电解原理的应用

1、【本讲教育信息】一. 教学内容：电解原理的应用二. 教学目标：1、掌握电极反应式及电解方程式的书写2、了解电解饱和食盐水、电镀、电解精炼的原理和特点三. 教学重点、难点：电极反应式及电解方程式的书写电解饱和食盐水、电镀、电解精炼的原理和特点四. 知识分析：电解原理在工业生产中有着广泛的应用。对于比较活泼的金属， 我们常用电解的方法制取，还可以采用电解的方法对某些金属进行精炼提纯；也可以采用电解的方法制取氢氧化钠、氢气和氯气等；为了增强美观，我们可以在金属或其他物品表面镀上一薄层其他金属或合金， 以增强金属的抗腐蚀能力一一这就是电镀。（一）电解饱和食盐水制氢氧化钠：电极：惰性电极；电解液：饱和N

2、aCI溶液阳极：2CI 2e= Cl2;阴极：2H + + 2e= H2；电极总反应式：2NaCI+2H2O= 2NaOH+H2f +CI2f说明：1. 由于粗盐中含有 Ca2+> Mg2： SO4"等杂质离子，在制取 NaOH时可能堵塞隔膜，同时也可能混入杂质，因此，在电解前对所用食盐必须精制，从而减少耗电量及对石墨的损耗.2. 精制食盐的方法：除rA.加过量BaCl2 （除去SO42，溶液中还有的离子是：Ca2*、Mg2： Ba2+）« B.加过量Na2CO3 （除去Ca2+> Ba2+,溶液中还有的离子是 Mg2*、CO32）杂Lc.加过量的NaOH （除

3、去Mg2*，溶液中还有的离子是：OH、COb"）过滤除去沉淀除去 BaSO4、BaCO3、CaCO3、MgCO3、Mg （OH） 2等沉淀加盐酸调节溶液的 pH值为7.操作中A、B、C三步的操作顺序可分为：ABC或ACB或CAB，只要保证 B在A后即可.3. 生产设备：离子交换树脂电解槽：用碳钢网制成阴极，钛网制成阳极，两极之间有阳 离子交换膜.4. 阳离子交换膜的作用：将电解槽分成阴极室和阳极室两个部分，阳离子交换膜只有阳离子可以通过，阴离子和气体分子等不能通过；防止阴极产生的氢气和阳极产生的氯气混合引起爆炸；CI2和NaOH反应产生副产物而影响 NaOH的纯度.5. 生产流程：粗

4、盐T精炼T精盐的饱和溶液T阳离子交换膜中进行电解T阳极产生CI2，阴极产生NaOH溶液和出（二）电解法冶炼活泼性较强的金属。金属元素中有许多活泼性较强的金属，在用还原剂还原时，由于单质的还原性较强， 能与氧化产物等重新反应生成别的物质。因此，工业上往往 通过电解熔融的含有金属阳离子的盐制取它们的单质。说明：1、用惰性电极电解熔融的 NaCI制取金属钠阳极：2CI 2e= CI2；阴极：2Na * + 2e= 2Na；电极总反应式：2NaCI = 2Na + Cbf2、电解熔融的氧化铝、冰晶石制取金属铝。Al心熔点很高2045+C ”.冰晶& （gm）作熔剂J 1 mo C成为共熔体电离

5、 A1：OS （熔融）+ 3O2-电极方程式阳极 CO4Ali+12e_= 4A1阴极（Fe）6O2- 12 = 30；电解方程式 2A12O3 =®®=4A1 + 30a t阳极副反应C+ oz CO?需补充碳块电极材料：碳块作阳极，钢板作阴极；由于氧化铝的熔点很高，再熔融时往往向其中加入冰晶石作为熔剂，使氧化铝在较低的温度下熔化；电解时要不断地从电解槽中将电 解出来的铝取走，同时，要不断地向电解槽中补充氧化铝；由于阳极附近温度较高，易发生副反应使碳块损耗，故电解时要不断补充阳极碳块。3、采用电解法可用来冶炼：钠、镁、铝等活泼性较强的金属单质。（三）电解精炼：利用电解的原

