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文檔簡介

1、一、電解池自我診斷1.如圖為以惰性電極進展電解:根底清點第3講 電解池的任務(wù)原理及運用 金屬的腐蝕與防護1寫出A、B、C、D各電極上的電極方程式:A.,B.,C.,D.。 2在A、B、C、D各電極上析出生成物的物質(zhì)的量之比為。答案 1Cu2+2e- Cu 2Cl- -2e- Cl22Ag+2e- 2Ag 4OH-4e- 2H2O+O222241 解析 該題在串聯(lián)的條件下進展電解。A、B、C、D分別發(fā)生如下反響:Cu2+2e- Cu;2Cl-2e- Cl2;2Ag+2e- 2Ag;4OH-4e- 2H2O+O2。由得失電子守恒可知在四個電極依次析出物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為nCun(Cl2)n(Ag)

2、 n(O2)=2241。根底回歸1.電解原理:使電流經(jīng)過電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì)而在 引起 的過程。2.電解池也叫電解槽:把 轉(zhuǎn)變?yōu)?的 安裝。3.電解池的組成和任務(wù)原理電解CuCl2溶液陰、陽兩極氧化復原反響電能化學能陰極陽極氧化反響復原反響Cu2+2e- Cu2Cl-2e- Cl2二、電解原理的運用自我診斷 2.電解原理在化學工業(yè)中有廣泛運用。如圖表示一個電解池,裝有電解液a;X、Y是兩塊電極板,經(jīng)過導線與直流電源相連。請回答以下問題: 1假設(shè)X、Y都是惰性電極,a是飽和NaCl溶液,實驗開場時,同時在兩邊各滴入幾滴酚酞溶液,那么 電解池中X電極上的電極反響式為 ,在X電極附近察看到的景象

3、是 。 Y電極上的電極反響式為 , 檢驗該電極反響產(chǎn)物的方法是 。 2如要用電解方法精煉粗銅,電解液a選用CuSO4溶液,那么X電極的資料是,電極反響式為。 Y電極的資料是 ,電極反響式為 。闡明:雜質(zhì)發(fā)生的電極反響不用寫出 解析 1用惰性電極電解飽和食鹽水時,陽極反應(yīng)2Cl-2e- Cl2;陰極反響H+2e- H2。 與電源正極相連的為陽極,反之為陰極。所以X 為陰極,Y為陽極。X極在反響過程中耗費了H2O 電離出的H+,溶液呈堿性,參與酚酞溶液變成紅色; Y極產(chǎn)生Cl2,能使潮濕的淀粉-KI試紙變成藍色。 2電解精煉Cu時,用含雜質(zhì)的Cu為陽極,純Cu為陰極。反響過程中陽極上Cu以及比Cu

4、活潑的金屬失去電子,成為離子,進入溶液,活潑性比Cu差的金屬構(gòu)成陽極泥;在陰極只需Cu2+能得電子 成為單質(zhì),其他較活潑金屬對應(yīng)的離子不能得電子。 根據(jù)安裝圖,X為陰極,Y為陽極。所以,X電極的資料是純銅,電極反響式為Cu2+2e- Cu;Y電極資料是粗銅,電極反響式為Cu-2e- Cu2+。 答案 12H+2e- H2 放出氣體,溶液變紅 2Cl-2e- Cl2 把潮濕的淀粉-KI試紙放在Y電極附近,試紙變藍色 2純銅 Cu2+2e- Cu 粗銅 Cu-2e- Cu2+根底回歸1.電解飽和食鹽水電極反響陽極反響式: 反響)陰極反響式: 反響總反響方程式:2NaCl+2H2O 2NaOH+H2

5、+Cl2離子反響方程式:2Cl-+2H2O 2OH-+H2+Cl2運用:氯堿工業(yè)制 、 和 。2Cl-2e- Cl22H+2e- H2氧化復原燒堿氯氣氫氣2.電鍍銅或電解精煉銅 1兩極資料:待鍍金屬或精銅作 極, 鍍層金屬或粗銅作 極。 2電極反響:陽極: ;陰極: 。3電解質(zhì)溶液:CuSO4溶液。3.電解冶煉鈉電解熔融NaCl1電極反響:陽極: ; 陰極: 。2總反響方程式: 。3運用:冶煉 等活潑金屬。陰陽Cu-2e- Cu2+Cu2+2e- Cu2Cl-2e- Cl22Na+2e- 2Na2NaCl (熔解) 2Na+Cl2Na、Mg、Al、Ca 粗銅中往往含有鋅、鐵、鎳、銀、金等多種金

6、屬雜質(zhì),當含雜質(zhì)的銅在陽極不斷溶解時,金屬活動性位于銅之前的金屬雜質(zhì),如Zn、Fe、Ni等也會同時失去電子,但是它們的陽離子比銅離子難以復原,所以它們并不能在陰極析出,而只能以離子的方式留在電解液里;金屬活動性位于銅之后的銀、金等雜質(zhì),由于失去電子的才干比銅弱,難以在陽極失去電子變成陽離子而溶解,所以當陽極的銅等失去電子變成陽離子溶解之后,它們以金屬單質(zhì)的方式堆積在電解槽底,構(gòu)成陽極泥。指點迷津A.B.C.D.三、金屬的腐蝕與防護自我診斷3.如下圖,各燒杯中盛有海水,鐵在其中被腐蝕由 快到慢的順序為 解析 是Fe為負極,雜質(zhì)碳為正極的原電池腐蝕, 是鐵的吸氧腐蝕,腐蝕較慢。其電極反響式為:負

