第十四講電解池工作原理.ppt

1、3一種碳納米管能夠吸附氫氣，可作二次電池一種碳納米管能夠吸附氫氣，可作二次電池(如圖所示如圖所示)的碳電極。該電池的電解質(zhì)溶液為的碳電極。該電池的電解質(zhì)溶液為6 molL1的的KOH溶液，下列說法正確的是溶液，下列說法正確的是A充電時(shí)陰極發(fā)生氧化反應(yīng)充電時(shí)陰極發(fā)生氧化反應(yīng)B充電時(shí)將碳電極與電源的正極相連充電時(shí)將碳電極與電源的正極相連C放電時(shí)碳電極反應(yīng)為放電時(shí)碳電極反應(yīng)為H22e=2HD放電時(shí)鎳電極反應(yīng)為放電時(shí)鎳電極反應(yīng)為 NiO(OH)H2Oe=Ni(OH)2OHD4以甲烷燃料電池為例來分析在不同的環(huán)境下以甲烷燃料電池為例來分析在不同的環(huán)境下電極反應(yīng)式的書寫方法：電極反應(yīng)式的書寫方法：(1)酸

2、性條件酸性條件燃料電池總反應(yīng)式：燃料電池總反應(yīng)式：CH42O2=CO22H2 燃料電池正極反應(yīng)式：燃料電池正極反應(yīng)式：O24H4e=2H2 2，得燃料電池負(fù)極反應(yīng)式：，得燃料電池負(fù)極反應(yīng)式：_。CH48e2H2O=CO28H(2)堿性條件堿性條件燃料電池總反應(yīng)式：燃料電池總反應(yīng)式：CH42O22NaOH=Na2CO33H2O 燃料電池正極反應(yīng)式：燃料電池正極反應(yīng)式：O22H2O4e=4OH 2，得燃料電池負(fù)極反應(yīng)式：，得燃料電池負(fù)極反應(yīng)式：_。CH410OH8e=CO32-7H2O(3)固體電解質(zhì)固體電解質(zhì)(高溫下能傳導(dǎo)高溫下能傳導(dǎo)O2)燃料電池總反應(yīng)式：燃料電池總反應(yīng)式：CH42O2=CO2

3、2H2O 燃料電池正極反應(yīng)式：燃料電池正極反應(yīng)式：O24e=2O22，得燃料電池負(fù)極反應(yīng)式：，得燃料電池負(fù)極反應(yīng)式：_。 CH44O28e=CO22H2O(4)熔融碳酸鹽熔融碳酸鹽(如：熔融如：熔融K2CO3)環(huán)境下環(huán)境下電池總反應(yīng)式：電池總反應(yīng)式：CH42O2=CO22H2O正極電極反應(yīng)式：正極電極反應(yīng)式：O22CO24e=2CO32-2，得燃料電池負(fù)極反應(yīng)式：，得燃料電池負(fù)極反應(yīng)式：_。CH44CO32-8e=5CO22H2O1下列反應(yīng)沒有涉及原電池的是下列反應(yīng)沒有涉及原電池的是A生鐵投入稀鹽酸中生鐵投入稀鹽酸中B銅片與銀片用導(dǎo)線連接后，同時(shí)插入銅片與銀片用導(dǎo)線連接后，同時(shí)插入FeCl3溶

4、液中溶液中C純鋅投入硫酸銅溶液中純鋅投入硫酸銅溶液中D含銅的鋁片投入濃硫酸中含銅的鋁片投入濃硫酸中D作業(yè)處理：作業(yè)處理：5下圖下圖、分別是甲、乙兩組同學(xué)將反應(yīng)分別是甲、乙兩組同學(xué)將反應(yīng)“AsO43-2I2HAsO33-I2H2O”設(shè)計(jì)成的原電池裝置，其中設(shè)計(jì)成的原電池裝置，其中C1、C2均為碳棒。甲均為碳棒。甲組向圖組向圖燒杯中逐滴加入適量濃鹽酸；乙組向圖燒杯中逐滴加入適量濃鹽酸；乙組向圖B燒杯中逐滴加入適量燒杯中逐滴加入適量40% NaOH溶液。溶液。下列敘述中正確的是下列敘述中正確的是A甲組操作時(shí)，電流計(jì)甲組操作時(shí)，電流計(jì)(G)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)B甲組操作時(shí)，溶液顏色變淺甲組操作時(shí)，