6、理可以提纯铜等金属，如：电解精炼铜。 说明：1、粗铜中含Zn、Fe、Ni、Ag、Pt、Au等杂质，可以利用电解原理精炼。2、将不纯的金属（如粗铜）作阳极，较纯的金属作阴极，含有被提纯金属阳离子的盐溶 液做电解液，就可以构成电解精炼的装置。阴C11SO韦容液阳电极反应阳极（粗铜）Cu -2-Cu2依照金属活动顺序，应先有Zn、Fe、Ni放电，成为离子进入溶液中，2例如 Zn -2e-=Zn2阴极（粗铜）Cu 2e=Cu3、在阳极Zn、Fe、Ni等金属的失电子能力强于铜，先于铜失去电子进入溶液中，而溶 液中Zn2+、Ni2+等阳离子得电子能力小于 Cu2+，只能留在电解质溶液中。4、 金属活动顺序

7、排在 Cu后的Ag、Pt、Au等失电子能力小于 Cu,以金属单质形式沉积 于阳极，俗称“阳极泥”。因此，电解精炼不仅可以提纯金属，同时还可以得到Ag、Pt、Au 等贵重金属。（四）电镀：应用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属或合金的过程。镀层金属：通 常是在空气或溶液中不易起变化的金属，如Cr、Zn、Ag、Cu等。说明：1、电镀：镀层金属作阳极，待镀金属作阴极，含有镀层金属阳离子的盐溶液做电解液就 可以构成电镀装置。2、金属做阳极本身失去电子，含有镀层金属阳离子的盐溶液做电解液，电镀之后为使镀层稳固，还应放在钝化液中，控制一定条件使H： OH不参加反应。3、电镀的结果是：阳极金属不断减少，

8、阴极镀层金属不断增加，而电镀液中所含金属离 子的浓度保持不变。4、电镀与电解一般区别为：电镀时阳极为镀层金属，阳极参加反应，而电解时阳极不 一定参加反应； 电镀液中的金属阳离子与阳极金属相同， 而电解时则不一定相同； 电镀 后电解液浓度不变，而电解时电解液浓度可能发生变化。5、原电池、电解池和电镀池该如何判别：（ 1）单池判断规律： 若无外接电源则为原电池 （符合原电池的构成原理） ，若有外接电 源且阳极材料与电解液中阳离子为同种元素则为电镀池， 有外接电源符合电解池的基本构造 则为电解池；（2）组合池判断规律：当多池组合时，若无外电源，则该组合中必有一池为原电池， 通常选择两极活泼性差异最大

9、的池， 若有外电源， 则各池均为电解池 （再看是否有特殊构造 以判断是否有电镀池） 。【典型例题】例 1关于电解 NaCl 水溶液，下列叙述正确的是：（）A. 电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠B. 若在阳极附近的溶液中滴入 KI 溶液，溶液呈棕色C. 若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色D. 电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性解析： 电解食盐水的反应为：阳极：2CI 2e= CI2；阴极：2H + + 2e= H2；电极总反应式：2NaCI+2H2O= 2NaOH+H 2T +CI2 T对照分析选项，A错误；阳极附近的溶液中会溶有少量的 CI2,滴入K

10、I溶液后发生反 应：CI2+ 2KI = 2KCI + ",溶液呈棕色，B正确；阴极附近产生大量的 OH，滴加酚酞后显 红色，C错误；电解后生成 NaOH溶液，溶液呈碱性，D错误.答案： B例 21L0.1moI/L 的 AgNO 3溶液在以银作阳极,铁作阴极的电解槽中电解,当阴极增重 2.16g 时,下列判断正确的是（设电解按理论进行,溶液不蒸发）A. 溶液的浓度变为 0.08moI/L B. 阳极上产生 112mL 的氧气（标准状况）C.转移的电子数是 1.204X 1022个 D.反应中有0.02mol的Ag被氧化解析：依据电极和电解液可知该装置为电镀池，其电极反应为：阳极Ag

