高中化學(xué)人教版選擇性必修1第四章第二節(jié)電解池（教師版）

高中化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1第四章第二節(jié)電解池【問題查找】定位的題型涉及有（電解池工作原理的應(yīng)用，電解池在工業(yè)上的應(yīng)用，電解池的計算題，金屬的腐蝕）1．某小組為研究電化學(xué)原理，設(shè)計如下圖裝置，下列敘述中正確的是()A．若a和b為石墨，通電后a電極上發(fā)生的及應(yīng)為2Cl＋2e═Cl2↑B．若a和b為石墨，通電后b電極上發(fā)生氧化反應(yīng)C．若a為銅，b為鐵，通電后a電極質(zhì)量增加D．若a為銅，b為鐵，通電后Cu2+向鐵電極移動答案：D2.下列關(guān)于燒堿的制備、性質(zhì)及其應(yīng)用的表述錯誤的是()A．電解飽和食鹽水制燒堿的離子方程式為：2Cl+2H2O通電2OH+H2↑+Cl2↑B．1807年英國科學(xué)家戴維通過電解熔融燒堿在陰極獲得金屬鈉C．向石灰乳中加入純堿是工業(yè)上制備燒堿的方法之一D．不慎將酸沾到皮膚上，要立即用大量水沖洗，然后涂上燒堿溶液答案：D3．近年來，加“碘”食鹽較多的使用了碘酸鉀(KIO3)，碘酸鉀在工業(yè)上可用電解法制取。以石墨和不銹鋼為電極，以KI溶液為電解液，在一定條件下電解，反應(yīng)方程式為：KI+3H2O==KIO3+3H2↑。下列有關(guān)說法正確的是A．電解時，石墨作陰極，不銹鋼作陽極B．電解時，陽極反應(yīng)是：I6e+3H2O=IO3+6H+C．溶液調(diào)節(jié)至強酸性，對生產(chǎn)有利D．電解過程中溶液的pH逐漸減小答案：B4．將兩個鉑電極插入500mLCuSO4溶液中進行電解，通電一定時間后，某一電極增重0.064g(設(shè)電解時該電極無氫氣析出，且不考慮水解和溶液體積變化),此時溶液中氫離子濃度約為()A．4×10－3mol·L－1 B．2×10－3mol·L－1,C．1×10－3mol·L－1 D．1×10－7mol·L－1答案：A5．電解法精煉含有Fe、Zn、Ag等雜質(zhì)的粗銅。下列敘述正確的是()A．電解時以硫酸銅溶液作電解液，精銅作陽極B．粗銅與電源負(fù)極相連，發(fā)生氧化反應(yīng)C．陰極上發(fā)生的反應(yīng)是Cu2＋＋2e－=CuD．電解后Fe、Zn、Ag等雜質(zhì)會沉積在電解槽底部形成陽極泥答案：C6．如圖所示，a、b都是惰性電極，通電一段時間后，a極附近溶液顯紅色。下列說法中正確的是()A．CuSO4溶液的n(SO42)保持不變B．U型管中溶液pH值逐漸變小C．CuSO4溶液的c(Cu2+)逐漸減小D．X是正極，Y是負(fù)極答案：A7．下列敘述的方法不正確的是()A．金屬的電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕更普遍B．用鋁質(zhì)鉚釘鉚接鐵板，鐵板易被腐蝕C．鋼鐵在干燥空氣中不易被腐蝕D．用犧牲鋅塊的方法來保護船身答案：B【要點精講】【學(xué)習(xí)目標(biāo)】（說明：此處教師根據(jù)學(xué)生的情況判斷,通過學(xué)生已具備的關(guān)于本課題的知識能力進行勾選。）1.認(rèn)識電解池的工作原理。2.電化學(xué)定量計算3.認(rèn)識金屬的電化學(xué)腐蝕與防護【目標(biāo)分解】認(rèn)識電解池的工作原理1.1正確了解電解池的概念和形成條件，能理解電解池的工作原理。1.2知道陰陽兩極的放電順序和清楚電極產(chǎn)物的判斷1.3知道電極產(chǎn)物的判斷和準(zhǔn)確書寫電極方程式，能進行相關(guān)的計算。1.4熟練掌握電解原理的工業(yè)應(yīng)用1.5了解離子交換膜在電解池中的應(yīng)用電化學(xué)定量計算2.1掌握電子守恒計算原理2.2掌握反應(yīng)的總方程式2.3掌握關(guān)系比例計算方法3.認(rèn)識金屬的電化學(xué)腐蝕與防護2.1認(rèn)識金屬腐蝕的種類，了解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因2.2了解金屬防護的方法和金屬腐蝕的危害【教學(xué)過程】用合適的活動激發(fā)學(xué)生動機。（說明：教師通過“原因分析”個性化設(shè)計合適的活動激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機，增強學(xué)生內(nèi)驅(qū)力）通過問答了解學(xué)生的先行知識能力，先突破學(xué)生不具備的先行知識（說明：教師自己設(shè)計環(huán)節(jié)精準(zhǔn)突破先行知識）解決問題（說明：此部分是全部學(xué)習(xí)內(nèi)容的突破，教師可根據(jù)“原因分析”有針對性地選擇需要突破的知識內(nèi)容進行精講）精講1認(rèn)識電解池的工作原理教師：今天學(xué)習(xí)的內(nèi)容是電解池，首先我們知道原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置，那電解池是什么裝置，那電解的概念是什么呢？