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1、電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能-電解電解高二化學(xué)高二化學(xué)學(xué)習(xí)目標(biāo):學(xué)習(xí)目標(biāo):通過對(duì)熔融氯化鈉電解體系的分析,使學(xué)生通過對(duì)熔融氯化鈉電解體系的分析,使學(xué)生掌握電解、電解池的概念,清晰的建立起電掌握電解、電解池的概念,清晰的建立起電極反應(yīng)的概念并能夠正確地判斷陰極和陽(yáng)極。極反應(yīng)的概念并能夠正確地判斷陰極和陽(yáng)極。學(xué)習(xí)重點(diǎn):學(xué)習(xí)重點(diǎn):對(duì)電解原理的理解、電極反應(yīng)式的書寫。對(duì)電解原理的理解、電極反應(yīng)式的書寫。一、電解原理一、電解原理交流研討交流研討1、通電前,熔融氯化鈉中存在哪些離子?通電前,熔融氯化鈉中存在哪些離子?這些離子的運(yùn)動(dòng)情況怎樣?這些離子的運(yùn)動(dòng)情況怎樣?2、通電后,外電路上的電流方向怎樣?通
2、電后,外電路上的電流方向怎樣?3、接通電源后,熔融氯化鈉中接通電源后,熔融氯化鈉中Na+、Cl-各向那個(gè)方向運(yùn)動(dòng)?各向那個(gè)方向運(yùn)動(dòng)?4、移到兩極表面的移到兩極表面的Na+、Cl-將發(fā)生什么將發(fā)生什么變化?變化?氯氯氣氣鈉鈉熔融熔融NaCl 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1:用電極電解熔融的氯化鈉用電極電解熔融的氯化鈉現(xiàn)象:現(xiàn)象: 陽(yáng)極:有氣泡,有陽(yáng)極:有氣泡,有刺激性氣味,并能使刺激性氣味,并能使 濕潤(rùn)的濕潤(rùn)的KI-淀淀 粉試紙粉試紙變藍(lán)(變藍(lán)(Cl2) 陰極:有金屬鈉析出陰極:有金屬鈉析出Fe電極電極c電極電極氯氯氣氣鈉鈉熔融熔融NaCl 電解電解: : 使直流使直流電電通過通過電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)電解質(zhì)溶液或
3、熔融電解質(zhì)而而在在陰陽(yáng)兩極陰陽(yáng)兩極引起引起氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)的過程。的過程。2.2.電解池電解池: : 定義:借助定義:借助氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng),把,把電能電能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為化學(xué)化學(xué)能能的裝置的裝置. .一、電解一、電解1、定義、定義陽(yáng)極陽(yáng)極:陰極陰極:說明:說明:1 1、惰性電極:用、惰性電極:用石墨、金、鉑石墨、金、鉑等材料等材料 做的電極,做的電極,一般通電條件下不發(fā)生反應(yīng)一般通電條件下不發(fā)生反應(yīng); 2 2、活性電極:用、活性電極:用鐵、鋅、銅鐵、鋅、銅等還原性等還原性 較強(qiáng)金屬做的電極,較強(qiáng)金屬做的電極,活性電極作陽(yáng)極時(shí),活性電極作陽(yáng)極時(shí), 優(yōu)先發(fā)生氧化反應(yīng)。優(yōu)先發(fā)生氧化反應(yīng)。
4、 與電源與電源正極正極相連,相連,陰離子陰離子移向移向 此極,此極,失去失去電子,發(fā)生電子,發(fā)生氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) 與電源與電源負(fù)極負(fù)極相連,相連,陽(yáng)離子陽(yáng)離子移向移向 此極,此極,得到得到電子,發(fā)生電子,發(fā)生還原反應(yīng)還原反應(yīng)(2).兩個(gè)電極兩個(gè)電極陰極陰極陽(yáng)極陽(yáng)極陽(yáng)離子陽(yáng)離子陰離子陰離子得得電電子子還還原原反反應(yīng)應(yīng)失失電電子子氧氧化化反反應(yīng)應(yīng)(4 4)電子的流向)電子的流向: : 電源的負(fù)極到電解池的陰極,電源的負(fù)極到電解池的陰極, 陽(yáng)極到電源正極。陽(yáng)極到電源正極。 注:電子只在外電路定向移動(dòng),不能從溶液中移動(dòng)注:電子只在外電路定向移動(dòng),不能從溶液中移動(dòng)(5 5)離子定向移動(dòng)的方向)離子定向移
5、動(dòng)的方向: : 陽(yáng)離子陽(yáng)離子向向 陰極陰極移動(dòng)移動(dòng), , 陰離子陰離子向向 陽(yáng)極陽(yáng)極移動(dòng)移動(dòng). . 分析下圖,屬于電解池的有分析下圖,屬于電解池的有【鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)】下面以石墨為電極電解氯化銅溶液為例來分析。這是電解熔融鹽的情況。這是電解熔融鹽的情況。電解電解質(zhì)溶液又會(huì)發(fā)生什么反應(yīng)呢?電解電解質(zhì)溶液又會(huì)發(fā)生什么反應(yīng)呢?實(shí)驗(yàn):實(shí)驗(yàn):用惰性(石墨)電極電解氯化銅溶液用惰性(石墨)電極電解氯化銅溶液現(xiàn)象:現(xiàn)象: 陽(yáng)極:有氣泡,有陽(yáng)極:有氣泡,有刺激性氣味,并能使刺激性氣味,并能使 濕潤(rùn)的濕潤(rùn)的KI-淀淀 粉試紙粉試紙變藍(lán)(變藍(lán)(Cl2) 陰極:碳棒上有一層紅色的銅析出陰極:碳棒上有一層紅色的銅析出