7、極Fe-2e- Fe2+,正極2H2O+O2+4e- 4OH-。 均為原電池安裝,中Fe為正極,被維護;中Fe為負極,均被腐蝕。但Fe和Cu的金屬活潑性差別大于Fe和Sn的,故FeCu原電池中Fe被腐蝕較快。是Fe接電源正極作陽極,Cu接電源負極作陰極的電解腐蝕,加快了Fe的腐蝕。是Fe接電源負極作陰極,Cu接電源正極作陽極的電解腐蝕,防止了Fe的腐蝕。根據(jù)以上分析可知:鐵在其中被腐蝕由快到慢的順序為。 答案 C根底回歸1.金屬腐蝕的本質(zhì):金屬原子 變?yōu)?,金屬發(fā)生 。2.金屬腐蝕的類型 1化學腐蝕與電化學腐蝕失去電子金屬陽離子化學腐蝕 電化學腐蝕 條件 金屬跟 接觸 不純金屬或合金跟 接觸

8、現(xiàn)象 電流產(chǎn)生 電流產(chǎn)生本質(zhì) 金屬被 較活潑金屬被聯(lián)系兩者往往同時發(fā)生, 腐蝕更普遍 非金屬單質(zhì)直接電解質(zhì)溶液有微弱氧化氧化電化學無氧化反響O2+2H2O+4e-2.析氫腐蝕與吸氧腐蝕以鋼鐵的腐蝕為例進展分析:析氫腐蝕 吸氧腐蝕條件電極反應(yīng) 負極 正極 總反應(yīng)式 聯(lián)系 更普遍 水膜酸性較強pH4.3 水膜酸性很弱或中性Fe-2e- Fe2+2H+2e- H24OH-Fe+2H+ Fe2+H22Fe+O2+2H2O2FeOH)2吸氧腐蝕3.金屬的防護 1電化學防護 犧牲負極的正極維護法 原理a. :比被維護金屬活潑的金屬;b. :被維護的金屬設(shè)備。外加電流的陰極維護法 原理a. :被維護的金屬設(shè)

9、備;b. :隋性金屬。 2改動金屬的內(nèi)部構(gòu)造,如制成合金、不銹鋼等。 3加防護層,如在金屬外表噴油漆、涂油脂、電 鍍、噴鍍或外表鈍化等方法。原電池負極正極電解陰極陽極 判別金屬腐蝕快慢的規(guī)律 1電解池原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕化學腐蝕有防護措施的腐蝕。 2對同一種金屬來說,腐蝕的快慢:強電解質(zhì)溶液弱電解質(zhì)溶液非電解質(zhì)溶液。 3活潑性不同的兩金屬,活潑性差別越大,腐蝕越快。 4對同一種電解質(zhì)溶液來說,電解質(zhì)溶液濃度越大,腐蝕越快。指點迷津要點一 電極產(chǎn)物的判別與電極反響式的書寫1.電解時電極產(chǎn)物的判別2.電解池中電極反響式的書寫 1根據(jù)安裝書寫 根據(jù)電源確定陰、陽兩極確定陽極能否是活性金

10、屬電極據(jù)電極類型及電解質(zhì)溶液中陰、陽離子的放電順序?qū)懗鲭姌O反響式。要點精講 在確保陰、陽兩極轉(zhuǎn)移電子數(shù)目一樣的條件下,將兩極電極反響式合并即得總反響式。 2由氧化復原反響方程式書寫電極反響式找出發(fā)生氧化反響和復原反響的物質(zhì)兩極稱號和反響物利用得失電子守恒分別寫出兩極反響式。假設(shè)寫出一極反響式,而另一極反響式不好寫,可用總反響式減去已寫出的電極反響式即得另一電極反響式。 可充電電池放電時作原電池,充電時作電解池,兩池的電極反響式正好相反,即電解池的陰極反響式對應(yīng)于原電池的負極反響的逆反響式,電解池的陽極反響式對應(yīng)于原電池正極反響的逆反響式,但電解池反響與原電池反響并不是相應(yīng)的可逆反響。特別提示【

11、典例導析1】電鍍等工業(yè)廢水中常含有劇毒、致癌的Cr2O 。該廢水處置的一種方法是:利用復原劑把Cr2O 復原成毒性較低的Cr3+,再加堿生成沉淀。另一種方法是:向廢水中參與適當?shù)腘aCl,用Fe作電極進展電解。以下說法錯誤的選項是A.電解時,陽極反響為:Fe-2e- Fe2+ B.電解過程中陰極能產(chǎn)生氫氣C.電解法中,轉(zhuǎn)化Cr2O 的離子方程式為:Cr2O +6Fe2+14H+ 2Cr3+6Fe3+7H2O D.電解過程中,陽極附近生成Fe(OH)3和Cr(OH)3 沉淀 解析 電解過程中,H+在陰極放電生成H2,使陰 極附近溶液中c(H+)c(OH-),顯堿性,陽離子Fe3+、 Cr3+移到

12、陰極附近后與OH-結(jié)合轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3和 Cr(OH)3沉淀,故D項錯。答案 D遷移運用1 如下圖,X、Y分別是直流電源的兩極,通電后發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量添加,b極板處有無色、無味氣體放出。符合這一情況的是附表中的 a極板 b極板 X電極 Z溶液 A 鋅 石墨 負極 CuSO4B 石墨 石墨 正極 NaOHC 銀 鐵 正極 AgNO3D 銅 石墨 負極 CuCl2 解析 由題意知,通電后a極板質(zhì)量添加,闡明有金屬析出,由此可知,a極為電解池的陰極,那么X為電源負極,B、C均不符合;又b極放出的是無色無味的氣體,可淘汰D。 答案 A遷移運用2 某研討性學習小組進展電化學實驗,研討安裝如下圖。有關(guān)說