11、 Ag ：阴极：Ag + + e = Ag ;由此可知在电镀过程中溶液的浓度并没有发生改变，所以选项A是不正确的；由于阳极上没有氧气生成,所以选项 B 也是错误的；在电极反应中转移的电子的数目 为：（2.16g/108g/mol ）X 6.02X 1023/mol = 1.204X 1022,且有 0.02mol 的 Ag 失去电子.答案： CD例 3以 A、 B 两根石墨电极电解足量的硝酸银溶液,通电 t 分钟,在 B 极收到 11.2mL 标况下气体,此后将电源反接,以相同的电流强度通电t/2 分钟。问：（1） A、 B 分别是什么极？ （ 2）电源反接后 A、B电极质量如何变化？ （ 3

12、）若溶液体积为200mL,则通电t/2 分钟时的溶液pH = ?解析：（1）石墨电极电解足量的硝酸银溶液，通电t分钟此时的电极反应为：阳极：4OH -4e = 2H2O+O2,阴极：4Ag +4e = Ag , 4AgNO 3+2H2O= 4Ag+O 2 T +4HNO 3 此时B极收到11.2mL标况下气体，说明 B极是阳极，A极是阴极.B极产生0.0005mol的 02,通过的电子的物质的量为0.002mol, A极生成银：0.002mol X 108g/mol = 0.216g，电解液中生成 0.002moI 的 HNO3.（ 2）将电源反接,再通过t/2 分钟,此时 A 极属于阳极,

13、B 极为阴极,电解液为硝酸银溶液, 则形成电镀装置 . 则两极发生的反应为： A 极（阳极） Age=Ag； B 极（阴极）： Ag + + e = Ag ;通过的电子的物质的量为0.001mol ;即阳极"溶解” 0.001mol X 108g/mol =0.108g 的银,阴极析出 0.001molX108g/mol=0.108g 的银； 此时,电解液的成分和物质的量都没有发生变化，则生成的HNO3的物质的量浓度为：0.002mol/0.2L = 0.01mol/L.即c（H J=0.01mol/L , pH = 2答案：（1） A极是阴极B极是阳极；（2）电源反接后，A极质量减

14、轻0.108g, B极质量增加 0.108g；（ 3）pH = 2【模拟试题】1. 金属镍有广泛的用途.粗镍中含有少量 度的镍，下列叙述正确的是（已知：氧化性 Fe2+ <Ni2+ <Cu2+）A. 阳极发生还原反应：其电极反应式：Fe, Ze, Cu, Pt等杂质，可用电解法制备高纯 （ ）2+ Ni2 + 2e = NiB. 电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C. 电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和ZnD. 电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt2. 下图中能验证氯化钠溶液（含酚酞）电解产物的装置是AfflB2+C3. CuI是一种不溶于水的白色固体，

15、它可由反应：石墨为阴极，以Cu为阳极电解KI溶液，通电前电解液中加入少量酚酞和淀粉溶液 始不久阴极区溶液呈红色，而阳极区溶液呈蓝色，对这个现象正确的解释是阴极电极反应 2H + + 2e= H2T使c （OH ） >c （ H + ）+ 12； 12遇淀粉变蓝阳极Cu 2e = Cu2 , Cu变蓝A.C.4. 下列描述中，不符合生产实际的是A.B.C.D.5.E>2C+ 41 = 2CuI J+ I2而得到.现以 .电解开 ( )=2CuI JI2遇淀粉阳极 2Cu + 4I 4e2+,小|2+显蓝色阳极2一2e= I2,B.D.电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极 电解法精炼

16、粗铜，用纯铜作阴极 电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极 在镀件上电镀锌，用锌作阳极 电解饱和食盐水制取氯气，已充电知铅蓄电池的电极反2PbSO4；+2H2O 一硫酸的物质的量至少是A、0.025mol- -J-.,今若制得0.05mol的氯气，此时电池内消耗的( )B、0.05molC、O.IOmolD、0.20mol6. 将分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联，在一定条件下通电电解一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为（）A、1 : 2 : 3B、3 : 2 : 1C、6 : 3 : 1D、6 : 3 : 227. 1L K2SO4和CUSO4的混合溶液中c（SO4