6、陰極陰極陽(yáng)極陽(yáng)極氯氯氣氣銅銅CuCl2溶液溶液為何當(dāng)一個(gè)電極存在多種可能的放電為何當(dāng)一個(gè)電極存在多種可能的放電離子時(shí),不是大家共同放電,而是只有離子時(shí),不是大家共同放電,而是只有一種離子放電?放電能力與什么因素有一種離子放電?放電能力與什么因素有關(guān)?關(guān)?思考:思考:(6 6)離子放電順序:)離子放電順序: 當(dāng)陽(yáng)極為活性電極時(shí):當(dāng)陽(yáng)極為活性電極時(shí):金屬在陽(yáng)極失電子被氧金屬在陽(yáng)極失電子被氧化成陽(yáng)離子進(jìn)入溶液,陰離子不容易在電極上放電?;申?yáng)離子進(jìn)入溶液,陰離子不容易在電極上放電。 當(dāng)陽(yáng)極為惰性電極當(dāng)陽(yáng)極為惰性電極(Pt(Pt、AuAu、石墨、鈦等、石墨、鈦等) )時(shí):時(shí):溶溶液中陰離子的放電順序(
7、由易到難)是:液中陰離子的放電順序(由易到難)是:H+(水)(水) 無論是惰性電極還是活性電極都不參與電極反應(yīng),發(fā)無論是惰性電極還是活性電極都不參與電極反應(yīng),發(fā)生反應(yīng)的是溶液中的陽(yáng)離子。生反應(yīng)的是溶液中的陽(yáng)離子。 陽(yáng)離子在陰極上放電順序是:陽(yáng)離子在陰極上放電順序是:陽(yáng)極:陽(yáng)極:陰極陰極: :想一想想一想:以以銅為陽(yáng)極銅為陽(yáng)極, ,鐵為陰極鐵為陰極, ,電解電解氯化銅溶液,情況又如何?氯化銅溶液,情況又如何?陽(yáng)極:陽(yáng)極:Cu = Cu 2+ + 2e- 陰極:陰極:Cu 2+ + 2e- =Cu(7)電解方程式的書寫:電解方程式的書寫:例:寫出用石墨做電極電解例:寫出用石墨做電極電解NaClNa
8、Cl溶液的電溶液的電極反應(yīng)式及總的電解方程式,極反應(yīng)式及總的電解方程式,分電極分電極析溶液析溶液寫方程寫方程書極式書極式定微粒定微粒判移向判移向二、電解的應(yīng)用 陰極:陰極: 陽(yáng)極:陽(yáng)極:總反應(yīng):總反應(yīng):2H+ + 2e- H22Cl- Cl2 + 2e- 2H2O + 2Cl- = H2 + Cl2 + 2OH- 通電通電2H2O + 2NaCl = H2 + Cl2 + 2NaOH通電通電現(xiàn)象:現(xiàn)象:陽(yáng)極:有黃綠色氣體產(chǎn)生,使?jié)駶?rùn)的淀陽(yáng)極:有黃綠色氣體產(chǎn)生,使?jié)駶?rùn)的淀粉粉KIKI溶液變藍(lán)溶液變藍(lán)陰極:有氣泡產(chǎn)生,滴加酚酞溶液變紅陰極:有氣泡產(chǎn)生,滴加酚酞溶液變紅1.電解飽和食鹽水電解飽和食鹽
9、水上述裝置的弱點(diǎn):上述裝置的弱點(diǎn):1.H2和和Cl2 混合不安全混合不安全2.Cl2會(huì)和會(huì)和NaOH反應(yīng),會(huì)使得到的反應(yīng),會(huì)使得到的NaOH不純不純生產(chǎn)設(shè)備名稱:離子交換膜電解槽生產(chǎn)設(shè)備名稱:離子交換膜電解槽 陽(yáng)極:金屬鈦網(wǎng)陽(yáng)極:金屬鈦網(wǎng)(涂鈦釕氧化物涂鈦釕氧化物) 陰極:碳鋼網(wǎng)陰極:碳鋼網(wǎng)(有鎳涂層有鎳涂層) 陽(yáng)離子交換膜:只允許陽(yáng)離子交換膜:只允許陽(yáng)陽(yáng)離子通過,把電解離子通過,把電解槽隔成陰極室和陽(yáng)極室。槽隔成陰極室和陽(yáng)極室。+-純銅純銅粗銅粗銅 電解液電解液(CuSO4溶液溶液)陰極:陰極: Cu2+ + 2e- = Cu (還原反應(yīng))(還原反應(yīng))陽(yáng)極:陽(yáng)極: Cu 2e- = Cu2+
10、 (氧化反應(yīng))(氧化反應(yīng))特征特征純銅作陰極,粗銅作陽(yáng)極純銅作陰極,粗銅作陽(yáng)極陽(yáng)極主要金屬與電解質(zhì)中的陽(yáng)離子相同陽(yáng)極主要金屬與電解質(zhì)中的陽(yáng)離子相同電解液電解液CuSO4的濃度先略微降低再保持不變,的濃度先略微降低再保持不變,有雜質(zhì)離子有雜質(zhì)離子Zn2+、Fe2+、Ni2+2、精煉銅、精煉銅陽(yáng)極還包含陽(yáng)極還包含Zn、Fe、Ni失電子,且比失電子,且比Cu先失電子先失電子+-鐵片鐵片銅片銅片 電鍍液電鍍液(CuSO4溶液溶液)陰極:陰極: Cu2+ + 2e- = Cu (還原反應(yīng))(還原反應(yīng))陽(yáng)極:陽(yáng)極: Cu 2e- = Cu2+ (氧化反應(yīng))(氧化反應(yīng))特征特征被鍍件作陰極,鍍層金屬作陽(yáng)極被
11、鍍件作陰極,鍍層金屬作陽(yáng)極陽(yáng)極金屬與電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子相同陽(yáng)極金屬與電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子相同電電鍍鍍液液CuSO4的濃度基本不變的濃度基本不變3、電鍍銅、電鍍銅電鍍的定義:電鍍的定義:電鍍的意義:電鍍的意義:1.1.用銅作陽(yáng)極、石墨作陰極電解用銅作陽(yáng)極、石墨作陰極電解CuClCuCl2 2溶液時(shí),陽(yáng)極電極反應(yīng)溶液時(shí),陽(yáng)極電極反應(yīng)式為式為2Cl2Cl- -2e-2e- -=Cl=Cl2 2。( () )【分析【分析】錯(cuò)誤,活性金屬作陽(yáng)極時(shí),金屬首先失電子被氧錯(cuò)誤,活性金屬作陽(yáng)極時(shí),金屬首先失電子被氧化,故陽(yáng)極反應(yīng)為:化,故陽(yáng)極反應(yīng)為:Cu-2eCu-2e- -=Cu=Cu2+2+。2.Cu+H