13、法不正確的選項是 A.鎂為負極B.原電池中碳極的電極反響式為Fe3+e- Fe2+C.電解池中陽極處先變紅D.電解池中陰極的電極反響式為2H+2e- H2 解析 整套電路中無外接電源,因此有一安裝是原電池安裝,右池兩個電極都是惰性電極,不符合原電池的構(gòu)成條件,可知左池為原電池安裝,右池為電解池安裝。左池中活潑金屬鎂作為負極,由于電解液中Fe3+的氧化性強于H+,因此正極上Fe3+先發(fā)生復原反響生成Fe2+在酸性條件下不能生成Fe,選項A和B均正確;電解池中陽極I-先放電生成I2,因此陽極處先察看到溶液呈藍色,陰極上H+放電,破壞了水的電離平衡,使溶液顯堿性,陰極處溶液先變紅。 答案 C要點二

14、電解類型及有關(guān)計算1.以惰性電極電解電解質(zhì)溶液的類型 類型電解質(zhì)(水溶液) 被電解的物質(zhì) 電極產(chǎn)物溶液pH變化的原因、結(jié)果 電解質(zhì)復原陽極陰極電解水型含氧酸(如H2SO4) 水 O2 H2 水減少,酸溶液的濃度增大,pH減小 加H2O 強堿(如NaOH) 水 O2 H2 水減少,堿溶液的濃度增大,pH增大 加H2O 電解水型活潑金屬的含氧酸鹽(如KNO3、Na2SO4) 水 O2 H2 水減少,鹽溶液的濃度增大,pH不變或略減小(若為水解的鹽)加H2O 電解電解質(zhì)型 無氧酸(如HCl),除HF外 酸 非金屬 單質(zhì)(如Cl2) H2 H+放電,c(H+)減小,pH增大 加HCl氣體 不活潑金屬的

15、無氧酸鹽(如CuCl2),除氟化物外 鹽 非金屬單質(zhì)(如Cl2) 金屬單質(zhì)(如Cu) pH基本不變 加CuCl2 放H2生堿型 活潑金屬的無氧酸鹽(如NaCl) 水和鹽 非金屬單質(zhì)(如Cl2) H2 H+放電,c(H+)減小,c(OH-)增大,pH增大 加HCl氣體放O2生酸型 不活潑金屬的含氧酸鹽(如CuSO4) 水和鹽 O2 金屬單質(zhì)(如Cu) OH-放電,c(OH-)減小,c(H+)增大,pH減小 加CuO 特別提示 電解后要恢復原電解質(zhì)溶液的濃度,需加適量的某物質(zhì),該物質(zhì)可以是陰極與陽極產(chǎn)物的化合物,例如用惰性電極電解CuSO4,要恢復原溶液的濃度,可向電解后的溶液中參與CuO,也可以

16、參與CuCO3,但不能參與CuOH2,由于CuOH2與生成的H2SO4反響后使水量添加。2.電解池中有關(guān)量的計算或判別 電解池中有關(guān)量的計算或判別主要包括以下方面:根據(jù)直流電源提供的電量求產(chǎn)物的量析出固體的質(zhì)量、產(chǎn)生氣體的體積等、溶液的pH、相對原子質(zhì)量或某元素的化合價、化學式等。解題根據(jù)是得失電子守恒,解題方法有如下: 1根據(jù)得失電子守恒法計算: 用于串聯(lián)電路、陰陽兩極產(chǎn)物、正負兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計算,其根據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。 2根據(jù)總反響式計算: 先寫出電極反響式,再寫出總反響式,最后根據(jù)總反響式計算。 3根據(jù)關(guān)系式計算:根據(jù)得失電子守恒關(guān)系,在知量與未知量之間,建立計算所

17、需的關(guān)系式。【典例導析2】1用惰性電極電解400 mL一定濃度的硫酸銅溶液不思索電解過程中溶液體積的變化,通電一段時間后,向所得的溶液中參與0.1 mol CuO后,使溶液恰好恢復到電解前的濃度和pH,電解過程中轉(zhuǎn)移的電子為mol。2假設(shè)向所得的溶液中參與0.1 mol Cu(OH)2后,使溶液恰好恢復到電解前的濃度和pH,電解過程中轉(zhuǎn)移的電子為mol。 3假設(shè)向所得的溶液中參與0.1 mol Cu2(OH)2CO3后,使溶液恰好恢復到電解前的濃度和pH不考慮CO2的溶解,電解過程中轉(zhuǎn)移的電子為 mol。 解析 1電解硫酸銅溶液的反響方程式為:2CuSO4+2H2O 2Cu+2H2SO4+O2

18、,從方程式可以看出,電解硫酸銅過程中只析出銅和釋放出氧氣,參與0.1 mol CuO可以使溶液恢復至原來形狀,闡明參與反響的硫酸銅只需0.1 mol,轉(zhuǎn)移的電子為0.2 mol。2參與0.1 mol CuOH2可以使溶液恢復至原來形狀,闡明電解過程中不僅硫酸銅被電解,而且有水被電解。0.1 mol CuOH2可以看作是0.1 mol CuO和0.1 mol H2O,那么轉(zhuǎn)移的電子為0.4 mol。3參與0.1 mol Cu2(OH)2CO3可以看作0.2 mol CuO、0.1 mol H2O和0.1 mol CO2,相當于有0.2 mol的硫酸銅和0.1 mol的水被電解,因此轉(zhuǎn)移的電子為0

19、.6 mol。 解題時沒有弄清整個電解過程中離子的放電情況,只思索了溶質(zhì)的耗費而忽視了溶劑的減少。解題戰(zhàn)略是先從元素守恒的角度推斷電解過程中是耗費了溶質(zhì)還是耗費了溶質(zhì)和溶劑,然后再利用得失電子守恒求解。 思想提升 答案 10.2 20.4 30.6遷移運用3 如圖a、b、c、d均為石墨電極,通電進展電解電解液足量。以下說法正確的選項是A.甲中a的電極反響式為:4OH-4e- O2+2H2OB.電解時向乙中滴入酚酞溶液,c電極附近變紅C.向乙中參與適量鹽酸,溶液組成可以恢復D.當b極有64 g Cu析出時,c電極產(chǎn)生2 g氣體解析 此題易誤選C,在電解液足量的情況下,電解過程中只逸出H2和Cl2