5、溶液顏色變淺C乙組操作時(shí)，乙組操作時(shí)，C2做正極做正極D乙組操作時(shí)，乙組操作時(shí)，C1上發(fā)生的電極反應(yīng)為上發(fā)生的電極反應(yīng)為I22e=2ID7一種太陽能電池的工作原理如下圖所示，電一種太陽能電池的工作原理如下圖所示，電解質(zhì)為鐵氰化鉀解質(zhì)為鐵氰化鉀K3Fe(CN)6和亞鐵氰化鉀和亞鐵氰化鉀K4Fe(CN)6的混合溶液，下列說法不正確的是的混合溶液，下列說法不正確的是AK移向催化劑移向催化劑bB催化劑催化劑a表面發(fā)生的表面發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)：化學(xué)反應(yīng)：Fe(CN)64e=Fe(CN)63CFe(CN)63在催化劑在催化劑b表面表面被氧化被氧化D電解池溶液中的電解池溶液中的Fe(CN)64和和Fe(CN)6

6、3濃度基本保持不濃度基本保持不變變C8一種仿綠色植物葉片的太陽能電池如圖所一種仿綠色植物葉片的太陽能電池如圖所示，利用示，利用CO2和和H2O制取能源物質(zhì)甲醇，下列說制取能源物質(zhì)甲醇，下列說法正確的是法正確的是ACO2和和H2O光合作用生成光合作用生成CH3OH和和O2，同時(shí)放出熱量，同時(shí)放出熱量B電極電極a上發(fā)生還原反應(yīng)上發(fā)生還原反應(yīng)C電極電極b上發(fā)生的反應(yīng)為上發(fā)生的反應(yīng)為CO26H6e=CH3OHH2OD每生成每生成1 mol O2，同時(shí)生成，同時(shí)生成1 mol CH3OHC9由由NO2、O2、熔融鹽、熔融鹽NaNO3組成的燃料電池組成的燃料電池如圖所示，在使用過程中石墨如圖所示，在使用過

7、程中石墨電極反應(yīng)生成電極反應(yīng)生成一種氧化物一種氧化物Y，下列有關(guān)說法正確的是，下列有關(guān)說法正確的是A石墨石墨極為正極，石墨極為正極，石墨極為負(fù)極極為負(fù)極BY的化學(xué)式可能為的化學(xué)式可能為N2O5C石墨石墨極的電極反應(yīng)式為極的電極反應(yīng)式為 NO2NO3-e=N2O5D石墨石墨極上發(fā)生氧化反應(yīng)極上發(fā)生氧化反應(yīng)BC10實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，298 K時(shí)，在時(shí)，在FeCl3酸性溶液中酸性溶液中加少量鋅粒后，加少量鋅粒后，F(xiàn)e3立即被還原成立即被還原成Fe2。某夏。某夏令營興趣小組根據(jù)該實(shí)驗(yàn)事實(shí)設(shè)計(jì)了如圖所示令營興趣小組根據(jù)該實(shí)驗(yàn)事實(shí)設(shè)計(jì)了如圖所示原電池裝置。下列有關(guān)說法正確的是原電池裝置。下列有關(guān)說法正確

8、的是A該原電池的正極反應(yīng)是該原電池的正極反應(yīng)是Fe3e=Fe2B左燒杯中溶液的血紅色逐漸褪去左燒杯中溶液的血紅色逐漸褪去C該電池鉑電極上有氣泡出現(xiàn)該電池鉑電極上有氣泡出現(xiàn)D該電池總反應(yīng)為該電池總反應(yīng)為3Zn2Fe3=2Fe3Zn2AB1.理解電解池的工作原理理解電解池的工作原理，能寫出常見能寫出常見的簡(jiǎn)單電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式的簡(jiǎn)單電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。2.認(rèn)識(shí)金屬腐蝕的危害，理解金屬發(fā)生認(rèn)識(shí)金屬腐蝕的危害，理解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因，電化學(xué)腐蝕的原因，能運(yùn)用恰當(dāng)?shù)拇胧┠苓\(yùn)用恰當(dāng)?shù)拇胧┓乐硅F、鋁等金屬腐蝕防止鐵、鋁等金屬腐蝕?？季V要求考綱要求 問題一問題一：什么是電解池？該裝置有何特點(diǎn)