12、2.Cu+H2 2SOSO4 4=CuSO=CuSO4 4+H+H2 2可以設(shè)計(jì)成電解池,但不能設(shè)計(jì)成可以設(shè)計(jì)成電解池,但不能設(shè)計(jì)成原電池。原電池。( () )【分析【分析】正確,能設(shè)計(jì)成原電池的反應(yīng)是一個(gè)自發(fā)的氧化還原正確,能設(shè)計(jì)成原電池的反應(yīng)是一個(gè)自發(fā)的氧化還原反應(yīng),而電解池可以是一個(gè)非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。反應(yīng),而電解池可以是一個(gè)非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。3.3.電解飽和食鹽水時(shí),兩個(gè)電極均不能用金屬材料。電解飽和食鹽水時(shí),兩個(gè)電極均不能用金屬材料。( () )【分析【分析】電解池中陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng),電解食鹽水時(shí),陽(yáng)極電解池中陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng),電解食鹽水時(shí),陽(yáng)極不能用金屬電極,但陰極發(fā)生還原反
13、應(yīng),故陰極可以用金屬不能用金屬電極,但陰極發(fā)生還原反應(yīng),故陰極可以用金屬電極。電極。4.4.根據(jù)得失電子守恒可知電解精煉銅時(shí),陽(yáng)極減少的質(zhì)量和根據(jù)得失電子守恒可知電解精煉銅時(shí),陽(yáng)極減少的質(zhì)量和陰極增加的質(zhì)量相等。陰極增加的質(zhì)量相等。( () )【分析【分析】錯(cuò)誤。電解精煉銅時(shí),陰極析出的只有錯(cuò)誤。電解精煉銅時(shí),陰極析出的只有CuCu,而陽(yáng)極,而陽(yáng)極減少的有活潑的減少的有活潑的ZnZn、FeFe、NiNi等形成陽(yáng)離子存在于溶液中,不等形成陽(yáng)離子存在于溶液中,不活潑的活潑的AgAg、AuAu等形成陽(yáng)極泥沉在底部,故兩極的質(zhì)量變化不等形成陽(yáng)極泥沉在底部,故兩極的質(zhì)量變化不相等。相等。4.電解規(guī)律(惰
14、性電極電解電解質(zhì)溶液的一般規(guī)律)陰極陰極陽(yáng)極陽(yáng)極氯氯氣氣銅銅實(shí)例實(shí)例電極反應(yīng)電極反應(yīng) 濃度濃度PH值值復(fù)原復(fù)原CuCl2 陽(yáng)極:陽(yáng)極:2Cl- Cl2 + 2e-陰極:陰極:Cu2+ 2e- 2Cu減小減小減小減小CuCl2CuCl2溶液溶液 CuCl2 Cu+Cl2 通電陽(yáng)極陽(yáng)極陰極陰極氧氧氣氣氫氫氣氣實(shí)例實(shí)例電極反應(yīng)電極反應(yīng) 濃度濃度PH值值復(fù)原復(fù)原Na2SO4 實(shí)例實(shí)例電極反應(yīng)電極反應(yīng) 濃度濃度PH值值復(fù)原復(fù)原Na2SO4 陽(yáng)極陽(yáng)極: 4OH- 4e- 2H2O+O2 陰極陰極: 4H + 4e- 2H2 變大變大不不變變 加加H2ONa2SO4溶液溶液2H2O 2H2 + O2 通電陽(yáng)
15、極陽(yáng)極陰極陰極氯氯氣氣氫氫氣氣實(shí)例實(shí)例電極反應(yīng)電極反應(yīng) 濃度濃度PH值值復(fù)原復(fù)原NaCl 陽(yáng)極陽(yáng)極: 2Cl- 2e- Cl 2陰極陰極: 2H + 2e- H2 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 + Cl2 通電減小減小增增大大 加加HClNaCl溶液溶液實(shí)例實(shí)例電極反應(yīng)電極反應(yīng)濃度濃度PH值值復(fù)原復(fù)原CuSO4陽(yáng)極陽(yáng)極陰極陰極氧氧氣氣銅銅陽(yáng)極陽(yáng)極: 4OH- 4e- 2H2O+O2 陰極:陰極:Cu2+ 2e- Cu減小減小減小減小 加加CuOCuSO4溶液溶液 2CuSO4+ 2H2O 2Cu +O2 + 2H2SO4通電 電解質(zhì)溶液用惰性電極電解的示例電解質(zhì)溶液用惰性電極電解的示
16、例:電解電解類型類型舉舉 例例電極反應(yīng)電極反應(yīng)溶液溶液PH變化變化溶液復(fù)原方法溶液復(fù)原方法物質(zhì)類別物質(zhì)類別實(shí)例實(shí)例僅溶劑僅溶劑水電解水電解 僅溶質(zhì)僅溶質(zhì)電解電解 溶質(zhì)和溶質(zhì)和溶劑同溶劑同時(shí)電解時(shí)電解 含氧酸含氧酸H2SO4強(qiáng)堿強(qiáng)堿NaOH活潑金屬的活潑金屬的含氧酸鹽含氧酸鹽Na2SO4無氧酸無氧酸HCl陽(yáng)極:陽(yáng)極:4OH-4e-O2+2H2O陰極:陰極:4H+ + 4e- 2H2減小減小增大增大不變不變H2O陽(yáng)極:陽(yáng)極:2Cl- 2e-Cl2陰極:陰極:2H+2e- H2增大增大HCl不活潑金屬不活潑金屬的無氧酸鹽的無氧酸鹽CuCl2陽(yáng)極:陽(yáng)極:2Cl- 2e- Cl2陰極:陰極:Cu2+2e