學(xué)生：將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能的裝置，電解是在通電的條件下，在陰陽極引發(fā)氧化還原反應(yīng)的過程。教師：理解準(zhǔn)確，那電解池的形成需要條件么？如果需要，那條件是什么？學(xué)生：①有與電源相連的兩個電極。②電解質(zhì)溶液(或熔融鹽)。③形成閉合回路。（學(xué)生回答不全面，老師要補充說明）教師：回答很全面，那與電源正極相連的是什么極，發(fā)生什么反應(yīng)，電子怎么得失呢？學(xué)生：陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子。教師：回答的不錯，老師就以電解CuCl2為例，全面分析一下電解池的工作原理（老師畫圖做解析）學(xué)生：現(xiàn)在更清晰了。教師：根據(jù)老師剛才的分析，你現(xiàn)在總結(jié)一下電解池中電子和離子的移動方向?qū)W生：1.電子從電源負(fù)極流入電解池的陰極，2.電解質(zhì)電離產(chǎn)生的陰陽離子在電流的作用下定向移動，陰離子移向陽極，陽離子移向陰極，3.陽極失去電子，電子沿導(dǎo)線流回電源的正極（學(xué)生容易出現(xiàn)電子從負(fù)極流向正極的籠統(tǒng)說法，要進行解釋糾正。）教師：在電解過程中，到底是誰發(fā)生了反應(yīng)，誰得失電子，有沒有規(guī)律呢？學(xué)生：(1)陰極：陰極上放電的總是溶液中的陽離子，與電極材料無關(guān)。氧化性強的先放電，放電順序：(2)陽極：若是活性電極作陽極，則活性電極首先失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。若是惰性電極作陽極，則僅是溶液中的陰離子放電，常見離子的放電順序是（如果學(xué)生忘記這塊內(nèi)容，預(yù)留給學(xué)生記憶的時間）教師：很不錯，特別提醒一般情況下，離子按上述順序放電，但如果離子濃度相差十分懸殊，離子濃度大的也可以先放電。如理論上H＋的放電能力大于Fe2＋、Zn2＋，但在電解濃度大的硫酸亞鐵或硫酸鋅溶液中，由于溶液中c(Fe2＋)或c(Zn2＋)≥c(H＋)，則先在陰極上放電的是Fe2＋或Zn2＋，因此陰極上的主要產(chǎn)物為Fe或Zn；但在水溶液中，Al3＋、Mg2＋、Na＋等是不會在陰極上放電的。電解過程的實質(zhì)類型分為4種，請歸納一下電解規(guī)律（惰性電極）。完成下列表格學(xué)生：(1)電解水型電解質(zhì)(水溶液)電極方程式電解物質(zhì)總化學(xué)方程式電解質(zhì)濃度溶液pH溶液復(fù)原含氧酸(如H2SO4)陽極：4OH－－4e－=O2↑＋2H2O陰極：4H＋＋4e－=2H2↑H2O2H2O通電O2↑＋2H2↑增大減小加H2O強堿(如NaOH)增大加H2O活潑金屬的含氧酸鹽(如KNO3、Na2SO4)不變加H2O(2)電解電解質(zhì)型電解質(zhì)(水溶液)電極方程式電解物質(zhì)總化學(xué)方程式電解質(zhì)濃度溶液pH溶液復(fù)原無氧酸(如HCl)，除HF外陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑陰極：2H＋＋2e－=H2↑酸2HCl通電H2↑＋Cl2↑減小增大通入HCl氣體不活潑金屬的無氧酸鹽(如CuCl2)，除氟化物外陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑陰極：Cu2＋＋2e－=Cu鹽CuCl2通電Cu＋Cl2↑加CuCl2固體(3)放H2生堿型電解質(zhì)(水溶液)電極方程式電解物質(zhì)總化學(xué)方程式電解質(zhì)濃度溶液pH溶液復(fù)原活潑金屬的無氧酸鹽(NaCl)陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑陰極：2H＋＋2e－=H2↑水和鹽2Cl－＋2H2O通電Cl2↑＋H2↑＋2OH－生成新電解質(zhì)增大通入HCl氣體(4)放O2生酸型電解質(zhì)(水溶液)電極方程式電解物質(zhì)總化學(xué)方程式電解質(zhì)濃度溶液pH溶液復(fù)原不活潑金屬的含氧酸鹽(如CuSO4)陽極：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑陰極：2Cu2＋＋4e－=2Cu水和鹽2Cu2＋＋2H2O通電2Cu＋O2↑＋4H＋生成新電解質(zhì)減小加CuO或CuCO3教師：小試牛刀一下，寫出下列陰陽極反應(yīng)方程式(1)用惰性電極電解MgCl2溶液陽極反應(yīng)式：；陰極反應(yīng)式：；總反應(yīng)離子方程式：。(2)用Al作電極電解NaOH溶液陽極反應(yīng)式：；陰極反應(yīng)式：；總反應(yīng)離子方程式：。