9、？：什么是電解池？該裝置有何特點(diǎn)？是一種電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置；有外接電源是一種電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置；有外接電源問題二：有關(guān)電解池工作原理問題二：有關(guān)電解池工作原理（一）如何判斷陰陽極？陰陽極反應(yīng)的本質(zhì)是（一）如何判斷陰陽極？陰陽極反應(yīng)的本質(zhì)是什么？什么？（二）電解時(shí)，電流方向如何？電子流向如何？（二）電解時(shí)，電流方向如何？電子流向如何？電解液中陰陽離子移動(dòng)方向如何？電解液中陰陽離子移動(dòng)方向如何？與電源正極連接的為陽極，發(fā)生氧化反與電源正極連接的為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)應(yīng)與電源負(fù)極連接的為陰極，發(fā)生還原反與電源負(fù)極連接的為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)應(yīng)（三）陰陽極放電順序如何？（三）陰陽極放電順序如何？I

10、陰極：陽離子放電順序：陰極：陽離子放電順序：AgFe3Cu2H(酸酸)Fe2Zn2H(水水)Al3Mg2NaCa2K在水溶液中不可能放電在水溶液中不可能放電陽極：活潑電極陽極：活潑電極S2IBrClOH含氧酸根離子含氧酸根離子 牢記！牢記！問題三：分析電解過程的思維程序是什問題三：分析電解過程的思維程序是什么？分析方法是什么？么？分析方法是什么？1右圖為直流電源電解稀右圖為直流電源電解稀Na2SO4水溶液的裝置。通電水溶液的裝置。通電后在石墨電極后在石墨電極a和和b附近分別滴加幾滴石蕊溶液。下列實(shí)附近分別滴加幾滴石蕊溶液。下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象描述正確的是驗(yàn)現(xiàn)象描述正確的是 ()A逸出氣體的體積，逸出氣

11、體的體積，a電極的小于電極的小于b電極的電極的B一電極逸出無味氣體，另一電極逸出刺激性氣體一電極逸出無味氣體，另一電極逸出刺激性氣體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跟進(jìn)訓(xùn)練：跟進(jìn)訓(xùn)練：D2用惰性電極電解一定濃度的用惰性電極電解一定濃度的CuSO4溶液，通電溶液，通電一段時(shí)間后，向所得的溶液中加入一段時(shí)間后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后恰好恢復(fù)到電解前的濃度和后恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH。則下。則下列說法正確的是列說法正確的是()A電解過程中陰極沒有氣體生成電解過程中陰極沒

12、有氣體生成B電解過程中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為電解過程中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為0.4 molC原原CuSO4溶液的濃度為溶液的濃度為0.1 molL1D電解過程中陽極收集到的氣體體積為電解過程中陽極收集到的氣體體積為1.12 L(標(biāo)況下標(biāo)況下)CuOCu1/2O22e-Cu(OH)2CuOH2OH2OH21/2O22e-B 3按要求書寫電極反應(yīng)式和總方程式按要求書寫電極反應(yīng)式和總方程式(1)用惰性電極電解用惰性電極電解AgNO3溶液：溶液：陽極反應(yīng)式陽極反應(yīng)式_；陰極反應(yīng)式陰極反應(yīng)式_；總反應(yīng)離子方程式總反應(yīng)離子方程式_。(2)用惰性電極電解用惰性電極電解MgCl2溶液溶液陽極反應(yīng)式陽極反應(yīng)式_

13、；陰極反應(yīng)式陰極反應(yīng)式_；總反應(yīng)離子方程式總反應(yīng)離子方程式_。(3)用鐵作電極電解用鐵作電極電解NaCl溶液溶液陽極反應(yīng)式陽極反應(yīng)式_；陰極反應(yīng)式陰極反應(yīng)式_；總化學(xué)方程式總化學(xué)方程式_。(4)用銅作電極電解鹽酸溶液用銅作電極電解鹽酸溶液陽極反應(yīng)式陽極反應(yīng)式_；陰極反應(yīng)式陰極反應(yīng)式_；總反應(yīng)離子方程式總反應(yīng)離子方程式_。(5)用用Al作電極電解作電極電解NaOH溶液溶液陰極反應(yīng)式陰極反應(yīng)式_；陽極反應(yīng)式陽極反應(yīng)式_；總反應(yīng)離子方程式總反應(yīng)離子方程式_。(6)用惰性電極電解熔融用惰性電極電解熔融MgCl2陰極反應(yīng)式陰極反應(yīng)式_；陽極反應(yīng)式陽極反應(yīng)式_；總反應(yīng)離子方程式總反應(yīng)離子方程式_。4(1)