17、- Cu減少減少CuCl2活潑金屬的活潑金屬的無氧酸鹽無氧酸鹽NaCl陽(yáng)極:陽(yáng)極:2Cl- 2e- Cl2陰極:陰極:2H+2e- H2增大增大HCl不活潑金屬的不活潑金屬的含氧酸鹽含氧酸鹽CuSO4陽(yáng)極:陽(yáng)極:4OH- 4e- O2+2H2O陰極:陰極:2Cu2+4e- 2Cu減小減小CuO1.1.如圖所示,如圖所示,a a、b b是兩根石墨棒,下列敘述正確的是是兩根石墨棒,下列敘述正確的是( )( )A.aA.a是陰極,發(fā)生還原反應(yīng),是陰極,發(fā)生還原反應(yīng),b b是陽(yáng)極,發(fā)生氧化反應(yīng)是陽(yáng)極,發(fā)生氧化反應(yīng)B.B.裝置工作時(shí),稀硫酸溶液中裝置工作時(shí),稀硫酸溶液中c(Hc(H+ +) )變小、變小
18、、c(Cuc(Cu2+2+) )變大變大C.C.往濾紙上滴加酚酞試液,往濾紙上滴加酚酞試液,a a極附近顏色變紅極附近顏色變紅D.D.稀硫酸中硫酸根離子的物質(zhì)的量不變稀硫酸中硫酸根離子的物質(zhì)的量不變D2.2.如上圖所示,通電后如上圖所示,通電后A A極上析出極上析出AgAg,對(duì)該裝置的有關(guān)敘述正確的,對(duì)該裝置的有關(guān)敘述正確的是是A.PA.P是電源的正極是電源的正極B.FB.F極上發(fā)生的反應(yīng)為:極上發(fā)生的反應(yīng)為:4OH4OH- - - 4e- 4e- -=2H=2H2 2O+OO+O2 2C.C.電解時(shí),甲、乙、丙三池中,除電解時(shí),甲、乙、丙三池中,除E E、F F兩極外,其余電極均參加兩極外,
19、其余電極均參加了反應(yīng)了反應(yīng)D.D.通電后,甲池的通電后,甲池的PHPH減小,而乙、丙兩池溶液的減小,而乙、丙兩池溶液的PHPH不變不變B 3.3.為下圖所示裝置中,為下圖所示裝置中,a a、b b都是惰性電極,通電都是惰性電極,通電一段時(shí)間后,一段時(shí)間后,b b極附近溶液呈紅色。下列說法正確極附近溶液呈紅色。下列說法正確的是的是A AX X是正極,是正極,Y Y是負(fù)極是負(fù)極B BX X是負(fù)極,是負(fù)極,Y Y是正極是正極C CCuSOCuSO4 4溶液的溶液的PHPH值逐漸減小值逐漸減小D DCuSOCuSO4 4溶液的溶液的PHPH值不變值不變a X Y bPtCuCuSO4溶液溶液NaCl和
20、酚酞溶液和酚酞溶液AC 4.4.用兩支惰性電極插入用兩支惰性電極插入50mLAgNO50mLAgNO3 3溶液中,溶液中,通電電解。當(dāng)電解液的通電電解。當(dāng)電解液的PHPH值從值從6.06.0變?yōu)樽優(yōu)?.03.0時(shí)時(shí)( (設(shè)電設(shè)電解時(shí)陰極沒有氫氣析出,且電解液在電解前后體解時(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積變化可以忽略) ),電極上析出銀的質(zhì)量大約是:,電極上析出銀的質(zhì)量大約是: A A、27mg B27mg B、54mg54mg C C、108mg D108mg D、216mg216mgB5.A5.A、B B、C C三個(gè)電解池,三個(gè)電解池,A A池內(nèi)是池內(nèi)是CuClCuC
21、l2 2溶液,純銅片作陰溶液,純銅片作陰極,極,B B與與C C兩池內(nèi)均是兩池內(nèi)均是AgNOAgNO3 3溶液,純銀絲作陰極。當(dāng)溶液,純銀絲作陰極。當(dāng)B B池池中銀絲質(zhì)量增加中銀絲質(zhì)量增加0.108 g0.108 g、C C池中銀絲質(zhì)量增加池中銀絲質(zhì)量增加0.216 g0.216 g時(shí),時(shí),A A池中銅片質(zhì)量增加池中銅片質(zhì)量增加( )( )A.0.216 gA.0.216 gB.0.108 gB.0.108 gC.0.064 gC.0.064 gD.0.032 gD.0.032 gD【解題指南【解題指南】解答本題時(shí)要注意以下三點(diǎn):解答本題時(shí)要注意以下三點(diǎn):(1)(1)該裝置的特點(diǎn)是:該裝置的特
22、點(diǎn)是:A A、B B并聯(lián)再與并聯(lián)再與C C串聯(lián);串聯(lián);(2)(2)總電路電流等于各并聯(lián)電路電流之和;總電路電流等于各并聯(lián)電路電流之和;(3)(3)各池的電極反應(yīng)式為:各池的電極反應(yīng)式為:陰極陰極(B(B、C C池池) ):AgAg+ +e+e- -=Ag,=Ag,陰極陰極(A(A池池) ):CuCu2+2+2e+2e- -=Cu=Cu6.6.我國(guó)第五套人民幣中的一元硬幣的材料為鋼芯鍍鎳,依據(jù)我國(guó)第五套人民幣中的一元硬幣的材料為鋼芯鍍鎳,依據(jù)你所掌握的電鍍?cè)?,你認(rèn)為硬幣制作時(shí),鋼芯應(yīng)該作你所掌握的電鍍?cè)?,你認(rèn)為硬幣制作時(shí),鋼芯應(yīng)該作( )( )A.A.正極正極B.B.負(fù)極負(fù)極C.C.陽(yáng)極陽(yáng)極
23、D.D.陰極陰極【解析【解析】選選D D。 鋼芯屬于鍍件應(yīng)作陰極,鍍層金屬作陽(yáng)極。鋼芯屬于鍍件應(yīng)作陰極,鍍層金屬作陽(yáng)極。7.7.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,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,向所得溶液中加入向所得溶液中加入0.1 mol Cu(OH)0.1 mol Cu(OH)2 2后恰好恢復(fù)到電解前的濃后恰好恢復(fù)到電解前的濃度和度和pHpH。則電解過程中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為。則電解過程中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為( )( )A.0.1 molA.0.1 molB.0.2 molB.0.2 molC.0.3 molC.0.3 molD.0.4 molD.0.4 mol【