學(xué)生：(1)2Cl－－2e－=Cl2↑2H＋＋2e－=H2↑(或2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－)Mg2＋＋2Cl－＋2H2O通電Mg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑(2)2Al－6e－＋8OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋4H2O6H2O＋6e－=3H2↑＋6OH－2Al＋2H2O＋2OH－通電2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑教師：在電化學(xué)同樣會涉及到計算題，主要考察的內(nèi)容是電子得失守恒。先完成一道相關(guān)的習(xí)題，看你一下你的掌握情況。（根據(jù)化合價的變化，確定電子的得失，書寫電極反應(yīng)，再求解）將兩支惰性電極插入500mLAgNO3溶液中，通電電解，當(dāng)電解液的pH由6.0變?yōu)?.0時（設(shè)電解時陰極沒有氫析出，且電解液在電解前后體積變化可以忽略）。

（1）寫出電極反應(yīng)式陽極：

，

陰極：

。

（2）電極上應(yīng)析出銀的質(zhì)量是

。

（3）欲使該溶液復(fù)原應(yīng)加入

。學(xué)生：（1）4OH－—4e=2H2O+O2↑4Ag++4e="4Ag

"

（2）54mg或5.4×102g

（3）Ag2O教師：電解原理在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用也是比較廣泛的，主要涉及有氯堿工業(yè)，電鍍（鍍銀），電解精煉銅，電冶金（制取金屬鈉）。分別寫出他們的工作原理（寫總反應(yīng)方程式或電極反應(yīng)方程式）。學(xué)生：氯堿工業(yè)：2NaCl＋2H2O通電2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，電鍍（鍍銀）：鍍件作陰極，鍍層金屬銀作陽極，陽極：Ag－e－=Ag＋；陰極：Ag＋＋e－=Ag。電解精煉銅：(1)電極材料：陽極為粗銅；陰極為純銅。陽極：Zn－2e－=Zn2＋、Fe－2e－=Fe2＋、Ni－2e－=Ni2＋、Cu－2e－=Cu2＋；陰極：Cu2＋＋2e－=Cu。電冶金：2NaCl(熔融)通電2Na＋Cl2↑（如果回答不準(zhǔn)確，老師要進行補充說明）教師：小試牛刀：正誤判斷，正確的打“√”，錯誤的打“×”(1)電鍍銅和電解精煉銅時，電解質(zhì)溶液中c(Cu2＋)均保持不變()(2)電解飽和食鹽水時，兩個電極均不能用金屬材料()(3)電解冶煉鎂、鋁通常電解MgCl2和Al2O3，也可以電解MgO和AlCl3()(4)電解精煉時，陽極泥可以作為提煉貴重金屬的原料()(5)用Zn作陽極，F(xiàn)e作陰極，ZnCl2作電解質(zhì)溶液，由于放電順序H＋>Zn2＋，不可能在鐵上鍍鋅()學(xué)生：答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×（根據(jù)學(xué)生的做題情況，進行逐題分析）精講2電化學(xué)定量計算教師：根據(jù)電子守恒法計算用于串聯(lián)電路、陰陽兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。教師：根據(jù)總反應(yīng)式計算凡是總反應(yīng)式中反映出的物質(zhì)的量關(guān)系都可以列比例式計算。教師：根據(jù)關(guān)系計算由得失電子守恒定律關(guān)系建立已知量與未知量之間的橋梁，建立計算所需的關(guān)系式，如物質(zhì)：H2～O2～Cl2～Cu～Ag～H＋～OH－～e－n(mol)21224444教師：涉及電化學(xué)的計算題，可依據(jù)電子得失守恒原理，通過“轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等”之橋，尋找關(guān)系式進行計算。教師：通過4mole－為橋可構(gòu)建如下關(guān)系式：4e－～2Cl2(Br2、I2)～O2～4H＋陽極產(chǎn)物4OH－～2H2～2Cu～4Ag～eq\f(4,n)M陰極產(chǎn)物說明：M為金屬，n為其化合價。當(dāng)然，也可根據(jù)電池總反應(yīng)式列比例式求解。精講3金屬的腐蝕與防護教師：金屬容易發(fā)生腐蝕，那金屬腐蝕的本質(zhì)是什么呢？學(xué)生：金屬原子失去電子變?yōu)榻饘訇栯x子，金屬發(fā)生氧化反應(yīng)。教師：金屬腐蝕有幾種類型，之間有什么區(qū)別？