14、以鋁材為陽極，在以鋁材為陽極，在H2SO4溶液中電解，鋁材溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，陽極電極反應(yīng)式為表面形成氧化膜，陽極電極反應(yīng)式為_，石墨作陰極，石墨作陰極，NaHCO3溶液作電解液進(jìn)行電解，溶液作電解液進(jìn)行電解，生成難溶物生成難溶物R，R 受熱分解生成化合物受熱分解生成化合物Q。寫出陽。寫出陽極生成極生成R的電極反應(yīng)式：的電極反應(yīng)式：_。陽極：陽極：2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+陽極：陽極：2Al+3HCO3-6e-=Al(OH)3+3CO2(1)寫出寫出B裝置中的電極反應(yīng)式：裝置中的電極反應(yīng)式：Pt極極_；Fe極極_。2H2O+2e-=H2+2OH-Fe-2e-=Fe

15、2+(2)寫出觀察到的寫出觀察到的A裝置中的現(xiàn)象：裝置中的現(xiàn)象：_；_；_。燒瓶中形成紅色噴泉燒瓶中形成紅色噴泉燒瓶中液面上升到一定高度，又下降到與導(dǎo)管口平齊燒瓶中液面上升到一定高度，又下降到與導(dǎo)管口平齊燒杯中液體呈紅色，導(dǎo)管口有氣泡冒出燒杯中液體呈紅色，導(dǎo)管口有氣泡冒出(3)當(dāng)觀察到當(dāng)觀察到A裝置中的現(xiàn)象后，裝置中的現(xiàn)象后，他們關(guān)閉止水夾他們關(guān)閉止水夾a，打開止水夾，打開止水夾b，再觀察再觀察C裝置。若無現(xiàn)象，說明裝置。若無現(xiàn)象，說明理由；若有現(xiàn)象，請(qǐng)寫出有關(guān)反理由；若有現(xiàn)象，請(qǐng)寫出有關(guān)反應(yīng)方程式應(yīng)方程式Fe2+2OH-=Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(4)

16、若想達(dá)到電解若想達(dá)到電解NaCl溶液的目的，應(yīng)如何改進(jìn)溶液的目的，應(yīng)如何改進(jìn)裝置，請(qǐng)?zhí)岢瞿愕囊庖娧b置，請(qǐng)?zhí)岢瞿愕囊庖奯。Fe電極換成惰性電極電極換成惰性電極(1)若若X、Y是惰性電極，是惰性電極，a是飽和是飽和NaCl溶液，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，同時(shí)在溶液，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，同時(shí)在兩邊各滴入幾滴酚酞，則：兩邊各滴入幾滴酚酞，則：電解池中電解池中X極上的電極反應(yīng)式是極上的電極反應(yīng)式是_，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_。2H2O+2e-=H2+2OH-有氣泡產(chǎn)生，溶液變紅有氣泡產(chǎn)生，溶液變紅 X極上的電極反應(yīng)式是極上的電極反應(yīng)式是2Cl-2e-=Cl2如何檢驗(yàn)如何檢驗(yàn)Y電極產(chǎn)物：電極產(chǎn)物：將濕潤

17、的淀粉碘化鉀試紙至于將濕潤的淀粉碘化鉀試紙至于C處，看是否變藍(lán)處，看是否變藍(lán)(2)若用電解方法精煉粗銅，電解液若用電解方法精煉粗銅，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)式是電極反應(yīng)式是_。Y電極的材料是電極的材料是_，電極反應(yīng)式是電極反應(yīng)式是_(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)。當(dāng)電路中有當(dāng)電路中有0.04 mol電子通過時(shí)，陰電子通過時(shí)，陰極增重極增重_ g。純銅純銅Cu2+2e-=Cu粗銅粗銅Cu-2e-=Cu2+1.28D0.1mol/L(3)實(shí)驗(yàn)室中很難用亞鐵鹽溶液與燒堿反應(yīng)制得白實(shí)驗(yàn)室中很難用亞鐵鹽溶液