24、解題指南【解題指南】解答本題要注意以下兩點(diǎn):解答本題要注意以下兩點(diǎn):(1)(1)要恢復(fù)到電解前濃度的原則是:出什么就加什么;要恢復(fù)到電解前濃度的原則是:出什么就加什么;(2)(2)可將可將Cu(OH)Cu(OH)2 2拆為拆為CuOCuO和和H H2 2O O?!窘馕觥窘馕觥窟x選D D。根據(jù)。根據(jù)H H2 2SOSO4 4+Cu(OH)=2CuSO+Cu(OH)=2CuSO4 4+2H+2H2 2O O可知,電解可知,電解過程中消耗過程中消耗CuSOCuSO4 4和和H H2 2O O的物質(zhì)的量分別為的物質(zhì)的量分別為0.1 mol0.1 mol、0.2 mol0.2 mol。若在上述電解過程中
25、僅僅發(fā)生了電解若在上述電解過程中僅僅發(fā)生了電解CuSOCuSO4 4溶液的反應(yīng),根據(jù)溶液的反應(yīng),根據(jù)2CuSO2CuSO4 4+2H+2H2 2O O2Cu+2H2Cu+2H2 2SOSO4 4+O+O2 2可知,消耗可知,消耗CuSOCuSO4 4和和H H2 2O O的物的物質(zhì)的量應(yīng)該相等。因此,質(zhì)的量應(yīng)該相等。因此,0.2 mol H0.2 mol H2 2O O被消耗過程是:電解被消耗過程是:電解CuSOCuSO4 4溶液時(shí)消耗溶液時(shí)消耗0.1 mol0.1 mol,當(dāng),當(dāng)CuSOCuSO4 4溶液電解完畢,成為電解溶液電解完畢,成為電解水又被消耗水又被消耗0.1 mol0.1 mol
26、。其反應(yīng)依次為:。其反應(yīng)依次為:2CuSO2CuSO4 4+2H+2H2 2O O2Cu+2H2Cu+2H2 2SOSO4 4+O+O2 2,2H2H2 2O 2HO 2H2 2+O+O2 2,兩反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電,兩反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)分別為子數(shù)分別為0.2 mol0.2 mol、0.2 mol0.2 mol,共,共0.4 mol0.4 mol。通電通電=通電通電=通電通電=8.8.關(guān)于原電池和電解池的敘述正確的是關(guān)于原電池和電解池的敘述正確的是( )( )A.A.原電池失去電子的電極稱為陰極原電池失去電子的電極稱為陰極B.B.電解池的陽(yáng)極、原電池的負(fù)極上都發(fā)生氧化反應(yīng)電解池的陽(yáng)極、原電池的負(fù)極上
27、都發(fā)生氧化反應(yīng)C.C.原電池的兩極,一定要由活潑性不同的兩種金屬組成原電池的兩極,一定要由活潑性不同的兩種金屬組成D.D.電解時(shí)電解池的陽(yáng)極一定是陰離子放電電解時(shí)電解池的陽(yáng)極一定是陰離子放電【解析【解析】選選B B。A A項(xiàng),原電池中失去電子的電極叫負(fù)極,項(xiàng),原電池中失去電子的電極叫負(fù)極,A A錯(cuò)誤;錯(cuò)誤;C C項(xiàng),不一定是由兩種金屬組成,也可以是金屬和非金屬,如項(xiàng),不一定是由兩種金屬組成,也可以是金屬和非金屬,如石墨電極,石墨電極,C C錯(cuò)誤;錯(cuò)誤;D D項(xiàng),當(dāng)陽(yáng)極為活性金屬時(shí),表現(xiàn)為電極項(xiàng),當(dāng)陽(yáng)極為活性金屬時(shí),表現(xiàn)為電極溶解而不是電解質(zhì)溶液中陰離子放電,溶解而不是電解質(zhì)溶液中陰離子放電,D
28、 D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。9.9.利用電解法可將含有利用電解法可將含有FeFe、ZnZn、AgAg、PtPt等雜質(zhì)的粗銅提純,等雜質(zhì)的粗銅提純,下列敘述正確的是下列敘述正確的是( )( )A.A.電解時(shí)以精銅作陽(yáng)極電解時(shí)以精銅作陽(yáng)極B.B.電解時(shí)陰極發(fā)生氧化反應(yīng)電解時(shí)陰極發(fā)生氧化反應(yīng)C.C.粗銅連接電源負(fù)極,其電極反應(yīng)式為粗銅連接電源負(fù)極,其電極反應(yīng)式為Cu-2eCu-2e- -=Cu=Cu2+2+D.D.電解后,電解槽底部會(huì)形成含少量電解后,電解槽底部會(huì)形成含少量AgAg、PtPt等金屬的陽(yáng)極泥等金屬的陽(yáng)極泥D10.10.觀察下列幾個(gè)裝置示意圖,有關(guān)敘述正確的是觀察下列幾個(gè)裝置示意圖,有關(guān)敘述正確的是
29、( )( )A.A.裝置裝置中陽(yáng)極上析出紅色固體中陽(yáng)極上析出紅色固體B.B.裝置裝置的待鍍鐵制品應(yīng)與電源正極相連的待鍍鐵制品應(yīng)與電源正極相連C.C.裝置裝置中外電路電子由中外電路電子由a a極流向極流向b b極極D.D.裝置裝置的陽(yáng)極反應(yīng)為:的陽(yáng)極反應(yīng)為:2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2【解析【解析】選選C C。裝置。裝置中陽(yáng)極反應(yīng)為中陽(yáng)極反應(yīng)為2Cl2Cl- -2e-2e- -=Cl=Cl2 2,A A錯(cuò);錯(cuò);裝置裝置是電鍍裝置,待鍍鐵制品應(yīng)作陰極,即與電源負(fù)極相是電鍍裝置,待鍍鐵制品應(yīng)作陰極,即與電源負(fù)極相連,連,B B錯(cuò);裝置錯(cuò);裝置中外電路電子應(yīng)從負(fù)極中外電路電子應(yīng)從負(fù)極(