學(xué)生：化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件金屬跟非金屬單質(zhì)直接接觸不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸現(xiàn)象無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生本質(zhì)金屬被氧化較活潑金屬被氧化聯(lián)系兩者往往同時發(fā)生，電化學(xué)腐蝕更普遍教師：發(fā)生電化學(xué)腐蝕，有哪兩類呢？以鋼鐵的腐蝕為例進行分析學(xué)生：析氫腐蝕與吸氧腐蝕以鋼鐵的腐蝕為例進行分析：類型析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜酸性較強(pH≤4.3)水膜酸性很弱或呈中性電極反應(yīng)負(fù)極Fe－2e－=Fe2＋正極2H＋＋2e－=H2↑O2＋2H2O＋4e－=4OH－總反應(yīng)式Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2聯(lián)系吸氧腐蝕更普遍教師：既然金屬容易腐蝕，那如何防護呢？學(xué)生：(1)電化學(xué)防護①犧牲陽極的陰極保護法—原電池原理a．負(fù)極：比被保護金屬活潑的金屬；b．正極：被保護的金屬設(shè)備。②外加電流陰極保護法—電解原理a．陰極：被保護的金屬設(shè)備；b．陽極：惰性金屬或石墨。(2)改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如制成合金、不銹鋼等。(3)加防護層，如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法。（學(xué)生一般只會回答制成合金，加防護層，適當(dāng)引導(dǎo)往電化學(xué)防護進行思考）教師：比較電化學(xué)防護，各電極的防護強弱情況如何呢，用大小關(guān)系表示學(xué)生：陰極>正極>負(fù)極>陽極教師：小試牛刀一下1．正誤判斷，正確的打“√”，錯誤的打“×”(1)純銀器表面變黑和鋼鐵表面生銹腐蝕原理一樣()(2)Al、Fe、Cu在潮濕的空氣中腐蝕均生成氧化物()(3)鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時，負(fù)極鐵失去電子生成Fe3＋()(4)在金屬表面覆蓋保護層，若保護層破損后，就完全失去了對金屬的保護作用()(5)外加電流的陰極保護法，構(gòu)成了電解池；犧牲陽極的陰極保護法構(gòu)成了原電池。二者均能有效地保護金屬不容易被腐蝕()學(xué)生：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√（讓學(xué)生分析，老師來點評）教師：現(xiàn)在在高考中，更容易出現(xiàn)的題型是將多個電池串聯(lián)在一起，進行考察。串聯(lián)裝置圖比較，如何理解這兩個裝置圖學(xué)生：圖甲中無外接電源，二者必有一個裝置是原電池(相當(dāng)于發(fā)電裝置)，為電解裝置提供電能，其中兩個電極活動性差異大者為原電池裝置，即左圖為原電池裝置，右圖為電解裝置。圖乙中有外接電源，兩燒杯均作電解池，且串聯(lián)電解，通過的電流相等。（學(xué)生理解不全面，要進行相應(yīng)的補充說明）老師：下圖裝置中a、b、c、d均為Pt電極。電解過程中，電極b和d上沒有氣體逸出，但質(zhì)量均增大，且增重b>d。符合上述實驗結(jié)果的鹽溶液是()選項XYAMgSO4CuSO4BAgNO3Pb(NO3)2CFeSO4Al2(SO4)3DCuSO4AgNO3學(xué)生：B（學(xué)生逐題分析，老師進行點評）【查漏補缺】1.Cu2O是一種半導(dǎo)體材料，制取Cu2O的電解池如圖，總反應(yīng)為：2Cu+H2O通電Cu2O+H2↑．下列說法不正確的是()A．銅電極發(fā)生氧化反應(yīng)B．銅電極接直流電源的負(fù)極C．石墨電極上產(chǎn)生氫氣D．每生成1molCu2O時，就有2mol電子轉(zhuǎn)移答案：B2．以石墨為電極分別電解水和飽和食鹽水，關(guān)于兩個電解池反應(yīng)的說法正確的是()A．陽極反應(yīng)式相同B．電解結(jié)束后所得液體的pH相同C．陰極反應(yīng)式相同D．通過相同電量時生成的氣體總體積相等(同溫同壓)答案：C3．用石墨電極完成下列電解實驗。實驗一實驗二裝置現(xiàn)象a、d處試紙變藍；b處變紅，局部褪色；c處無明顯變化兩個石墨電極附近有氣泡產(chǎn)生；n處有氣泡產(chǎn)生……下列對實驗現(xiàn)象的解釋或推測不合理的是()A．a(chǎn)、d處：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－B．b處：2Cl－－2e－=Cl2↑C．c處發(fā)生了反應(yīng)：Fe－2e－=Fe2＋D．根據(jù)實驗一的原理，實驗二中m處能析出銅答案：B4．500mLKNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NOeq\o\al(－,3))＝0.6mol·L－1，用石墨作電極電解此溶液，當(dāng)通電一段時間后，兩極均收集到2.24L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，假定電解后溶液體積仍為500mL，下列說法正確的是()A．原混合溶液中c(K＋)為0.2mol·L－1B．上述電解過程中共轉(zhuǎn)移0.2mol電子C．電解得到的Cu的物質(zhì)的量為0.05molD．電解后溶液中c(H＋)為0.2mol·L－1答案：A5．以KCl和ZnCl2混合液為電鍍液在鐵制品上鍍鋅，下列說法正確的是()A．未通電前上述鍍鋅裝置可構(gòu)成原電池，電鍍過程是該原電池的充電過程B．因部分電能轉(zhuǎn)化為熱能，電鍍時通過的電量與鋅的析出量無確定關(guān)系C．電鍍時保持電流恒定，升高溫度不改變電解反應(yīng)速率D．鍍鋅層破損后即對鐵制品失去保護作用答案：C6．下列與金屬腐蝕有關(guān)的說法，正確的是()A．圖1中，鐵釘易被腐蝕B．圖2中，滴加少量K3[Fe(CN)6]溶液，沒有藍色沉淀出現(xiàn)C．圖3中，燃氣灶的中心部位容易生銹，主要是由于高溫下鐵發(fā)生化學(xué)腐蝕D．圖4中，用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊相當(dāng)于原電池的正極答案：C7．利用下圖裝置進行實驗，開始時，a、b兩處液面相平，密封好，放置一段時間。下列說法不正確的是()A．a(chǎn)管發(fā)生吸氧腐蝕，b管發(fā)生析氫腐蝕B．一段時間后，a管液面高于b管液面C．a(chǎn)處溶液的pH增大，b處溶液的pH減小D．a(chǎn)、b兩處具有相同的電極反應(yīng)式：Fe－2e－=Fe2＋答案：C8．研究電化學(xué)腐蝕及防護的裝置如下圖所示。下列有關(guān)說法錯誤的是()A．d為石墨，鐵片腐蝕加快B．d為石墨，石墨上電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－→4OH－C．d為鋅塊，鐵片不易被腐蝕D．d為鋅塊，鐵片上電極反應(yīng)為2H＋＋2e－→H2↑答案：D9．用下圖所示裝置處理含CN－廢水時，控制溶液pH為9～10，并加入NaCl，一定條件下電解，陽極產(chǎn)生的ClO－將CN－氧化為無害物質(zhì)而除去。鐵電極為(填“陰極”或“陽極”)，陽極產(chǎn)生ClO－的電極反應(yīng)為。答案：陰極2OH－＋Cl－－2e－=ClO－＋H2O10．在如圖所示的裝置中，若通直流電5min時，銅電極質(zhì)量增加2.16g。試回答下列問題。(1)電源中X電極為直流電源的極。(2)pH變化：A：(填“增大”、“減小”或“不變”，下同)，B：，C：。(3)通電5min時，B中共收集224mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氣體，溶液體積為200mL，則通電前CuSO4溶液的物質(zhì)的量濃度為(設(shè)電解前后溶液體積無變化)。(4)若A中KCl足量且溶液的體積也是200mL，電解后，溶液的pH為(設(shè)電解前后溶液體積無變化)。答案：(1)負(fù)(2)增大減小不變(3)0.025mol·L－1(4)13【梳理優(yōu)化】【查漏補缺】若學(xué)生在“鞏固練習(xí)”階段掌握不好，就回到“精準(zhǔn)突破”，補救學(xué)習(xí)。用惰性電極電解下列各組中的三種電解質(zhì)溶液，在電解的過程中，溶液的pH依次為升高、不變、降低的是()A．AgNO3CuCl2Cu(NO3)2B．KClNa2SO4CuSO4C．CaCl2KOHNaNO3D．HClHNO3K2SO4答案：B用惰性電極電解一定濃度的CuSO4溶液時，通電一段時間后，向所得的溶液中加入0.1molCu2(OH)2CO3后恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH(不考慮二氧化碳的溶解)。則電解過程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為()A．0.4mol B．0.5molC．0.6mol D．0.8mol答案：C3．已知：電流效率＝電路中通過的電子數(shù)與消耗負(fù)極失去電子總數(shù)之比?，F(xiàn)有兩個電池Ⅰ、Ⅱ，裝置如圖所示。下列說法正確的是()A．Ⅰ和Ⅱ的電池反應(yīng)不相同B．能量轉(zhuǎn)化形式不同C．Ⅰ的電流效率低于Ⅱ的電流效率D．5min后，Ⅰ、Ⅱ中都只含1種溶質(zhì)答案：C4．如圖所示，各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐蝕的速率由快到慢的順序為()A．②①③④⑤⑥ B．⑤④③①②⑥C．⑤④②①③⑥ D．⑤③②④①⑥答案：C5．如圖，a、b是石墨電極，通電一段時間后，b極附近溶液顯紅色。下列說法正確的是()A．X極是電源負(fù)極，Y極是電源正極B．a(chǎn)極的電極反應(yīng)是2Cl－－2e－=Cl2↑C．