)在鍍件上電鍍銅，電鍍過(guò)程中陽(yáng)極減少的質(zhì)量等于陰極增加的質(zhì)量()2.粗銅的電解精煉如圖所示。在粗銅的電解過(guò)程中，粗銅板應(yīng)是圖中電極_(填圖中的字母)；在電極d上發(fā)生的電極反應(yīng)式為_(kāi)；若粗銅中

5、還含有Au、Ag、Fe，它們?cè)陔娊獠壑械拇嬖谛问胶臀恢脼開(kāi)。解析電解精煉時(shí)，粗銅作陽(yáng)極，純銅作陰極，CuSO4溶液作電解液，比銅活潑的金屬失電子生成離子進(jìn)入溶液，不如銅活潑的金屬形成陽(yáng)極泥沉積下來(lái)。答案cCu22e=CuAu、Ag以單質(zhì)的形式沉積在c(陽(yáng)極)下方，F(xiàn)e以Fe2的形式進(jìn)入電解液一、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(yáng)極，以使NaOH在陰極溶液中富集，常用陽(yáng)離子交換膜將兩溶液分開(kāi)，使陽(yáng)離子能透過(guò)陽(yáng)離子交換膜，而陰離子不能通過(guò)。如：氯堿工業(yè)中電解飽和食鹽水的原理如圖所示，可知溶液A的溶質(zhì)是NaOH。2.銅的電解精煉與電鍍銅對(duì)比電解

6、精煉銅電鍍銅電極材料陰極精銅鍍件陽(yáng)極粗銅純銅電極反應(yīng)式陽(yáng)極Cu2e=Cu2等Cu2e=Cu2陰極Cu22e=CuCu22e=Cu電解質(zhì)溶液濃度的變化Cu2減少，比銅活潑的金屬陽(yáng)離子進(jìn)入溶液電解質(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(yáng)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(yáng)極泥解析電解精煉銅時(shí)，粗銅應(yīng)作陽(yáng)極，精銅作陰極，故A錯(cuò)；陽(yáng)極與電池的正極相連發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極與電池的負(fù)極相連發(fā)生還原反應(yīng)，故B錯(cuò)；粗銅連接電源的

7、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(lái)，故D對(duì)。答案D變式訓(xùn)練1如圖電解NaCl的飽和溶液。(1)寫(xiě)出該電解池中發(fā)生反應(yīng)的總反應(yīng)方程式：_。將充分電解后所得溶液逐滴加入到酚酞試液中，觀察到的現(xiàn)象是_。 (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(如圖)。 通電后，右圖豎直裝置下端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。則裝置上端A極電極材料是_(填化學(xué)式)，B電極上的電極反應(yīng)式為_(kāi)。解析(1)由于陽(yáng)極是惰性電極，則電解飽和NaCl溶液的方程式為2NaCl2H2O2NaO

8、HH2Cl2，生成的Cl2與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)：Cl22NaOH=NaClNaClOH2O，故總反應(yīng)方程式為NaClH2ONaClOH2，酚酞試液遇NaOH顯紅色后被HClO氧化退色。(2)電解法制備Fe(OH)2時(shí)，采用金屬Fe作陽(yáng)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。故B應(yīng)為陰極，陰極方程式為2H2e=H2，A電極則是鐵作陽(yáng)極，電極反應(yīng)為Fe2e=Fe2。答案(1)NaClH2ONaClOH2先變紅后退色(2)Fe2H2e=H2二、有關(guān)電解計(jì)算的三種常用方法【例2】 用鉑電極電解50 m

9、L CuCl2與CuSO4的混合溶液(濃度均為2 mol·L1)，當(dāng)陰極析出9.6 g固體時(shí)，陽(yáng)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(yáng)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

10、積為0.025 mol×22.4 L·mol10.56 L。答案0.56【歸納總結(jié)】 有關(guān)電解計(jì)算的方法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(xiě)電極反應(yīng)式，再寫(xiě)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。提醒(1)電解過(guò)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