30、a(a極極) )流向正極流向正極(b(b極極) ),C C對(duì);裝置對(duì);裝置的陽(yáng)極反應(yīng)為的陽(yáng)極反應(yīng)為2Cl2Cl- -2e-2e- -=Cl=Cl2 2,D D錯(cuò)。錯(cuò)。11.11.如圖,將銅片和鋅片焊接在如圖,將銅片和鋅片焊接在一起組成一起組成A A電極,電極,B B為碳棒,進(jìn)為碳棒,進(jìn)行電解實(shí)驗(yàn),電解液中含硝酸行電解實(shí)驗(yàn),電解液中含硝酸銀和硝酸銅各銀和硝酸銅各0.1 mol0.1 mol。已知電。已知電路中通過路中通過0.2 mol 0.2 mol 電子。電子。(1)(1)請(qǐng)寫出請(qǐng)寫出A A、B B兩極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式:兩極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式:A A:;:;B B:。:。(2)(2)請(qǐng)分
31、析請(qǐng)分析A A、B B兩極質(zhì)量變化情況為兩極質(zhì)量變化情況為A A:;:;B B:。:?!窘馕觥窘馕觥?1)(1)當(dāng)活性電極作陽(yáng)極時(shí),陽(yáng)極要溶解,由于鋅比銅當(dāng)活性電極作陽(yáng)極時(shí),陽(yáng)極要溶解,由于鋅比銅活潑,所以活潑,所以A A電極的電極反應(yīng)式為:電極的電極反應(yīng)式為:Zn-2eZn-2e- -=Zn=Zn2+2+;陰極上;陰極上溶液中的陽(yáng)離子放電,由于氧化性:溶液中的陽(yáng)離子放電,由于氧化性:AgAg+ +CuCu2+2+,AgAg+ + 優(yōu)先放電,優(yōu)先放電,由由AgAg+ +、CuCu2+2+各為各為0.1 mol0.1 mol且電路中通過且電路中通過0.2 mol0.2 mol電子知,電子知,Ag
32、Ag+ +完完全放電后,全放電后,CuCu2+2+只有一半放電,則只有一半放電,則B B電極的電極反應(yīng)式為:先電極的電極反應(yīng)式為:先2Ag2Ag+ +2e+2e- -=2Ag=2Ag,后,后CuCu2+2+2e+2e- -=Cu=Cu。(2)(2)由兩極轉(zhuǎn)移電子數(shù)由兩極轉(zhuǎn)移電子數(shù)目相等知,鋅失目相等知,鋅失0.2 mol0.2 mol電子需溶解電子需溶解0.1 mol0.1 mol鋅,即鋅,即A A極質(zhì)量減極質(zhì)量減少少6.5 g6.5 g,在,在B B極上,先析出極上,先析出0.1 mol0.1 mol銀,后析出銀,后析出0.05 mol 0.05 mol 銅,則銅,則B B極質(zhì)量增加極質(zhì)量增
33、加(10.8+3.2)g(10.8+3.2)g。答案:答案:(1)Zn-2e(1)Zn-2e- -=Zn=Zn2+2+先先2Ag2Ag+ +2e+2e- -=2Ag=2Ag,后,后CuCu2+2+2e+2e- -=Cu=Cu(2)(2)減少減少6.5 g6.5 g增加增加14 g14 g12(2012南平高二檢測(cè)南平高二檢測(cè))右圖為直流電源電右圖為直流電源電解稀解稀Na2SO4水溶液的裝置。通電后在石墨水溶液的裝置。通電后在石墨電極電極a和和b附近分別滴加一滴石蕊溶液,下列附近分別滴加一滴石蕊溶液,下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中正確的是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中正確的是()A逸出氣體的體積,逸出氣體的體積,a電極的小于電極的
34、小于b電極的電極的B一電極逸出無味氣體,另一電極逸出刺一電極逸出無味氣體,另一電極逸出刺激性氣味氣體激性氣味氣體Ca電極附近呈紅色,電極附近呈紅色,b電極附近呈藍(lán)色電極附近呈藍(lán)色Da電極附近呈藍(lán)色,電極附近呈藍(lán)色,b電極附近呈紅色電極附近呈紅色解析:選解析:選D。本題考查電解知識(shí)。電解。本題考查電解知識(shí)。電解Na2SO4溶液其實(shí)質(zhì)是電解水,溶液其實(shí)質(zhì)是電解水,a與電源負(fù)極與電源負(fù)極相連為電解池的陰極,相連為電解池的陰極,H2O電離產(chǎn)生的電離產(chǎn)生的H在在該極獲得電子產(chǎn)生該極獲得電子產(chǎn)生H2,同時(shí)生成,同時(shí)生成OH:2H2O2e=H22OH,產(chǎn)生的,產(chǎn)生的OH與石蕊作用呈藍(lán)色。與石蕊作用呈藍(lán)色。題
35、型探究權(quán)威預(yù)測(cè)題型探究權(quán)威預(yù)測(cè) (2012深圳高二質(zhì)檢深圳高二質(zhì)檢)如圖所示,甲如圖所示,甲是剛浸過是剛浸過Na2SO4溶液的濾紙,溶液的濾紙,A、B兩銅片兩銅片通過導(dǎo)線連接電源兩極,在銅片間的濾紙上通過導(dǎo)線連接電源兩極,在銅片間的濾紙上滴上一滴滴上一滴KMnO4溶液,溶液,電解池陰、陽(yáng)極的判斷電解池陰、陽(yáng)極的判斷通電一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)通電一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)A、B間紫紅色的圓點(diǎn)間紫紅色的圓點(diǎn)向向A極移動(dòng)了一段距離,則與極移動(dòng)了一段距離,則與A相連的是電相連的是電源的源的_極,可發(fā)現(xiàn)濾紙極,可發(fā)現(xiàn)濾紙_極邊緣附近有極邊緣附近有_色出色出現(xiàn)。現(xiàn)?!敬鸢浮敬鸢浮空空鼳藍(lán)藍(lán)電解規(guī)律電解規(guī)律(2)若陰極析出金