電解過程中CuSO4溶液的pH逐漸增大D．Pt極上有6.4gCu析出時，b極產(chǎn)生2.24L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體答案：B6．(1)利用LiOH和鈷氧化物可制備鋰離子電池正極材料。LiOH可由電解法制備，鈷氧化物可通過處理鈷渣獲得。利用如圖裝置電解制備LiOH，兩電極區(qū)電解液分別為LiOH和LiCl溶液。B極區(qū)電解液為(填化學(xué)式)溶液，陽極電極反應(yīng)式為，電解過程中Li＋向(填“A”或“B”)電極遷移。(2)離子液體是一種室溫熔融鹽，為非水體系。由有機陽離子、Al2Cleq\o\al(－,7)和AlCleq\o\al(－,4)組成的離子液體作電解液時，可在鋼制品上電鍍鋁。鋼制品應(yīng)接電源的極，已知電鍍過程中不產(chǎn)生其他離子且有機陽離子不參與電極反應(yīng)，陰極電極反應(yīng)式為。若改用AlCl3水溶液作電解液，則陰極產(chǎn)物為。答案：(1)LiOH2Cl－－2e－=Cl2↑B(2)負(fù)4Al2Cleq\o\al(－,7)＋3e－=Al＋7AlCleq\o\al(－,4)H27．氯堿工業(yè)以電解精制飽和食鹽水的方法制取氯氣、氫氣、燒堿和氯的含氧酸鹽等系列化工產(chǎn)品。下圖是離子交換膜法電解食鹽水的示意圖，圖中的離子交換膜只允許陽離子通過。完成下列填空：(1)寫出電解飽和食鹽水的離子方程式： 。(2)離子交換膜的作用為、。(3)精制飽和食鹽水從圖中(選填“a”、“b”、“c”或“d”)位置補充，氫氧化鈉溶液從圖中位置流出。答案：(1)2Cl－＋2H2O通電Cl2↑＋H2↑＋2OH－(2)能得到純度更高的氫氧化鈉溶液阻止陽極產(chǎn)生的Cl2和陰極產(chǎn)生的H2混合發(fā)生反應(yīng)(3)ad8．用NaOH溶液吸收煙氣中的SO2，將所得的Na2SO3溶液進行電解，可循環(huán)再生NaOH，同時得到H2SO4，其原理如下圖所示(電極材料為石墨)。(1)圖中a極要連接電源的(填“正”或“負(fù)”)極，C口流出的物質(zhì)是。(2)SOeq\o\al(2－,3)放電的電極反應(yīng)式為。(3)電解過程中陰極區(qū)堿性明顯增強，用平衡移動原理解釋原因 。答案：(1)負(fù)硫酸(2)SOeq\o\al(2－,3)－2e－＋H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋(3)H2O?H＋＋OH－，在陰極H＋放電生成H2，c(H＋)減小，水的電離平衡正向移動，堿性增強學(xué)生在“鞏固練習(xí)”階段掌握很好，就拓展延伸【拓展1】三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如圖所示，采用惰性電極，ab、cd均為離子交換膜，在直流電場的作用下，兩膜中間的Na＋和SOeq\o\al(2－,4)可通過離子交換膜，而兩端隔室中離子被阻擋不能進入中間隔室。下列敘述正確的是()A．通電后中間隔室的SOeq\o\al(2－,4)離子向正極遷移，正極區(qū)溶液pH增大B．該法在處理含Na2SO4廢水時可以得到NaOH和H2SO4產(chǎn)品C．負(fù)極反應(yīng)為2H2O－4e－=O2＋4H＋，負(fù)極區(qū)溶液pH降低D．當(dāng)電路中通過1mol電子的電量時，會有0.5mol的O2生成答案：B【拓展2】某模擬“人工樹葉”電化學(xué)實驗裝置如圖所示，該裝置能將H2O和CO2轉(zhuǎn)化為O2和燃料(C3H8O)。下列說法正確的是()A．該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能和電能B．該裝置工作時，H＋從b極區(qū)向a極區(qū)遷移C．每生成1molO2，有44gCO2被還原D．a(chǎn)電極的反應(yīng)為3CO2＋18H＋－18e－=C3H8O＋5H2O答案：B【拓展3】化工生產(chǎn)的副產(chǎn)氫也是氫氣的來源。電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4，同時獲得氫氣：Fe＋2H2O＋2OH通電FeOeq\o\al(2－,4)＋3H2↑，工作原理如圖1所示。裝置通電后，鐵電極附近生成紫紅色FeOeq\o\al(2－,4)，鎳電極有氣泡產(chǎn)生。若氫氧化鈉溶液濃度過高，鐵電極區(qū)會產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)。已知：Na2FeO4只在強堿性條件下穩(wěn)定，易被H2還原。①電解一段時間后，c(OH－)降低的區(qū)域在(填“陰極室”或“陽極室”)。②電解過程中，須將陰極產(chǎn)生的氣體及時排出，其原因為。③c(Na2FeO4)隨初始c(NaOH)的變化如圖2，任選M、N兩點中的一點，分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因： 。