17、） = 2mol/L，用石墨电极电解此溶液，通电一C、1.5mol/LD、2mol/L段时间后，两极均收集到22.4L （标准状况）气体，则原溶液中K +的浓度为（）A、0.5mol/LB、1mol/L8.两根镍棒分别与电源正负极相连，并都插入 为t，结果阳极失重 m g，已知每个电子的电量为 58.69g/mol，则可推知阿伏加德罗常数为：53.69It_53.l59It_12mXL5X10'B9.电解原理在化学工业中有广泛应用.图为一个电解池，装有电解液极板，通过导线与直流电源相连.NiSO4溶液中，若电流强度为1.6X 10-19q (库仑)ItI，通电时间，镍的摩尔质量为：(

18、)Ita;臥mX1.6X10-MX,Y是两块电<sr请回答以下问题：(1) 若X,Y都是惰性电极， 滴酚酞试液，则： 电解池中X极上的电极反应式是象是 Y电极上的电极反应式是 _是(2) 如果要用电解方法精炼粗铜，电解液 X电极的材料是 ，电极反应式是 Y电极的材料是 ，电极反应式是(说明：杂质发生的电极反应不必写出)10. 工业上为了处理含有 Cr2O72的酸性工业废水，采用下面的处理方法：往工业废水中加入适量NaCl，以Fe为电极进行电解，经过一段时间，有 生成，工业废水中铬的含量已低于排放标准.请回答问题：(1) 两极发生反应的电极反应式：阳极：;阴极：(2) 写出C2O72变为C

19、r3+的离子方程式： (3) 工业废水由酸性变为碱性的原因是 a是饱和NaCI溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几.在X极附近观察到的现,检验该电极反应产物的方法a选用CUSO4溶液，则Cr( OH)3 和 Fe( OH)3沉淀(4) (填“能”或“不能”)改用石墨电极，原因是： 11. 在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相溶的中性液体。上层液体中插入两根石墨电极，圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅棒，可以上下搅动液体， 装置如图。接通电源，阳极周围的液体呈现棕色，且颜色由浅变深，阴极上有气泡生成。停止通电，取出电极，用搅 棒上下剧烈搅动。静置后液体又分成两层，下层液体呈紫红色，上层液体几乎无色

20、。根据上 述实验回答：(1)(2)(3)(4)(5)阳极上的电极反应式为 阴极上的电极反应式为 原上层液体是原下层液体是搅拌后两层液体颜色发生变化的原因是 其方法是(6) 要检验上层液体中含有的金属离子，o，现象是o12.用铂电极电解 AgN0 3饱和溶液(溶质的质量分数为17%),当银全部析出时，阳极放出5.6L气体(标准状况)，此时溶液密度为1.038g/cm3。求：(1)电解前AgN0 3饱和溶液的质量和析出银的质量(2) 电解后溶液中溶质的质量分数和物质的量浓度。【试题答案】I、 D 2、D3、A4、A5、C6、D 7、D 8、C9、( 1)2H+2eH2T 放出气体，溶液变红 2CI

21、 2e= Cl 2 f把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色。(2) 纯铜 Cu2+2eCu 粗铜 Cu 2e 一 = Cu2+10、(1): Fe 2e = Fe2+ ; 2H* + 2e =出；(2) Cr2O72 + 6Fe2+ + 14H + = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O(3) H +不断放电，C2O72与Fe2+反应消耗 H十，打破了水的电离平衡，使溶液中c(OH 1 c(H )(4) 不能，因为用石墨作电极，阳极产生氯气，得不到Fe2*,缺少还原剂II、(1) 2 K-2e_ = I2(2) 2H 2e_ = H2f(3) KI (或Nal等)水溶液(4)

22、 CCl4 (或 CHCl3 等)(5) I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度，所以绝大部分I2都转移到CCl4中(6) 焰色反应透过蓝色钴玻璃观察火焰呈紫色(其它合理答案同样给分。例如， 若(3)中答Nal水溶液，这里答火焰呈黄色。)12、(1) 1000g, 108g(2) 7.13%; 1.17mol/L【本讲教育信息】一. 教学内容：电解原理二. 教学目标：1、了解电解池的结构特点；2、掌握电解原理，电极反应式及电解方程式的书写。三. 教学重点、难点:电解原理，电极反应式及电解方程式的书写四. 知识分析: （一）电解池的结构特点及电解反应原理： 电解：是电流通过电解质溶液而在阴、