36、屬、陽(yáng)極放出若陰極析出金屬、陽(yáng)極放出O2時(shí),電解質(zhì)時(shí),電解質(zhì)的化學(xué)式可能是的化學(xué)式可能是_;(3)兩極分別放出氣體,且體積比為兩極分別放出氣體,且體積比為11,電,電解質(zhì)的化學(xué)式可能是解質(zhì)的化學(xué)式可能是_?!敬鸢浮敬鸢浮?1)H2SO4、HNO3、Ba(NO3)2(2)Cu(NO3)2、CuSO4、AgNO3(3)HCl、BaCl2熱點(diǎn)示例思維拓展熱點(diǎn)示例思維拓展經(jīng)典案例經(jīng)典案例請(qǐng)從下圖中選用必要的裝置進(jìn)行請(qǐng)從下圖中選用必要的裝置進(jìn)行電解飽和食鹽水的實(shí)驗(yàn),要求測(cè)定產(chǎn)生的電解飽和食鹽水的實(shí)驗(yàn),要求測(cè)定產(chǎn)生的H2的體積的體積(大于大于25 mL),并檢驗(yàn),并檢驗(yàn)Cl2的氧化性。的氧化性。(1)A極
37、發(fā)生的電極反應(yīng)式是極發(fā)生的電極反應(yīng)式是_,B極發(fā)生的電極反應(yīng)式是極發(fā)生的電極反應(yīng)式是_。(2)電源、電流表與電源、電流表與A、B兩極的正確連接兩極的正確連接順序?yàn)椋喉樞驗(yàn)椋篗()()()()L。(3)設(shè)計(jì)上述氣體實(shí)驗(yàn)裝置時(shí),各接口的正確設(shè)計(jì)上述氣體實(shí)驗(yàn)裝置時(shí),各接口的正確連接順序是:連接順序是:()接接()、()接接A、B接接()、()、接、接()。【解析【解析】本題將電解知識(shí)與定量實(shí)驗(yàn)】本題將電解知識(shí)與定量實(shí)驗(yàn)(測(cè)定測(cè)定H2的體積的體積)和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)(檢驗(yàn)檢驗(yàn)Cl2的氧化性的氧化性)結(jié)結(jié)合在一起,具有一定的綜合性。合在一起,具有一定的綜合性。(1)根據(jù)電解池電極的不同,可知根據(jù)電解池
38、電極的不同,可知A極極(Fe)為為負(fù)極,電子流入,產(chǎn)生負(fù)極,電子流入,產(chǎn)生H2;陽(yáng)極產(chǎn)生;陽(yáng)極產(chǎn)生Cl2。電極反應(yīng)式分別是電極反應(yīng)式分別是2H2e=H2,2Cl2e=Cl2。(2)可以將電源與電流計(jì)交換順序連接到裝置可以將電源與電流計(jì)交換順序連接到裝置中,為中,為MKJBAL。(3)A前反接前反接(收集產(chǎn)生的收集產(chǎn)生的H2)、B后順接后順接(檢驗(yàn)檢驗(yàn)生成的生成的Cl2并吸收尾氣并吸收尾氣)。其連接順序?yàn)椋?。其連接順序?yàn)椋篐FGDEC?!敬鸢浮敬鸢浮?1)2H2e=H22Cl2e=Cl2(2)KJBA(3)HFGDEC題型探究權(quán)威預(yù)測(cè)題型探究權(quán)威預(yù)測(cè)電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。電解原理在化學(xué)
39、工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。如圖表示一個(gè)電解池,裝有電解液如圖表示一個(gè)電解池,裝有電解液a;X、Y是兩塊電極板,通過導(dǎo)線與直流電源相連。是兩塊電極板,通過導(dǎo)線與直流電源相連。請(qǐng)回答以下問題:請(qǐng)回答以下問題:電解原理的應(yīng)用電解原理的應(yīng)用(1)若若X、Y都是惰性電極,都是惰性電極,a是飽和是飽和NaCl溶液溶液,實(shí)實(shí)驗(yàn)開始時(shí),同時(shí)在兩邊滴入幾滴酚酞試液驗(yàn)開始時(shí),同時(shí)在兩邊滴入幾滴酚酞試液,則:則:電解池中電解池中X極上的電極反應(yīng)式為極上的電極反應(yīng)式為_。在在X極附近觀察到的現(xiàn)象是極附近觀察到的現(xiàn)象是_。Y電極上的電極反應(yīng)式是電極上的電極反應(yīng)式是_,檢驗(yàn),檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是_。(
40、2)如果用電解法精煉粗銅,電解液如果用電解法精煉粗銅,電解液a選用選用CuSO4溶液,則:溶液,則:X電極的材料是電極的材料是_,電極反應(yīng)式,電極反應(yīng)式是是_。Y電極的材料是電極的材料是_,電極反應(yīng)式,電極反應(yīng)式是是_。(說明:雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫出說明:雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫出)【思路點(diǎn)撥【思路點(diǎn)撥】【解析【解析】(1)用惰性電極電解飽和食鹽水時(shí)用惰性電極電解飽和食鹽水時(shí),陽(yáng)極反應(yīng):陽(yáng)極反應(yīng):2Cl2e=Cl2;陰極反應(yīng):;陰極反應(yīng):2H2e=H2。與電源正極相連的為陽(yáng)。與電源正極相連的為陽(yáng)極,反之為陰極。所以極,反之為陰極。所以X極為陰極,極為陰極,Y極為陽(yáng)極為陽(yáng)極。極。X極在反應(yīng)過