11、15;103 mol的OH放電時(shí)，溶液顯淺藍(lán)色，則在陰極上析出銅的質(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_。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(yáng)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為0.032 g。(2)陽(yáng)極：4OH4e=2H2OO24 mol 1 moln n1.0×103 mol，即消耗1.0×103 mol O

12、H，生成1.0×103 mol H則H1.0×103 mol·L1pHlgHlg(1.0×103)3。答案(1)0.032 g(2)31.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(yáng)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(yáng)極解析電解池的陽(yáng)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)、陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)。電解熔融的Al2O3制Al時(shí)，若用Fe作陽(yáng)極，會(huì)發(fā)生反應(yīng)Fe2e=Fe2，陽(yáng)極損耗嚴(yán)重且時(shí)間稍長(zhǎng)Fe2移動(dòng)到陰極上發(fā)生反應(yīng)Fe22e=Fe，使得到的Al不純。答案A2.關(guān)于電解

13、氯化鈉水溶液(鐵作陰極、石墨作陽(yáng)極)，下列敘述正確的是()A.若在陰極附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈無(wú)色B.若在陽(yáng)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(yáng)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)嚢韬笕芤撼手行越馕鲭娊馐雏}水時(shí)發(fā)生的反應(yīng)：陽(yáng)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(yáng)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，滴加酚酞后變紅色，A錯(cuò)誤；電解后生成NaOH，溶液呈堿性，D錯(cuò)誤。

14、答案B3.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(yáng)極，鍍件作陰極，溶液中含有鋅離子B.鉑作陰極，鍍件作陽(yáng)極，溶液中含有鋅離子C.鐵作陽(yáng)極，鍍件作陰極，溶液中含有亞鐵離子D.鋅作陰極，鍍件作陽(yáng)極，溶液中含有亞鐵離子解析本題考查的是電鍍的原理。電鍍?cè)硎清儗咏饘僮麝?yáng)極，鍍件作陰極，含有鍍層金屬陽(yáng)離子的電解質(zhì)溶液作電鍍液。答案A4.如圖所示，圖乙是圖甲的電解池進(jìn)行電解時(shí)某個(gè)量(縱坐標(biāo)x)隨時(shí)間變化的函數(shù)圖像(各電解池都用石墨作電極，不考慮電解過(guò)程中溶液濃度變化對(duì)電極反應(yīng)的影響)，這個(gè)量x是表示()A.各電解池析出氣體的體積B.各電解池陽(yáng)極質(zhì)量的增加量C.各電解池陰極質(zhì)量的增

15、加量D.各電極上放電的離子總數(shù)解析電解氯化鈉溶液時(shí)，陰、陽(yáng)極都產(chǎn)生氣體物質(zhì)；電解硝酸銀溶液時(shí)，陰極上產(chǎn)生單質(zhì)銀；電解硫酸銅溶液時(shí)陰極上產(chǎn)生單質(zhì)銅。所以隨著電解的進(jìn)行陰極質(zhì)量的增加量有如圖乙所示的變化。答案C5.用惰性電極電解一定濃度的硫酸銅溶液，通電一段時(shí)間后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3后恰好恢復(fù)到電解前的狀態(tài)(不考慮二氧化碳的溶解)，則電解過(guò)程中共轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為()A.0.4 mol B.0.5 molC.0.6 mol D.0.8 mol解析電解硫酸銅溶液時(shí)，第一階段：2CuSO42H2O2CuO22H2SO4，第二階段：2H2O2H2O2，如果只按第一