23、阳两极发生氧化还原反应的过程。 电解池：把电能转化为化学能的装置。电解池分阴、阳极，阴极与电源的负极相连，发 生还原反应；阳极与电源的正极相连，发生氧化反应。说明： 1、电解与电离的比较：电解是电流通过电解质溶液而在阴、阳两极发生氧化还原反应的 过程， 在这一过程中有新的物质生成， 发生了化学反应。 而电离是电解质在水溶液中或熔融 状态下离解成自由移动的离子的过程，它没有新的物质生成，不属于化学变化。2、组成电解池的条件有：外接直流电源且与两极相连；两个电极；电解质溶液或熔融电 解质。3、电解池的电极分阴阳极，其中与电源的负极相连的称为阴极，发生还原反应；与电源 的正极相连的称为阳极，发生氧化

24、反应。4、电解池电子流向：电子由电源的负极t电解池的阴极，再由电解质溶液t电解池的阳 极t电源正极。溶液中离子的移动方向：溶液中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。5、电解池的反应原理： 阴极：溶液中的阳离子得到电子，发生还原反应。 阳极：活性电极（除铂、金以及非金属等惰性电极）以及溶液中的阴离子失去电子，发生氧化反应。阴极和阳极发生的电极反应中通过的电子的电量相等。6、在电极反应中，由于电解质溶液和电极都可能发生反应，因此，电解反应后，电极本 身和电解质溶液都可能发生变化。7、电解质溶液的导电过程，就是它的电解过程，必然在阴阳两极发生氧化还原反应，必 有新的物质生成。（二） 电解产物的判断：

25、 电解质溶液通直流电进行电解时，对电解产物的判断，既要考虑阴 阳离子的氧化还原能力， 还要考虑电极材料、 离子浓度、 溶液的酸碱性等 判断电解产物首 先考虑电极材料，然后再根据电解质溶液中离子的放电顺序进行判断说明：1、电极材料可分为活性电极和惰性电极两种，活性电极为在金属活动性顺序表中银以前 的金属所作的电极， 作为阳极时，可作为还原剂参加电极反应，作阴极时一般不反应； 而惰 性电极是由铂、金以及非金属元素组成的电极，它们在电解池中无论是作阳极还是作阴极， 都不参与电极反应2、活性电极（金属电极） 作阳极， 阳极反应总是金属电极发生失电子反应即氧化反应 而 阴极反应与用惰性电极电解溶液时情况

26、相同， 不参与电极反应 可用电极反应式表示如： 阳 极：M ne= Mn+.3、用惰性电极电解电解质溶液时，溶液中阴阳离子的放电顺序如下：电解过程中阳离子的放电顺序：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>H+>AI 3+>Mg2+>Na+,即与金属活动性顺序表相反，金属（氢）阳离子的氧化性越强，其越容易得到电子电解过程中阴离子的放电顺序：S2 >I >Br >CI >OH >含氧酸根 >F ，即阴离子的还原性越强，其在电解池的阳极越容易失去电子4、用惰性电极电解不同的电解质溶液时，电解质溶

27、液和电极产物是不一样的我们可以 分为以下几种情形加以分析： 电解电解质本身，即电解质溶液的阴阳离子分别在电解池的阳极和阴极放电如：电解 CuCl2 （阳极：2CI 2e = CI2，阴极：Cu2+ + 2e= 2Cu）、HCI 溶液（阴极：2H+ 2e出匸，阳极：2C 2e= Cbf).即电解无氧酸或无氧酸的某些弱碱盐溶液时，就是电 解它本身，此时电解质溶液的浓度降低 电解时，电解质的阳离子放电，阴离子不放电，如：电解硝酸银溶液邙日极：40H 4e= 2H2O+O2，阴极：4Ag +4e = Ag , 4AgNO 3+2H2O= 4Ag+O2 T +4HNO 3)或硫酸铜 溶液(阳极：4OH