41、程中消耗了極在反應(yīng)過程中消耗了H2O電離出的電離出的H,溶液呈堿性,加入酚酞試液,溶液呈堿性,加入酚酞試液,X極附近溶極附近溶液變成紅色;液變成紅色;Y極產(chǎn)生極產(chǎn)生Cl2,能使?jié)駶?rùn)的淀粉,能使?jié)駶?rùn)的淀粉-KI試紙變?yōu)樗{(lán)色。試紙變?yōu)樗{(lán)色。(2)電解精煉粗銅時(shí),用含雜質(zhì)的電解精煉粗銅時(shí),用含雜質(zhì)的Cu為陽(yáng)極,為陽(yáng)極,精銅為陰極。反應(yīng)過程中陽(yáng)極上的精銅為陰極。反應(yīng)過程中陽(yáng)極上的Cu以及比以及比Cu活潑的金屬失去電子,成為離子,進(jìn)入溶活潑的金屬失去電子,成為離子,進(jìn)入溶液,活潑性比液,活潑性比Cu差的金屬形成陽(yáng)極泥;在陰差的金屬形成陽(yáng)極泥;在陰極只有極只有Cu2能得電子成為單質(zhì),其他較活潑能得電子成為
42、單質(zhì),其他較活潑的金屬對(duì)應(yīng)的離子不能得電子。根據(jù)裝置圖,的金屬對(duì)應(yīng)的離子不能得電子。根據(jù)裝置圖,X為陰極,為陰極,Y為陽(yáng)極。所以,為陽(yáng)極。所以,X電極的材料是精電極的材料是精銅,電極反應(yīng)式為銅,電極反應(yīng)式為Cu22e=Cu;Y電極電極的材料是粗銅,電極反應(yīng)式為的材料是粗銅,電極反應(yīng)式為Cu=Cu22e?!敬鸢浮敬鸢浮?1)2H2e=H2有氣泡冒出,溶液變紅色有氣泡冒出,溶液變紅色2Cl2e=Cl2把濕潤(rùn)的淀粉把濕潤(rùn)的淀粉-碘化碘化鉀試紙放在鉀試紙放在Y電極附近,試紙變藍(lán)色電極附近,試紙變藍(lán)色(2)精銅精銅Cu22e=Cu粗銅粗銅Cu2e=Cu2題型探究權(quán)威預(yù)測(cè)題型探究權(quán)威預(yù)測(cè)電解原理在化學(xué)工業(yè)
43、中有廣泛應(yīng)用。電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。如圖表示一個(gè)電解池,裝有電解液如圖表示一個(gè)電解池,裝有電解液a;X、Y是兩塊電極板,通過導(dǎo)線與直流電源相連。是兩塊電極板,通過導(dǎo)線與直流電源相連。請(qǐng)回答以下問題:請(qǐng)回答以下問題:電解原理的應(yīng)用電解原理的應(yīng)用(1)若若X、Y都是惰性電極,都是惰性電極,a是飽和是飽和NaCl溶液溶液,實(shí)實(shí)驗(yàn)開始時(shí),同時(shí)在兩邊滴入幾滴酚酞試液驗(yàn)開始時(shí),同時(shí)在兩邊滴入幾滴酚酞試液,則:則:電解池中電解池中X極上的電極反應(yīng)式為極上的電極反應(yīng)式為_。在在X極附近觀察到的現(xiàn)象是極附近觀察到的現(xiàn)象是_。Y電極上的電極反應(yīng)式是電極上的電極反應(yīng)式是_,檢驗(yàn),檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是
44、該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是_。(2)如果用電解法精煉粗銅,電解液如果用電解法精煉粗銅,電解液a選用選用CuSO4溶液,則:溶液,則:X電極的材料是電極的材料是_,電極反應(yīng)式,電極反應(yīng)式是是_。Y電極的材料是電極的材料是_,電極反應(yīng)式,電極反應(yīng)式是是_。(說明:雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫出說明:雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫出)【答案【答案】(1)2H2e=H2有氣泡冒出,溶液變紅色有氣泡冒出,溶液變紅色2Cl2e=Cl2把濕潤(rùn)的淀粉把濕潤(rùn)的淀粉-碘化碘化鉀試紙放在鉀試紙放在Y電極附近,試紙變藍(lán)色電極附近,試紙變藍(lán)色(2)精銅精銅Cu22e=Cu粗銅粗銅Cu2e=Cu2下圖中電極下圖中電極a、b分別為分別為
45、Ag電極和電極和Pt電極,電極電極,電極c、d都是石墨電極。通電一段時(shí)都是石墨電極。通電一段時(shí)間后,在間后,在c、d兩極上共收集到兩極上共收集到336 mL(標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)狀況狀況)氣體。回答:氣體?;卮穑弘娊獾挠嘘P(guān)計(jì)算電解的有關(guān)計(jì)算(1)直流電源中,直流電源中,M極為極為_極。極。(2)Pt電極上生成的物質(zhì)是電極上生成的物質(zhì)是_,其,其質(zhì)量為質(zhì)量為_g。(3)電源輸出的電子,其物質(zhì)的量與電極電源輸出的電子,其物質(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溶液的濃度溶液的濃度_(填填“增大增大”、“減小減小”或或“不變不變”,下同,下同),硫酸的濃度,硫酸的濃度_。(5)若硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由若硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由5.00%變?yōu)樽優(yōu)?.02%,則,則原原5.00%的硫酸溶液質(zhì)量為的硫酸溶液質(zhì)量為_g?!舅悸伏c(diǎn)撥【思路點(diǎn)撥】解答本題要注意以下兩點(diǎn):解答本題要注意以下兩點(diǎn):(1)熟練掌握電解原理。熟練
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