20、,只需補充氫和氯兩種元素即可,不能參與鹽酸,由于鹽酸中有H2O,應(yīng)通入適量HCl氣體才干到達目的。答案 A遷移運用4 用陽極a和陰極b電解c的水溶液一段時間,然后參與d,能使溶液恢復到電解前形狀,a、b、c、d正確組合是a b c dA Pt Pt NaOH NaOHB C C NaCl NaOHC Cu Cu CuSO4 Cu(OH)2D Pt Pt H2SO4 H2O 解析 此題調(diào)查電解后溶液復原問題。要分析電解本質(zhì),然后根據(jù)“析出物質(zhì)再合成的原那么找到復原需參與的物質(zhì)。A項中,本質(zhì)為電解水,故應(yīng)加 水復原;B項中,電解反響式:2NaCl+2H2O Cl2+H2+2NaOH從溶液中析出Cl

21、2、H2,二者合成HCl,復原措施為通入HCl氣體;C項中,陽極為Cu,電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液,故為電鍍安裝,電解質(zhì)溶液濃度和成份均未改動;D項中,本質(zhì)為電解水,加水可復原。 答案 D遷移運用5 用兩支惰性電極插入CuSO4溶液中,通 電電解,當有110-3 mol的OH-放電時,溶液顯 淺藍色,那么以下表達正確的選項是 A.陽極上析出11.2 mL O2規(guī)范情況B.陰極上析出32 mg CuC.陰極上析出11.2 mL H2規(guī)范情況D.陽極和陰極質(zhì)量都無變化 解析 用惰性電極電解CuSO4溶液時,電極反響為,陰極:2Cu2+4e- 2Cu,陽極:4OH-4e- O2+2H2O。當有110

22、-3 mol的OH-放電時,生成標況下的O2為5.6 mL,此時轉(zhuǎn)移電子為1.010-3 mol,那么在陰極上析出Cu 3210-3g。B遷移運用6 串聯(lián)電路中的四個電解池分別裝有0.05 mol/L的以下溶液,用惰性電極電解,銜接直流電源一段時間后,溶液的pH最小的是A.KNO3B.NaClC.AgNO3D.CuCl2 解析 電解KNO3溶液的本質(zhì)是電解水,pH不變。電解NaCl溶液,H+在陰極上放電,陰極附近OH-濃度增大;陽極上Cl-放電,陽極區(qū)域H+、OH-濃度根本不變,整個溶液pH變大。電解AgNO3溶液,陰極Ag+放電;陽極是OH-放電,陽極區(qū)域H+濃度變大,溶液pH變小。電解Cu

23、Cl2溶液,H+或OH-都沒有放電,但CuCl2是強酸弱堿鹽,水解后溶液呈酸性,因此假設(shè)CuCl2完全電解后,假設(shè)不思索Cl2溶于水生成HCl和HClO,溶液呈中性,pH增大實踐上由于生成HCl、HClO,溶液呈酸性。答案 C要點三 原電池、電解池、電鍍池的比較原電池 電解池 電鍍池定義將化學能轉(zhuǎn)變成電能的裝置 將電能轉(zhuǎn)變成化學能的裝置 應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其他金屬的裝置裝置舉例 形成條件 活動性不同的兩電極(連接)電解質(zhì)溶液(電極插入其中,并與電極發(fā)生自發(fā)反應(yīng))形成閉合電路 兩電極接直流電源兩電極插入電解質(zhì)溶液形成閉合電路 鍍層金屬接電源正極,待鍍金屬接電源負極電鍍液必須含有鍍

24、層金屬的離子(電鍍過程濃度不變) 電極名稱 負極:氧化反應(yīng),金屬失電子正極:還原反應(yīng),溶液中的陽離子得電子或者氧氣得電子(吸氧腐蝕) 陽極:氧化反應(yīng),溶液中的子,或電極金應(yīng),溶液中的陽離子得電子 陽極:金屬電極失電子陰極:電鍍液中鍍層金屬陽離子得電子(在電鍍控制的條件下,水電離產(chǎn)生的H+或OH-一般不放電) 電子流向 負極 正極 電源負極陰極電源正極陽極 同電解池陰離子失電屬失電子陰極:復原反 特別提示 1同一原電池的正、負極的電極反響得、失電子數(shù)相等。2同一電解池的陰極、陽極電極反響中得、失電子數(shù)相等。3串聯(lián)電路中的各個電極反響得、失電子數(shù)相等。上述三種情況下,在寫電極反響式時,得、失電子數(shù)

25、要相等;在計算電解產(chǎn)物的量時,應(yīng)按得、失電子數(shù)相等計算?!镜淅龑?】關(guān)于如下圖各安裝的表達中,正確的選項是A.安裝是原電池,總反響是:Cu+2Fe3+ Cu2+ +2Fe2+B.安裝中,鐵作負極,電極反響式為:Fe3+e- Fe2+C.安裝通電一段時間后石墨電極附近溶液紅褐 色加深D.假設(shè)用安裝精煉銅,那么d極為粗銅,c極為純銅, 電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液解析 A項Fe比Cu活潑,總反響為Fe+2Fe3+ 3Fe2+;B項Fe為負極,發(fā)生的電極反響為Fe-2e- Fe2+;C項電泳時,FeOH3膠粒帶正電移向石墨電極;D項根據(jù)電流方向,c極為粗銅,d極為純銅。答案 C 規(guī)律方法 可充電電池