28、4e= 2H2O+O2，阴极：2Cu2+4e= 2Cu , 2CUSO4+2H2O = 2CU+O2T + 2H2SO4 )等即电解含氧酸的某些弱碱盐溶液时，电解质和水都发生了变化，溶液的酸性增强 电解时，电解质的阴离子放电，阳离子不放电，如：电解NaCI溶液(阳极：2CI-2e= CI2，阴极：2H + + 2e=出，2NaCI+2H 2O= 2NaOH+H 2 T +CI2 T) 和 KI 溶液(阳极：2I-2e= I2,阴极：2H + + 2e=出，2KI+2H 2O = 2KOH+H 2T +S)等.即 电解无氧酸的某些强碱盐溶液时，电解质和水都发生了变化，溶液的碱性增强. 电解过程中

29、电解质的阴阳离子都不放电，实际上就是电解水，此时的电极反应式为：阳极：4OH 4e= 2H2O+O2，阴极：4H + + 4e= 2出，2出0 = 2H2T +O2 T .即电解含氧 酸的强碱盐溶液，此时电解质没有变化，水减少，溶液的浓度增大，如电解硫酸钠、氢氧化 钠、硫酸、硝酸等溶液.5、在用惰性电极电解时，电解质溶液减少的质量等于阴阳两极析出物质的质量之和。因 此，若要加入某种物质使电解质溶液复原，原则上是“出什么加什么”即只要加入阴阳两极析出的产物相互化合所形成的生成物即可。 如阴极析出铜， 阳极析出氧气， 则只需要加入氧 化铜就可以使电解质溶液复原。【典型例题】例1 pH = a的某电

30、解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的 pH>a，则该电解质可能是：()A. NaOHB. H 2SO4C. AgNO3D. Na2SO4解析：A电解NaOH溶液，阳极消耗 OH ，阴极消耗H十，实际上是电解水，由于溶液 体积减小，溶质 NaOH 溶液浓度变大， pH 增大.B 电解稀硫酸溶液，实质上也是电解水，液体体积变小，溶质硫酸浓度增大，pH 减小.C电解硝酸银溶液，阴极上 Ag +放电，阳极上消耗水电离出的 OH ,H+浓度增大，pH 减小，电解反应为：4AgNO 3+ 2出0= 4Ag + 4HNO 3+ O2 TD电解Na2SO4溶液，实质上也是电解水，液体体

31、积变小，溶质Na2SO4浓度增大，pH不变.答案： A例2:用石墨做电极电解 1mol/LCuSO4溶液，当c (Cu2+)为0.5mol/L时，停止电解， 向剩余溶液中加入下列何种物质可使电解质溶液恢复至原来状况()A. CUSO4B. CuOC. Cu (OH ) 2D. CuSO4 5H?O解析：电解过程中的反应为：阳极： 4OH 4e = 2H2O+O2,阴极：2Cu2+4e = 2Cu, 2CuSO4+2H2O= 2CU+O2T +2H2SO4 .由以上反应可知，电解使 2moICuSO4 和 2moIH 2O 变成 了 2moIH 2SO4，同时析出铜，放出氧气.溶液中每生成 1m

32、oIH 2SO4,即减少1moICuSO4和 1moIH2O .由此可知，要使溶液恢复至原来状况，应加入CuO，反应为CuOH2SO4=CuSO4H2O.加入Cu (OH) 2,也可与H2SO4反应，生成CuSO4和 出0，但生成的水量较多，溶液 不能恢复至原状况.Cu(OH) 2H2SO4= CuSO42H2O本题也可从溶液中减少的物质来考虑，这样更简单一些，从溶液中析出的物质是铜和 氧气，每放出1mol氧气，即析出2mol铜，铜与氧气的物质的量之比为2： 1，所以加入CuO可恢复原状况.答案：B例3已知铅蓄电池的两极分别为Pb和PbO2，在放电时起原电池的作用，充电时起电解池的作用.铅蓄电

33、池发生反应的化学方程式可表示为：帝电2PbSOfl I +2H2O 奇=亠 PbO2+Pb + 2H2S04(1) 写出放电时负极发生反应的化学方程式： .(2) 当蓄电池作为电源，电解CUSO4溶液生成1.6gCu时，蓄电池内消耗硫酸的物质 的量是多少？(3) 给蓄电池充电时，若要使3.03gPbSO4转变为Pb和PbO?,需多少物质的量的电子.解析：此题涉及蓄电池的电化学反应原理、电解CUSO4溶液的反应原理、电极反应和有关电池反应、电解反应的计算等知识.考查学生的分析能力、计算能力以及思维的严密性 和整体性.解此题的关键在于：弄清蓄电池以及电解CuSO4溶液的反应原理；把握电池反应和电解