16、階段的電解反應(yīng)，只需要加入CuO或CuCO3就可以，但是現(xiàn)在加入的是Cu2(OH)2CO3，相當(dāng)于多加了水(0.1 mol H2O)，0.1 mol的水應(yīng)該是第二階段的反應(yīng)消耗的，該階段轉(zhuǎn)移了0.2 mol電子，第一階段轉(zhuǎn)移了0.4 mol電子，所以總共轉(zhuǎn)移電子0.6 mol。答案C分層訓(xùn)練 基礎(chǔ)過(guò)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()A.a為正極，b為負(fù)極；NaClO和NaClB.a為負(fù)極，b為正極；NaClO

17、和NaClC.a為陽(yáng)極，b為陰極；HClO和NaClD.a為陰極，b為陽(yáng)極；HClO和NaCl解析有關(guān)反應(yīng)有2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，Cl22NaOH=NaClNaClOH2O，因陽(yáng)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b為正極，a為負(fù)極，消毒液的主要成分是NaCl、NaClO。答案B2.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(yáng)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解析

18、電解質(zhì)溶液中，n(Na)n(Cl)n(SO)331，開(kāi)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。答案D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)金屬鈉，電解過(guò)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只允許陽(yáng)離子、陰離子和小分子水通過(guò)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(yáng)

19、極金屬和電鍍液均正確的是()A.Ag和AgCl溶液 B.Ag和AgNO3溶液C.Pt和Ag2CO3溶液 D.Pt和Ag2SO4溶液解析電鍍槽中，要求鍍件作陰極，可用鍍層金屬作陽(yáng)極，利用其陽(yáng)極溶解提供鍍層金屬，也可用惰性電極材料作陽(yáng)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、D中AgCl、Ag2CO3和Ag2SO4均為沉淀，只有B項(xiàng)符合要求。答案B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

20、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。答案B6.下列關(guān)于電解法精煉粗銅的敘述中不正確的是()A.粗銅板作陽(yáng)極B.電解時(shí)，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極反應(yīng)為Cu22e=CuC.粗銅中所含Ni、Fe、Zn等金屬雜質(zhì)，電解后以單質(zhì)形式沉積槽底，形成陽(yáng)極泥D.電解銅的純度可達(dá)99.95%99.98%解析Fe、Zn、Ni比Cu活潑，電解時(shí)首先放電，不會(huì)形成陽(yáng)極泥。答案C四、電解的有關(guān)計(jì)算7.將兩個(gè)鉑電極插入500 mL CuSO4(aq)中進(jìn)行電解，通電一段時(shí)間后，某一電極上增重0.

21、064 g(設(shè)電解時(shí)無(wú)H2放出，且不考慮水解和溶液體積的變化)，此時(shí)溶液中氫離子的物質(zhì)的量濃度約為()A.1×103mol·L1 B.4×103mol·L1C.2×103mol·L1 D.1×107mol·L1解析由于最后溶液的H主要由電解CuSO4溶液產(chǎn)生，所以要計(jì)算H，可依據(jù)電解的離子方程式2Cu22H2O2CuO24H進(jìn)行解題。題中電極增重0.064 g必為陰極反應(yīng)生成Cu所致，即n(Cu)0.064 g÷64 g·mol10.001 0 mol，然后依據(jù)離子方程式中各物質(zhì)之間的化學(xué)計(jì)量數(shù)

22、之比，求出生成的H。2Cu22H2O2CuO24H2 mol 4 mol0.001 0 mol H×0.50 LH4.0×103mol·L1。答案B8.用鉑作電極電解某種溶液，通電一段時(shí)間，溶液的pH變小，并且在陽(yáng)極得到0.56 L氣體，陰極得到1.12 L氣體(兩種氣體均在相同條件下測(cè)定)。由此可知溶液可能是()A.稀鹽酸 B.KNO3溶液C.CuSO4溶液 D.稀硫酸解析陽(yáng)極與陰極產(chǎn)生的氣體體積比為，相當(dāng)于電解水，pH變小，說(shuō)明電解了含氧酸。答案D9.將含0.4 mol CuSO4和0.4 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