26、可以以為是原電池與電解池的一致體,當電池放電時即為原電池,負極失電子,發(fā)生氧化反響,正極得電子,發(fā)生復原反響;電池充電時即為電解池,陰極與直流電源的負極相連,發(fā)生復原反響;陽極與直流電源的正極相連,發(fā)生氧化反響。遷移運用 7 如下圖,a、b是多孔石墨電極,某同學按圖示安裝進展如下實驗:斷開K2,閉合K1一段時間,察看到兩支玻璃管內(nèi)都有氣泡將電極包圍,此時斷開K1,閉合K2,察看到電流計A的指針有偏轉(zhuǎn)。下 列說法不正確的選項是 A.斷開K2,閉合K1一段時間,溶液的pH變大B.斷開K1,閉合K2時,b極上的電極反響式為:2H+2e- H2C.斷開K2,閉合K1時,a極上的電極反響式為:4OH-4

27、e- O2+2H2OD.斷開K1,閉合K2時,OH-向b極挪動解析 該題為原電池及電解池的綜合調(diào)查題。當斷開K2,閉合K1時為電解池,此時根據(jù)電源判別a極為陽極,b極為陰極,相當于電解了水,A項正確;a極的電極反響式為4OH-4e- O2+2H2O,C項正確;當斷開K1,閉合K2時,該安裝為原電池,a極為正極,電極反響式為:O2+4e-+2H2O 4OH-,b極為負極,電極反響式為:2H2+4OH-4e- 2H2O,故D項正確;B項錯誤。答案 B遷移運用8 如下圖,甲池中電池反響式為2Fe3+Cu 2Fe2+Cu2+,知B電極質(zhì)量不變,C、D為石墨電極,乙池中為200 mL飽和NaCl溶液?;?/p>

28、答以下問題:1A極為極填“正或“負,電極資料為,發(fā)生 填“氧化或“復原反響。2寫出乙池的電極反響式:陽極反響式為;陰極反響式為。3A電極質(zhì)量減少0.64 g時,此時乙池中電解液的pH為忽略反響過程中溶液體積的變化,C電極上產(chǎn)生的氣體在規(guī)范情況下的體積為L。4在實驗中,欲從甲池反響后的廢液中回收銅,并重新制得純真的FeCl3溶液,簡述操作步驟及有關(guān)反響原理用離子方程式表示 。解析 1由于B電極質(zhì)量不變,那么A極資料為Cu,B極為正極。2乙池電解飽和NaCl溶液,且C為陽極,D為陰極。3A極質(zhì)量減少0.64 g,電子轉(zhuǎn)移0.02 mol,那么乙池產(chǎn)生0.02 mol OH-,消費0.01 mol

29、H2。4可利用Fe置換出Cu,再用Cl2將Fe2+氧化即可。答案 1負 銅 氧化22Cl-2e- Cl22H+2e- H2313 0.2244在廢液中參與足量的鐵屑,過濾后在濾渣中加入足量的鹽酸,過濾回收銅,將兩次濾液合并通入足量Cl2,即得到FeCl3溶液。Fe+Cu2+ Fe2+Cu,2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl-1.以下圖中能驗證氯化鈉溶液含酚酞電解產(chǎn)物的安裝是對點訓練題組一 電解池原理及其運用解析 電解食鹽水時,陽極產(chǎn)物Cl2,陰極產(chǎn)物H2、NaOH,根據(jù)圖中電子流向先確定安裝中電源的正、負極,從而確定電解池的陰、陽極,然后判別電極產(chǎn)物以及檢驗方法,D選項符合題意。答案 D2.

30、三氧化二鎳Ni2O3可用于制造高能電池,其電解法制備過程如下:用NaOH調(diào)NiCl2溶液pH至7.5,參與適量硫酸鈉后進展電解。電解過程中產(chǎn)生的Cl2在弱堿性條件下生成ClO-, 把二價鎳氧化為三價鎳。以下說法不正確的選項是 A.可用鐵作陽極資料B.電解過程中陽極附近溶液的pH降低C.陽極反響方程式為:2Cl-2e- Cl2D.1 mol二價鎳全部轉(zhuǎn)化為三價鎳時,外電路中經(jīng)過 了1 mol 電子解析 A項中因鐵為活潑金屬,用它作陽極資料時鐵被氧化,錯;B項中,在電解過程中陽極發(fā)生反響2Cl-2e- Cl2 ,產(chǎn)生的Cl2在弱堿性條件下生成ClO-,證明pH降低,所以B、C正確;D項中,根據(jù)化合

31、價與得失電子的關(guān)系,1 mol 二價鎳全部變?yōu)槿齼r鎳時外電路經(jīng)過1 mol電子,D正確。答案 A3.關(guān)于以下各圖的說法其中中均為惰性電極正確的選項是A.安裝中陰極產(chǎn)生的氣體可以使潮濕淀粉-KI試紙變藍B.安裝中待鍍鐵制品應(yīng)與電源正極相連C.安裝中電子由b極流向a極D.安裝中的離子交換膜可以防止生成的Cl2與NaOH溶液反響解析 安裝用惰性電極電解CuCl2溶液,陰極析出銅,陽極產(chǎn)生氯氣,A錯;安裝為電鍍銅安裝,陽極電極反響式為:Cu-2e- Cu2+,陰極電極反響式為:Cu2+2e- Cu,因此待鍍鐵制品應(yīng)與電源負極相連,B錯;安裝為氫氧燃料電池,b極通入O2,發(fā)生復原反響,作電池的正極,是電