34、反应中转移的电子数相等这一恒等关系.(1) 蓄电池放电时发生原电池反应负极上的反应是：Pb+ SO4 一 2e- = PbSOqJ亓电(2) 由电池反应.-:- 有2e 2H2SO4的关系，掘电以及电解反应：2CuSO4+2H2O= 2CU+O2T +2H2SO4.得出4e- 2Cu的关系，再依据电子守 恒的关系，可得2e 2H2SO4 Cu的关系.则电解CuSO4溶液生成的铜的物质的量为：1.6/64 =0.025mol，所以蓄电池中消耗的硫酸的物质的量为0.05mol .(3) 蓄电池充电时发生电解反应： 2PbSO4 + 2出0 = Pb+ PbO2+ 2H2SO4,则有2e_ 2PbS

35、O4的关系.3.03gPbSO4的物质的量为3.03/303 = 0.01mol，则转变为Pb和PbO2需电子 的物质的量为0.01mol.答案：(1) Pb + so2_ 2e= PbSO4J; (2) 0.05mol; (3) 0.01mol例4用铜电极电解TC的饱和Na2SO4溶液，若保持电解过程中溶液的温度不变，当阴极生成amol的气体时，溶液中析出 bgNa2SO4 10出0,求TC时 W2SO4饱和溶液的 质量分数.解析：用铜作电极，阳极上铜溶解，电极反应为：Cu 2e_ = Cu2+;阴极上生成H2，电极反应为：2H + + 2e= H2,阴极累积的0H 与阳极生成的Cu2+反应

36、生成Cu(OH ) 2沉淀.总 反应为：Cu + 2H2O= Cu (OH) 2+ H2 (电解)，即每生成amol的 出，就有2amol的水被电 解，分解的水与被析出的晶体可组成TC的饱和Na2SO4溶液.该饱和溶液的质量为 bg +2amol x 18g/mol =( b + 36a) g .溶质的质量为：142b/322g，则TC的饱和 Na2SO4 溶液的 质量分数为：71b/161 (b+ 36a)答案：71b/161 ( b + 36a)【模拟试题】1、 在水中加等物质的量的Ag + , Pb2 +, Na+, SO4" , NO3： Cl，该溶液放在用惰性电极做电极的电

37、解槽中，通电片刻，则氧化产物与还原产物的质量比为()A. 35.5 : 108B. 16 : 207C. 8： 1D. 108 : 35.52、用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，再加入一定质量的另一种物质溶液能与原来完全一样的是()A.氧化铜加硫酸铜C.氯化钠加氯化氢B.氢氧化钠加氢氧化钠D.硫酸铜加氢氧化铜3、某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通 电时，为使CI2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源 电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是（）SA. a为正极，b为负极；NaCIO和NaCIB. a为负极，b为正极；NaCI

38、O和NaCIC. a为阳极，b为阴极；HCIO和NaCID. a为阴极，b为阳极；HCIO和NaCI电解一段时间后，两电极质量相差28g， （ ）4、用质量均为100g的铜作电极电解硝酸银溶液, 此时阳极质量A. 121.6gB. 88.2gC. 89.6gD. 93.6g5、 用惰性电极实现电解，下列说法正确的是（）A. 电解稀硫酸溶液实质上是电解水，溶液pH不变B. 电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH，故溶液pH减小C. 电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1: 2D. 电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:16、 某溶液中含有溶质 NaCI和H2SO4,它们的物质的量之比为3: 1,用石墨做电极电解该混合溶液时，根据电极产物，可明显分为三个阶段，下列叙述不正确的是（）A. 阴极至始至终只析出H2B. 阳极先析出CI2，后析出。2C. 电解最后阶段为电解水D. 溶液pH不断增大，最后为 77、下图装置中，a, b都是惰性电极，通电一段时间后，b极溶液呈红色，下列说法正确的是（）A. X是正极，Y是负极B. X是负极，Y是正极CuSO4溶液的pH值逐渐增大C. CuSO4溶液的pH值保持不变&用惰性电极电解plCuILtea-!