魯科版《電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能-電解》例題分析1

第二節(jié)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能—電解例題1：工業(yè)制鋁是采用電解熔融的氧化鋁的方法。試分析電解熔融的Al2O3的原理，寫出有關(guān)的電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式。解析：熔融氧化鋁的中自由移動的Al3+和O2－，其中O2－定向向陽極移動，在陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)：6O2－－12e－＝3O2↑；Al3+定向向陰極移動，在陰極上發(fā)生還原反應(yīng)：4Al3+＋12e－＝4Al。總反應(yīng)式為：2Al2O34Al＋3O2↑。答案：陽極6O2－－12e－＝3O2↑；陰極4Al3+＋12e－＝4Al?？偡磻?yīng)式為：2Al2O34Al＋3O2↑。例題2：總反應(yīng)式和離子方程式。H＋和OH－中的OH－放電，在改寫總化學(xué)方程式時，來自于的OH－要改寫作Cu2+、H+兩種陽離子和NO3－、OH－兩種陰離子。Cu2+、H+在陰極上的Cu2+＞H+OH－、NO3－在陽極上OH－＞NO3－。所以，電極反應(yīng)式為：陽極4OH－→2H2O＋O2↑＋4e－；陰極2Cu2+＋4e－→2Cu將兩個電極反應(yīng)式相加，得到總反應(yīng)式為：2H2O2Cu＋O2↑＋4H或2H2O2Cu＋O2↑＋4H例題3：現(xiàn)在工業(yè)上主要采用離子交換膜法電解飽和食鹽水制取NaOH、H2和Cl2。請回答下列問題：⑴在電解過程中，與電源正極相連的電極上所發(fā)生的電極反應(yīng)式為。⑵電解之前，食鹽水需要精制，目的是除去粗鹽中的、2+、2+、SO42－等雜質(zhì)離子，使用的試劑有：a．Na2CO3溶液，b．Ba（OH）2溶液，c．稀鹽酸，其合理的加入順序為（填試劑序號）。⑶如果在容積為10L的離子交換膜電解槽中，1min后在陰極可產(chǎn)生（標(biāo)準(zhǔn)狀況）Cl2，這時溶液的pH值是（填“升高”、“降低”或“不變”），溶液中c（OH－）為(設(shè)體積保持不變)。⑷若沒有陽離子交換膜的存在,則電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式是.解析：此題是在考查電解食鹽水的基礎(chǔ)之上，同時考查粗鹽的精制。解題時，要緊扣電解原理，電子守恒分析。⑴與電源正極相連的是陽極，陰離子Cl－放電，電極反應(yīng)式為：2Cl－→Cl2↑＋2e－。⑵加入Ba（OH）2后過量的2+應(yīng)該用Na2CO3溶液除去，最后加入鹽酸除去，并調(diào)節(jié)溶液的酸堿性（加鹽酸之前，必須過濾，否則沉淀又溶解了）。⑶電解飽和食鹽水過程中產(chǎn)生了NaOH，使溶液的堿性增強，pH值升高；依據(jù)總方程式：2NaClH2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑知，n（OH－）＝2n（Cl2）＝2×＝mol，則c（OH－）＝＝·。⑷由于Cl2＋2NaOH＝NaCl＋NaClO＋H2O，與電解食鹽水的總反應(yīng)方程式2NaClH2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑相加，可得：NaClH2ONaClO＋H2↑答案：⑴2Cl－→Cl2↑＋2e－；⑵b、a、c；⑶升高，·；⑷NaClH2ONaClO＋H2↑例題4：解析：此題是在考查電解的原理及有關(guān)計算，依據(jù)是在各電極、線路中通過的電量相等，列等式求解。在H2SO4和CuSO4的混合液中，陰極：4OH－→2H2O＋O2↑＋4e－，產(chǎn)生n（O2）＝＝，轉(zhuǎn)移的電子n（e－）＝×4＝，又陽極：Cu2+＋2e－→Cu，2H＋＋2e－→H2↑，產(chǎn)生n（H2）＝＝，產(chǎn)生H2轉(zhuǎn)移的電子n（e－）＝×2＝，則生成Cu轉(zhuǎn)移的電子n（e－）＝－＝，故n（Cu2+）＝，所以，c（Cu2+）＝＝1mol/L。答案：原混合液中Cu2+的濃度是1mol/L。例5aab··xya極板b極板x電極y電極A鋅石墨負(fù)極CuSO4B石墨石墨負(fù)極NaOHC銀鐵正極AgNO3D銅石墨負(fù)極CuCl2解析根據(jù)題意，a極板質(zhì)量增加，說明電解時有金屬析出，發(fā)生還原反應(yīng)，a極應(yīng)是陰極，x電極應(yīng)是負(fù)極，所以選項c不符合題意；選項B為NaOH溶液，電解時不可能有金屬在陰極析出，故選項B也不符合題意。題中已知b極板有無色無臭氣體放出，則此氣體為氧氣，故選項D不符合題意。因此答案為A.。例6pH=a的某電解質(zhì)溶液中，插入兩支惰性電極通直流電一段時間后，溶液的pH＞a，則該電解質(zhì)可能是（）4C解析電解NaOH溶液相當(dāng)于電解水，NaOH溶液濃度增大，使溶液的pH升高，A符合要求；電解H2SO4和電解Na2SO4溶液相似，都使溶液濃度增大，所以溶液的pH分別減小、不變，兩者均不符合要求；電解AgNO3溶液生成HNO3，溶液的pH減小。所以答案為A。例7下列有關(guān)用惰性電極電解AgNO3溶液一段時間后的說法正確的是（）A.電解過程中陰極質(zhì)量不斷增加B.電解過程中溶液的pH不斷升高C.此時向溶液中加入適量的Ag2O固體可使溶液恢復(fù)電解前的狀況D.電解后兩極產(chǎn)生的氣體體積比為2∶1解析處理有關(guān)電解問題首先注意電極材料，在此基礎(chǔ)上寫出電機反應(yīng)和總的電解方程式，根據(jù)總的電解反應(yīng)式來分析電解前后的物質(zhì)變化和溶液濃度變化，分析溶液的pH變化必須注意原溶液的pH情況。用惰性電極電解AgNO3溶液，總的電解方程式為：4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3可知：陰極上析出銀，陽極上放出氧氣，故A正確D錯誤；由于生成HNO3，溶液的Ph應(yīng)不斷降低，B錯誤;要使溶液恢復(fù)電解前的狀況要看加入的物質(zhì)在溶液中的反應(yīng)：2Ag2O+4HNO34AgNO3+2H2O，得到的物質(zhì)恰好是反應(yīng)掉的物質(zhì)，可使溶液恢復(fù)電解前的狀況。C正確。故正確答案為A、CPtAgPtAgCuFe電源abH2SO4CuSO4極是直流電源的正極極是陽極極產(chǎn)生的氣體體積是Ag極產(chǎn)生氣體體積的2倍D.硫酸銅溶液的濃度不變解析這是兩電解池串連的情況，其特點是：所有電極上通過的電量相等，其電極及電極反應(yīng)互不影響，與單個電解池相同。Cu極溶解，則其必為陽極（電解池中陽極質(zhì)量不可能