18、與燒堿反應(yīng)制得白色純凈的色純凈的Fe(OH)2沉淀。某同學(xué)利用上圖裝置，沉淀。某同學(xué)利用上圖裝置，只更換一個(gè)電極，通過電解法制取較純凈的只更換一個(gè)電極，通過電解法制取較純凈的Fe(OH)2沉淀，且較長(zhǎng)時(shí)間不變色。該同學(xué)換上沉淀，且較長(zhǎng)時(shí)間不變色。該同學(xué)換上的電解材料是的電解材料是_(用元素符號(hào)表示用元素符號(hào)表示)，總，總的反應(yīng)式是的反應(yīng)式是_。FeFe+2H2O=Fe(OH)2+H2通電通電(2)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)殺被

19、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。對(duì)電源電極名稱和消毒液菌能力的消毒液，設(shè)計(jì)了如圖的裝置。對(duì)電源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是的主要成分判斷正確的是_(填字母序號(hào)填字母序號(hào))。B AC陽極陽極:CO(NH2)2+8OH-6e-=CO32-+N2+6H2O陰極：陰極：6H2O+6e-=3H2+6OH-(1)圖中圖中a極要連接電源的極要連接電源的(填填“正正”或或“負(fù)負(fù)_極，極，C口流出的物質(zhì)是口流出的物質(zhì)是_。負(fù)極負(fù)極(2)SO32-放電的電極反應(yīng)式為放電的電極反應(yīng)式為_。SO32-+H2O-2e-=2H+SO42-硫酸硫酸2（2014全國理綜全國理綜II化學(xué)卷，化

20、學(xué)卷，T12）2013年年3月月我國科學(xué)家報(bào)道了如圖所示的水溶液鋰離子電池我國科學(xué)家報(bào)道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯(cuò)誤的是體系。下列敘述錯(cuò)誤的是Aa為電池的正極為電池的正極B電池充電反應(yīng)為電池充電反應(yīng)為L(zhǎng)iMn2O4=Li1-xMn2O4+xLiC放電時(shí)，放電時(shí)，a極鋰的化合極鋰的化合價(jià)發(fā)生變化價(jià)發(fā)生變化D放電時(shí)，溶液中的放電時(shí)，溶液中的Li+從從b向向a遷移遷移C3（2014福建理綜化學(xué)卷，福建理綜化學(xué)卷，T11）某原電池裝某原電池裝置如右圖所示，電池總反應(yīng)為置如右圖所示，電池總反應(yīng)為2AgCl22AgCl。下列說法正確的是下列說法正確的是A正極反應(yīng)為正極反應(yīng)為AgCl eA

21、g ClB放電時(shí)，交換膜右側(cè)溶液放電時(shí)，交換膜右側(cè)溶液中有大量白色沉淀生成中有大量白色沉淀生成C若用若用NaCl溶液代替鹽酸，則溶液代替鹽酸，則電池總反應(yīng)隨之改變電池總反應(yīng)隨之改變D當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.01 mol e時(shí)，時(shí)，交換膜左側(cè)溶液中約減少交換膜左側(cè)溶液中約減少0.02 mol離子離子D9（2014上海單科化學(xué)卷，上海單科化學(xué)卷，T12）如右圖，如右圖，將鐵棒和石墨棒插入盛有飽和將鐵棒和石墨棒插入盛有飽和NaCl溶液的溶液的U型型管中，下列分析正確的是管中，下列分析正確的是Fe C K1 K2 飽和飽和NaCl溶液溶液 GAK1閉合，鐵棒上發(fā)生的反應(yīng)為閉合，鐵棒上發(fā)生的反應(yīng)為2H+2eH2BK1閉合，石墨棒周圍溶液閉合，石墨棒周圍溶液pH逐漸逐漸升高升高CK2閉合，鐵棒不會(huì)被腐蝕，屬于犧牲閉合，鐵棒不會(huì)被腐蝕，屬于犧牲