32、子流入的極,C錯。答案 D題組二 電解的規(guī)律及有關(guān)計算4.500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中cNO =6.0 mol/L,用石墨作電極電解此溶液,當通電一 段時間后,兩極均搜集到22.4 L氣體規(guī)范情況下,假定電解后溶液體積仍為500 mL,以下說法正確的選項是A.原混合溶液中cK+為4 mol/LB.上述電解過程中共轉(zhuǎn)移4 mol電子C.電解得到的Cu的物質(zhì)的量為0.5 molD.電解后溶液中cH+為2 mol/L解析 陰極上分段發(fā)生以下兩個反響:Cu2+2e-Cu,2H+2e- H2,陽極反響式為4OH-4e-2H2O+O2,當陽極產(chǎn)生22.4 L氧氣時,轉(zhuǎn)移電子4 mo

33、l,此時陰極上H+放電2 mol,還有2 mol電子轉(zhuǎn)移來自于Cu2+放電,析出Cu 1 mol,溶液中cK+=c(NO )-2c(Cu2+)=6.0 mol/L-2 =2.0 mol/L,故A、C項錯,B項正確;根據(jù)電荷守恒,電解后溶液中cH+=2cCu2+=4 mol/L,D項錯。答案 B5.用石墨電極電解CuSO4溶液一段時間后,向所得溶液中參與0.2 mol CuOH2后,恰好使溶液恢復到電解前的濃度。那么電解過程中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為A.0.4 molB.0.5 molC.0.6 molD.0.8 mol 解析 假設(shè)只電解CuSO4參與CuO即可恢復電解前的濃度,題意參與CuOH2

34、根據(jù)Cu(OH)2 CuO +H2O闡明電解了0.2 mol CuSO4和0.2 mol H2O,故轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.4 mol+0.4 mol=0.8 mol。D6.如以下圖安裝所示,C、D、E、F、X、Y都是惰性電極,甲、乙中溶液的體積和濃度都一樣(假設(shè)通電前后溶液體積不變),A、B為外接直流電源的兩極。將直流電源接通后,F(xiàn)極附近呈紅色。請回答:1B極是電源的,一段時間后,甲中溶液顏色,丁中X極附近的顏色逐漸變淺,Y極附近的顏色逐漸變深,這闡明,在電場作用下向Y極挪動。2假設(shè)甲、乙安裝中的C、D、E、F電極均只需一種單質(zhì)生成時,對應(yīng)單質(zhì)的物質(zhì)的量之比為 。3現(xiàn)用丙安裝給銅件鍍銀,那么H應(yīng)

35、該是(填“鍍層金屬或“鍍件,電鍍液是 溶液。當乙中溶液的pH是13時(此時乙溶液體積為500 mL),丙中鍍件上析出銀的質(zhì)量為,甲中溶液的pH 填“變大、“變小或“不變。 4假設(shè)將C電極換為鐵,其他安裝都不變,那么甲中發(fā)生總反響的離子方程式是 。 解析 1F極附近呈紅色,闡明F是陰極,E是陽極,那么A為正極,B為負極。甲中因Cu2+放電使溶液顏色變淺。丁中Y極附近顏色變深,闡明Fe(OH)3膠粒向陰極挪動,即Fe(OH)3膠粒帶正電荷。2C、D、E、F的電極產(chǎn)物分別為O2、Cu、Cl2、H2,由于電路中經(jīng)過的電量相等,所以其物質(zhì)的量之比為1222。3乙中溶液pH=13,生成nNaOH= 0.1

36、 mol/L 0.5 L=0.05 mol,電路中經(jīng)過的電子的物質(zhì)的量為0.05mol,所以丙中鍍件上析出銀0.05 mol108 g/mol=5.4 g。 4當金屬作陽極時,金屬先于溶液中的陰離子放電而溶解,故甲中發(fā)生反響的離子方程式為Fe+Cu2+ Fe2+Cu。 答案 1負極 逐漸變淺 氫氧化鐵膠體粒子帶正電荷212223鍍件AgNO3 5.4 g 變小4Fe+Cu2+ Cu+Fe2+題組三 金屬的電化學腐蝕與防護7.以下關(guān)于金屬腐蝕表達正確的選項是( )A.金屬在潮濕空氣中腐蝕的本質(zhì)是: M+nH2O M(OH)n+ H2B.金屬的化學腐蝕的本質(zhì)是M-ne- Mn+,電子直 接轉(zhuǎn)移給復

37、原劑C.金屬的化學腐蝕必需在酸性條件下進展D.在潮濕的中性環(huán)境中,金屬的電化學腐蝕主要是 吸氧腐蝕 解析 金屬可發(fā)生析氫腐蝕,也能夠發(fā)生吸氧腐蝕,所以A、C不對。D8.如下圖水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘,放置數(shù)天察看:中、堿或1假設(shè)試管內(nèi)液面上升,那么原溶液呈性,發(fā)生腐蝕,電極反響:負極: ;正極: 。2假設(shè)試管內(nèi)液面下降,那么原溶液呈性,發(fā)生 腐蝕。電極反響:負極: ;正極: 。O2+4e-+2H2O 4OH-弱酸吸氧Fe-4e-2Fe2+較強酸析氫Fe-2e- Fe2+2H+2e-H2一、選擇題(此題包括12小題,每題5分,共60分)1.2021安徽理綜,12Cu2O是一種半導體資料,基于綠色化

38、學實際設(shè)計的制取Cu2O的電解池表示圖如下,電解總反響為:2Cu+H2O Cu2O+ H2。以下說法正確的選項是定時檢測A.石墨電極上產(chǎn)生氫氣B.銅電極發(fā)生復原反響C.銅電極接直流電源的負極D.當有0.1 mol電子轉(zhuǎn)移時,有0.1 mol Cu2O生成解析 由總反響知失電子的為Cu,得電子的是H2O中的氫元素。因此Cu極為電解池的陽極,接電源的正極,石墨為陰極,接電源的負極。當有0.1 mol電子轉(zhuǎn)移時,應(yīng)有0.05 mol Cu2O生成。答案 A2.2021上海,13如圖安裝中,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,各參與生鐵塊,放置一段時間。以下有關(guān)描畫錯誤的選項是