23、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()A.5.6 L B.6.72 LC.13.44 L D.11.2 L解析陰極：0.3 mol Cu2得到0.6 mol電子，陽(yáng)極：失去的電子數(shù)也應(yīng)為0.6 mol，2Cl2e=Cl20.4 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。答案A10.電解降解法可用于治理水體硝酸鹽污染，將NO降解成N2的電解裝置如下圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A.電源的正極為bB.電解時(shí)H從膜右側(cè)遷移到膜左側(cè)C.AgPt電極反

24、應(yīng)為2H2O4e=4HO2D.若轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為1.204×1024，生成N2 5.6 g解析A項(xiàng)，AgPt作陰極，b連接電源負(fù)極，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，陰極得電子，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，故質(zhì)子應(yīng)是由左側(cè)向右側(cè)遷移，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，根據(jù)N原子守恒可知2NON210e，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為1.204×1024，即2 mol電子生成N2 0.2 mol，其N2的質(zhì)量為5.6 g，正確。答案D能力提升11.下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(méi)有畫(huà)出，兩電極均是惰性電極。(1)a電極的名稱是_。(2)電解過(guò)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

25、)電解的總反應(yīng)離子方程式為_(kāi)。(5)若將b電極換成鐵電極，寫(xiě)出在電解過(guò)程中U形管底部出現(xiàn)的現(xiàn)象：_。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(yáng)極，產(chǎn)物為Cl2，檢驗(yàn)Cl2的方法是用濕潤(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(yáng)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Fe(OH)3沉淀。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)2

26、Cl2H2OCl2H22OH(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12.鋁和氫氧化鉀都是重要的工業(yè)產(chǎn)品。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(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(yáng)離子交換膜(只允許陽(yáng)離子通過(guò))，其工作原理如圖所示。該電解槽的陽(yáng)極反應(yīng)式是_。通電開(kāi)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。解析(1)、(2)問(wèn)主要考查教材的基礎(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(yáng)極應(yīng)是OH失

27、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(yáng)離子交換膜的特點(diǎn)，K可從陽(yáng)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。答案(1)2Al2O3(熔融)4Al3O2(2)2Al2OH6H2O=2Al(OH)43H2(3)4OH4e=2H2OO2H放電，促進(jìn)水的電離，OH濃度增大B13.電解原理在化學(xué)工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。某電解池裝置如圖所示，其中a為電解液，X和Y均為惰性電極，則：(1)若a溶液為CuSO4溶液，則電解時(shí)的化學(xué)反應(yīng)方程式為_(kāi)。(2)若電解含有0.04 mol CuSO4和0.

28、04 mol NaCl 的混合溶液400 mL，當(dāng)陽(yáng)極產(chǎn)生 672 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氣體時(shí)，溶液的pH_(假設(shè)電解后溶液體積不變)。解析(1)用惰性電極電解CuSO4溶液時(shí)，陽(yáng)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(yáng)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(shuō)明還有224 mL氣體來(lái)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(guò)程中陰極共轉(zhuǎn)移0.08 mol電子。陰極上Cu2

29、先放電，電極反應(yīng)式為Cu22e=Cu，現(xiàn)有0.04 mol Cu2，恰好完全電解，由此可得整個(gè)電解過(guò)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H0.1 mol·L1，pH1。答案(1)2CuSO42H2O2CuO22H2SO4(2)114.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。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)直流電源中，M為_(kāi)極。(2)Pt電極上生成的物質(zhì)是_，其質(zhì)量為_(kāi)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

30、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_。(5)若硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由5.00%變?yōu)?.02%，則原有5.00%的硫酸_g。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極為陰極，則電源的N極為負(fù)極，M極為正極。(2)在336 mL氣體中，V(H2)×336 mL224 mL，為0.01 mol；V(O2)×336 mL112 mL，為0.005 mol。說(shuō)明電路上有0.02 mol電子移動(dòng)，因此在b極(Pt、陰極)產(chǎn)生Ag：0.02 mol×108 g·m