答案：①陽極室②防止Na2FeO4與H2反應(yīng)使產(chǎn)率降低③M點：c(OH－)低，Na2FeO4穩(wěn)定性差，且反應(yīng)慢[或N點：c(OH－)過高，鐵電極上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成，使Na2FeO4產(chǎn)率降低]【拓展4】如圖為青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原理示意圖。①腐蝕過程中，負(fù)極是(填圖中字母“a”或“b”或“c”)；②環(huán)境中的Cl－擴散到孔口，并與正極反應(yīng)產(chǎn)物和負(fù)極反應(yīng)產(chǎn)物作用生成多孔粉狀銹Cu2(OH)3Cl，其離子方程式為；③若生成4.29gCu2(OH)3Cl，則理論上耗氧體積為L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。答案：①c②2Cu2＋＋3OH－＋Cl－=Cu2(OH)3Cl↓③0.448【拓展5】(1)電解制備Al(OH)3時，電極分別為Al片和石墨，電解總反應(yīng)方程式為。(2)一種可超快充電的新型鋁電池，充放電時AlCleq\o\al(－,4)和Al2Cleq\o\al(－,7)兩種離子在Al電極上相互轉(zhuǎn)化，其他離子不參與電極反應(yīng)，放電時負(fù)極Al的電極反應(yīng)式為。答案：(1)2Al＋6H2O2Al(OH)3＋3H2↑(2)Al－3e－＋7AlCleq\o\al(－,4)=4Al2Cleq\o\al(－,7)【優(yōu)化】1.做到“三看”，正確書寫電極反應(yīng)式(1)一看電極材料，若是金屬(Au、Pt除外)作陽極，金屬一定被電解(注：Fe生成Fe2＋)。(2)二看介質(zhì)，介質(zhì)是否參與電極反應(yīng)。(3)三看是否有特殊信息，再如【拓展5】是非水體系，且不產(chǎn)生其他離子，因而離子只能在Al2Cleq\o\al(－,7)和AlCleq\o\al(－,4)之間轉(zhuǎn)化。2.電解溶液過程中的電解實質(zhì)(1)電解含氧酸、強堿和活潑金屬含氧酸鹽的水溶液，實際上都是電解水，即：2H2O通電2H2↑+O2↑(2)電解無氧酸(HF除外)、不活潑金屬無氧酸的水溶液，就是電解溶質(zhì)本身．例如：2HCl通H2↑+Cl2↑；CuCl2通電Cu+C12↑(3)電解活潑金屬無氧酸鹽溶液時，電解的總化學(xué)方程式的通式可表示為：溶質(zhì)+H2O通電H2↑+堿+鹵素單質(zhì)X2(或S)(4)電解不活潑金屬含氧酸鹽的溶液時，電解的總化學(xué)方程式的通式可表示為：溶質(zhì)+H2O通電O2↑+酸+金屬單質(zhì)(5)電解時，若只生成H2，pH增大．若只生成O2，則pH減?。敉瑫r生成H2和O2，則分為三種情況：電解酸的溶液，pH減??；電解堿的溶液，pH增大；電解鹽的溶液，pH不變．3.常見的隔膜類型題歸納(1)分清隔膜類型。即交換膜屬于陽膜、陰膜或質(zhì)子膜中的哪一種，判斷允許哪種離子通過隔膜。(2)寫出電極反應(yīng)式，判斷交換膜兩側(cè)離子變化，推斷電荷變化，根據(jù)電荷平衡判斷離子遷移方向。(3)分析隔膜作用。在產(chǎn)品制備中，隔膜作用主要是提高產(chǎn)品純度，避免產(chǎn)物之間發(fā)生反應(yīng)，或避免產(chǎn)物因發(fā)生反應(yīng)而造成危險。4．“串聯(lián)”類電池的解題流程【強化鞏固】1．用如圖裝置研究電化學(xué)原理，下列分析中錯誤的是()選項連接電極材料分析AK1K2ab模擬鐵的吸氧腐蝕石墨鐵BK1K2鋅鐵模擬鋼鐵防護中犧牲陽極的陰極保護法CK1K3石墨鐵模擬電解飽和食鹽水DK1K3鐵石墨模擬鋼鐵防護中外加電流的陰極保護法答案：D2．觀察如右圖裝置，下列說法正確的是()A．a(chǎn)、b接電流表，該裝置為原電池B．a(chǎn)、b接直流電源，該裝置為電解池C．a(chǎn)、b接直流電源，鐵可能不易被腐蝕D．a(chǎn)、b接電流表或接直流電源，鐵都可能是負(fù)極答案：C工業(yè)上可利用下圖所示電解裝置吸收和轉(zhuǎn)化SO2(A、B均為惰性電極)。下列說法正確的是()A．A電極接電源的正極B．A極區(qū)溶液的堿性逐漸增強C．本裝置中使用的是陰離子交換膜D．B極的電極反應(yīng)式為SO2＋2e－＋2H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋答案：B電浮選凝聚法是工業(yè)上采用的一種污水處理方法，即保持污水的pH在5.0～6.0之間，通過電解生成Fe(OH)3膠體，F(xiàn)e(OH)3膠體具有吸附作用，可吸附水中的污物而使其沉淀下來，起到凈水的作用，其原理如圖所示。下列說法正確的是()A．石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B．為增強污水的導(dǎo)電能力，可向污水中加入適量乙醇C．根據(jù)圖示，物質(zhì)A為CO2D．