39、A.生鐵塊中的碳是原電池的正極B.紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋逤.兩試管中一樣的電極反響式是Fe-2e- Fe2+D.a試管中發(fā)生了吸氧腐蝕,b試管中發(fā)生了析氫腐蝕 解析 a、b試管中均發(fā)生鐵的電化學腐蝕,在食鹽水中的Fe發(fā)生吸氧腐蝕,正極為碳:2H2O+O2+4e- 4OH-,負極為鐵:2Fe-4e-2Fe2+,由于吸收O2, a管中氣壓降低;b管中的電解質(zhì)溶液是酸性較強的NH4Cl溶液,故發(fā)生析氫腐蝕,正極:2H+2e- H2,負極:Fe-2e- Fe2+,由于放出氫氣,b管中氣壓增大,故U型管中的紅墨水應(yīng)是左高右低,B選項錯誤。 答案 B3.2021北京,6以下表達不正確的選項是 A.

40、鐵外表鍍鋅,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響:O2+2H2O+4e- 4OH-D.工業(yè)上電解飽和食鹽水的陽極反響:2Cl-2e- Cl2 解析 鐵外表鍍鋅,鐵應(yīng)作陰極而鋅作陽極,A錯誤;鋅比鐵活潑,在船底鑲嵌鋅塊,可有效防護船體被腐蝕;鋼鐵的吸氧腐蝕中正極上O2得到e-被復原;工業(yè)電解食鹽水的反響中陽極上Cl-失去e-被氧化,故B、C、D均正確。A. . . 4.2021重慶理綜,12如下圖,將緊緊纏繞不同金屬的鐵釘放入培育皿中,再參與含有適量酚酞和NaCl的瓊脂熱溶液,冷卻后構(gòu)成瓊膠離子在瓊膠內(nèi)可以挪動,以下表達正確的選項是 A.a中鐵釘附近呈現(xiàn)紅

41、色B.b中鐵釘上發(fā)生復原反響C.a中銅絲上發(fā)生氧化反響D.b中鋁條附近有氣泡產(chǎn)生 解析 根據(jù)原電池原理分析可知:a中鐵釘作負極,發(fā)生氧化反響,銅絲作正極發(fā)生O2+2H2O+4e- 4OH-的復原反響,可知A、C錯誤;b中鐵釘作正極,發(fā)生O2+2H2O+4e- 4OH-的復原反響,而鋁發(fā)生Al-3e- Al3+不會冒氣泡,D錯誤。 答案 B5.2021上海,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)a電極與試紙接觸處出現(xiàn)一個雙色同心圓,內(nèi)圓為白色,外圈呈淺紅色。那么以下說法錯誤的選項是A.b電極是陰極B.a電極與電源的正極相銜接C.電解過程中,水

42、是氧化劑D.b電極附近溶液的pH變小 解析 用惰性電極電解NaCl溶液,其電極反響分別為:陰極:2H+2e-H2 陽極:2Cl-2e- Cl2,由于a極出現(xiàn)了雙色同心圓,內(nèi)圓為白色,外圈呈淺紅色,那么a極為電解池的陽極,由于產(chǎn)生的Cl2與水反響生成HCl和HClO,HCl使pH試紙顯紅色,HClO具有漂白性使pH試紙褪色,b極為陰極,H+得電子產(chǎn)生H2,H+來源于H2O的電離,因此在b極又同時生成了OH-,因此b極附近pH增大。 答案 D6. 以下過程需求通電才干進展的是電離 電解 電鍍 電泳 電化學腐蝕A. B. C. D.全部 解析 電離是電解質(zhì)在水溶液中或熔融形狀下離解成陰、陽離子的過程

43、,不需求通電;電化學腐蝕屬于原電池反響,是化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^程,故C項正確。C7. 以下表達正確的選項是 A.純鋅與稀硫酸反響時,參與少量CuSO4溶液,可 使反響速率加快B.甲醇和氧氣以及KOH溶液構(gòu)成的新型燃料電池 中,其負極上發(fā)生的反響為:CH3OH+6OH- + 6e- CO2+5H2OC.在鐵件上鍍銅時,金屬銅作陰極D.電解精煉銅時,電解質(zhì)溶液中銅離子濃度堅持不 變 解析 鋅置換出少量銅后構(gòu)成銅鋅原電池,使反響速率加快,A項正確;負極上應(yīng)發(fā)生失去電子的氧化反響,并且CO2在堿性環(huán)境中要生成CO ,B項錯;電鍍池中,鍍層金屬作陽極,C項錯;電解精煉銅時,溶液中銅離子濃度降低,D項錯。

44、 答案 A8. 關(guān)于電解NaCl水溶液,以下表達正確的選項是A.假設(shè)在陰極附近的溶液中滴入酚酞溶液,溶液呈無 色B.假設(shè)在陽極附近的溶液中滴入KI溶液,溶液呈棕色C.電解時在陽極得到氯氣,在陰極得到金屬鈉D.電解一段時間后,將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中, 充分攪拌后溶液呈中性解析 電解食鹽水時發(fā)生的反響:陽極:2Cl-2e- Cl2陰極:2H2O+2e- H2+2OH-總反響:2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2 對照分析選項,C錯誤;陽極附近的溶液中會溶有少量的Cl2,滴加KI溶液后發(fā)生反響:Cl2+2I- I2+2Cl-,溶液呈棕色,B正確;陰極附近產(chǎn)生大量的OH-,滴加酚酞后變紅色

45、,A錯誤;電解后生成NaOH,溶液呈堿性,D錯誤。 答案 B 9. 用惰性電極實現(xiàn)電解,以下說法正確的選項是A.電解稀硫酸溶液,本質(zhì)上是電解水,故溶液pH 不變B.電解稀氫氧化鈉溶液,要耗費OH-,故溶液pH 減小C.電解硫酸鈉溶液,在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的 物質(zhì)的量之比為12D.電解氯化銅溶液,在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的 物質(zhì)的量之比為11 解析 電解稀H2SO4,本質(zhì)上是電解水,硫酸的物質(zhì)的量不變,但溶液體積減小,濃度增大,故溶液pH減小,A不正確;電解稀NaOH溶液,陽極耗費OH-,陰極耗費H+,本質(zhì)也是電解水,NaOH溶液濃度增大,故溶液的pH增大,B不正確;電解Na2SO4溶液時,

46、在陽極發(fā)生反響:4OH-4e- 2H2O+O2,在陰極發(fā)生反響:2H+2e- H2,由于兩電極經(jīng)過的電量相等,故析出H2與O2的物質(zhì)的量之比為21,C不正確;電解CuCl2溶液時,陰極反響為:Cu2+2e- Cu,陽極反響為:2Cl-2e- Cl2,兩極經(jīng)過電量相等時,Cu和Cl2的物質(zhì)的量之比為11,D正確。 答案 D10. 天津是我國研發(fā)和消費鋰離子電池的重要基地。鋰離子電池正極資料是含鋰的二氧化鈷LiCoO2,充電時LiCoO2中Li被氧化,Li+遷移并以原子方式嵌入電池負極資料碳C6中,以LiC6表示。電池反響為LiCoO2+C6 CoO2+LiC6, 以下說法正確的選項是A.充電時,

47、電池的負極反響為LiC6-e- Li+C6B. 放電時,電池的正極反響為CoO2+Li+e- LiCoO2C.羧酸、醇等含活潑氫的有機物可用作鋰離子電池 的電解質(zhì)D.鋰離子電池的比能量(單位質(zhì)量釋放的能量)低 解析 充電時,Li被氧化,電池負極反響為C6+e- C ,故A項錯誤;由于Li為活潑金屬,可與羧酸、醇等物質(zhì)反響,故C項錯誤;由于Li的摩爾質(zhì)量較小,所以鋰電池的比能量應(yīng)較高,故D項錯誤。 答案 B11.以下圖為陽離子交換膜法電解飽和食鹽水原理表示圖。 以下說法不正確的選項是 A.從E口逸出的氣體是H2B.從B中參與含少量NaOH的水溶液以加強導電性C.規(guī)范情況下每生成22.4 L Cl

48、2,使產(chǎn)生2 mol NaOHD.完全電解后加適量鹽酸可以恢復到電解前的濃度解析 電解飽和食鹽水時兩極放出的是H2和Cl2,加鹽酸可以恢復NaCl的物質(zhì)的量,因鹽酸中有水,故不能恢復NaCl的濃度,故D項不正確。D12.以下圖所示安裝是一種可充電電池,安裝為電解池。離子交換膜只允許Na+經(jīng)過,充放電的化學方程式為2Na2S2+NaBr3 Na2S4+3NaBr。 閉合開關(guān)K時,b極附近先變紅色。以下說法正確的選項是A.負極反響為4Na-4e- 4Na+B.當有0.01 mol Na+經(jīng)過離子交換膜時,b電極上析 出規(guī)范情況下的氣體112 mLC.閉合K后,b電極附近的pH變小D.閉合K后,a電

49、極上有氣體產(chǎn)生 解析 此題信息新穎,多數(shù)同窗對所給的電池反響很不熟習,習慣寫出電極式的同窗會由于寫不出電極反響式而做不出來。電源的正極:Br +2e- 3Br-;電源的負極:2S -2e- S ,內(nèi)電路為Na+挪動導電。由題意可知b極陰極:2H2O+2e- H2+2OH-,a極陽極:Cu-2e- Cu2+,所以C、D均錯誤;對于B項當有0.01 mol Na+經(jīng)過離子交換膜時,闡明有內(nèi)電路經(jīng)過了0.01 mol 的電荷,外電路轉(zhuǎn)移的電子也就為0.01 mol。結(jié)合b極反響,產(chǎn)生的氣體就為0.005 mol,體積為112 mL。只需B正確。答案 B二、非選擇題此題包括4小題,共40分13.12分

50、2021山東理綜,29Zn-MnO2干電池運用廣泛,其電解質(zhì)溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。 1該電池的負極資料是。電池任務(wù)時,電子流向填“正極或“負極。 2假設(shè)ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有雜質(zhì)Cu2+,會加速某電極的腐蝕,其主要緣由是。欲除去Cu2+,最好選用以下試劑中的 填代號。a.NaOHb.Znc.Fed.NH3H2O3MnO2的消費方法之一是以石墨為電極,電解酸化的MnSO4溶液。陰極的電極反響式是。假設(shè)電解電路中經(jīng)過2 mol電子,MnO2的實際產(chǎn)量為 g。解析 在原電池中較活潑易失電子的物質(zhì)作負極,電子從負極流向正極。電解過程中,陰極發(fā)生復原反應(yīng),陽極發(fā)生氧化反響,分析題意即可得出,當轉(zhuǎn)移2 mol電子時,生成1 mol MnO2,即87 g。答案1Zn或鋅 正極2鋅與復原出來的Cu構(gòu)成鋅銅原電池而加快鋅的腐蝕 b32H+2e- H2 8714.8分2021海南,29如何防止鐵的銹蝕是工業(yè)上研討的重點內(nèi)容。為研討鐵銹蝕的影響要素,某同窗做了如下探求實驗:序號 內(nèi)容 實驗現(xiàn)象1常溫下將鐵絲放在

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