甲烷燃料電池中COeq\o\al(2－,3)向空氣一極移動答案：C5．下列裝置的線路接通后，經(jīng)過一段時間，溶液的pH值明顯下降的是()答案：D6．甲圖為一種新型污水處理裝置，該裝置可利用一種微生物將有機廢水的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。乙圖是一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用惰性電極電解飽和食鹽水。下列說法中正確的是()A．裝置乙的b極要與裝置甲的X極連接B．裝置乙中a極的電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－=Cl2↑C．若有機廢水中主要含有葡萄糖，則裝置甲中M的電極反應(yīng)式為C6H12O6＋6H2O－24e－=6CO2↑＋24H＋D．N電極發(fā)生還原反應(yīng)，當(dāng)N電極消耗5.6L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)時，則有2NA個H＋通過離子交換膜答案：C7．按如圖所示的裝置進行電解實驗。A極是銅鋅合金，B極為純銅，電解質(zhì)溶液為硫酸銅溶液(足量)。通電一段時間后，A極恰好全部溶解，此時B極質(zhì)量增加7.68g，溶液質(zhì)量增加0.03g，則A合金中銅、鋅原子個數(shù)比為()A．4∶1 B．3∶1C．2∶1 D．任意比答案：B8．知識的梳理和感悟是有效學(xué)習(xí)的方法之一。某學(xué)習(xí)小組將有關(guān)“電解飽和食鹽水”的相關(guān)內(nèi)容進行梳理，形成如下問題(顯示的電極均為石墨)。(1)圖1中，電解一段時間后，氣球b中的氣體是(填化學(xué)式)，U形管(填“左”或“右”)邊的溶液變紅。(2)利用圖2制作一種環(huán)保型消毒液發(fā)生器，電解可制備“84”消毒液的有效成分，則c為電源的極；該發(fā)生器中反應(yīng)的總離子方程式為。(3)氯堿工業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè)，一種將電解池與燃料電池相組合的新工藝可以節(jié)(電)能30%以上。該工藝的相關(guān)物質(zhì)運輸與轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖3所示(其中的電極未標(biāo)出，所用的離子膜都只允許陽離子通過)。①燃料電池B中的電極反應(yīng)式分別為負(fù)極，正極。②分析圖3可知，氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為a%、b%、c%，由大到小的順序為。答案：(1)H2右(2)負(fù)Cl－＋H2O通電ClO－＋H2↑(3)①2H2－4e－＋4OH－=4H2OO2＋4e－＋2H2O=4OH－②b%>a%>c%9．富鐵鋁土礦(主要含有Al2O3、Fe2O3、FeO和SiO2)可制備新型凈水劑液體聚合硫酸鋁鐵[AlaFeb(OH)m(SO4)n]。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)a＝b時凈水效果最好。工藝流程如下(部分操作和產(chǎn)物略)：過量H2SO4FeSO4·7H2OH2O2↓↓↓eq\x(富鐵鋁土礦)過濾eq\x(濾液)→eq\x(溶液A)通電eq\x(液體聚合硫酸鋁鐵)(1)Al2O3與H2SO4發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是 。(2)測得濾液中eq\f(cAl3＋,cFe3＋)>1。加入FeSO4·7H2O和H2O2的作用是(結(jié)合化學(xué)用語說明)。(3)將溶液A電解得到液體聚合硫酸鋁鐵。裝置如圖所示(陰離子交換膜只允許陰離子通過，電極為惰性電極)：①陰極室的電極反應(yīng)式是。②電解過程陽極室溶液pH的變化是(填“增大”、“減小”或“不變”)。③簡述在反應(yīng)室中生成液體聚合硫酸鋁鐵的原理。答案：(1)Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O(2)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O，補充Fe3＋(3)①2H＋＋2e－=H2↑②減?、垭娊膺^程中反應(yīng)室中的SOeq\o\al(2－,4)通過陰離子交換膜進入陽極室，陰極室中的OH－通過陰離子交換膜進入反應(yīng)室，生成聚合硫酸鋁鐵【課后練習(xí)】【第1天】1．用石墨作電極，電解1mol?L1下列物質(zhì)的溶液，溶液的pH保持不變的是()A．HCl

B．CuSO4C．Na2SO4D．NaCl答案：C2．下圖為EFC劍橋法用固體二氧化鈦(TiO2)生產(chǎn)海綿鈦的裝置示意圖，其原理是在較低的陰極電位下，TiO2(陰極)中的氧解離進入熔融鹽，陰極最后只剩下純鈦。下列說法中正確的是()