高二化学电解池知识精讲人教实验版

1、高二化学电解池知识精讲 人教实验版【本讲教育信息】一. 教学内容： 电解池二. 重点、难点：电解原理及其应用既是重点，也是难点三. 具体内容：1. 电解原理（1）装置（2）现象（3）电极反应（4）电解定义（5）电极的判断和选择（6）电子流向（7）离子放电顺序2. 电解的几种情况与pH变化（1）氯化铜溶液电解（2）盐酸电解（3）硫酸钾溶液电解（4）溴化钙溶液电解（5）硫酸铜溶液、以铜为电极的电解3. 电解原理的应用（1）氯碱工业（2）电镀（3）铜的电解精炼（4）铝的冶炼（5）钠的冶炼4. 原电池、电解池的对比5. pH变化的判断【典型例题】例1 实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气，已知

2、铅蓄电池放电时发生如下反应：负极Pb+SO42=PbSO4+2e正极PbO2+4H+SO42+2e=PbSO4+2H2O，今若制Cl20.050 mol，这时电池内消耗H2SO4的物质的量至少是（ ）A. 0.025 mol B. 0.050 mol C. 0.10 mol D. 0.20 mol答案：C 解析：根据电源和电解池中转移电子数相同来解题。例2 下图各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时，由快到慢的顺序是（ ）A. >>> B. >>> C. >>> D. >>>答案：A解析：考察原电池、电解池中金属电极的消耗情况

3、比较。例3 近年来，加“碘”食盐较多的使用了碘酸钾（KIO3），碘酸钾在工业上可用电解法制取。以石墨和不锈钢为电极，以KI溶液为电解液，在一定条件下电解，反应方程式为：。下列有关说法正确的是（ ）A. 电解时，石墨作阴极，不锈钢作阳极B. 电解时，阳极反应是：I 6e + 3H2O = IO3 + 6H+C. 溶液调节至强酸性，对生产有利D. 电解前后溶液的pH几乎不变答案：BD 解析：考察基本电解原理的应用。 例4 某同学用碳棒、铜棒和稀硫酸为原材料，实现了在通常条件下不能发生的反应：Cu+H2SO4（稀）CuSO4+H2。请在右边画出能够实验这一反应的装置图。 某同学在做一定条件下铜与稀硫

4、酸的反应实验时，看到碳棒上有气泡产生，但铜棒却没有被腐蚀。请你分析其原因： 。 答案：两极与电源的正负极接反了，或铜棒接电源的负极了等。解析：考察对于电解原理的分析。 例5 在下图用石墨作电极的电解池中，放入500mL含一种溶质的某蓝色溶液进行电解，观察到A电极表面有红色的固态物质生成，B电极有无色气体生成；当溶液中的原有溶质完全电解后，停止电解，取出A电极，洗涤、干燥、称量、电极增重1.6g。请回答下列问题：（1）A接的是电源的 极，B是该装置 。（2）写出电解时反应的总离子方程式 。（3）电解后溶液的pH为 ；要使电解后溶液恢复到电解前的状态，则需加入 ，其质量为 。（假设电解前后溶液的体

5、积不变）答案：（1）负极；阳极；（2）2Cu2+2H2O 2Cu+O2+4H+ （3）1；CuO，2g 解析：考察电解池中离子放电顺序的应用。 例6 用惰性电极电解M（NO3）x的水溶液，当阴极增重ag，阳极同时产生bLO2（STP），从而知M的相对分子质量为（ ）A.（22.4ax）/b B.（11.2ax）/b C.（5.6ax）/b D.（2.5ax）/b 答案：C 解析：考察电解池中电极反应的基本判断。 例7 用铂电极电解x下列溶液一段时间后，再加入一定量的某物质（括号内），能与原来溶液浓度一样的是（ ）A. （CuCO3） B. NaOH（NaOH）C. NaCl（HCl） D.Cu

6、SO4 答案：AC 解析：考察溶液的复原方法。例8 从H+、Cu2+、Na+、SO42、Cl五种离子中恰当地组成电解质，按下列要求进行电解：（1）以石墨为电极进行电解，使电解质质量减少，水质量不变，可采用的电解质是_（2）以石墨为电极进行电解，使电解质质量不变，水质量减少，可采用的电解质是_（3）以碳棒为阳极，铁棒为阴极进行电解，使电解质和水的质量都减少，可采用的电解质是_答案：（1）HCl、CuCl2 （2）NaHSO4、Na2SO4、H2SO4 （3）NaCl、CuSO4 解析：考察电解中根据放电离子的选择来确定物质。【模拟试题】1. 某种蓄电池的充放电过程可表示为：Fe+NiO2+2H2

7、O，该电池充电时，阳极是 ，电极反应式为 。2. 将质量分数为0.052（5.2%）的NaOH溶液1 L（密度为1.06 g·cm3）用铂电极电解，当溶液中NaOH的质量分数改变了0.010（1.0%）时停止电解，则此时溶液中应符合的关系是（ ）NaOH的质量分数阳极析出物的质量（g）阴极析出物的质量（g）A0.06219152B0.06215219C0.0421.29.4D0.0429.41.23. 电镀和电解精炼的原理来源于电解，但与通常意义上的电解又有所不同。（1）电镀时，须用镀层金属作 极，镀件作 极，电镀液中含有 。 电镀过程中，电镀液中金属离子浓度理论上保持不变。（2）电

8、解精炼制高纯度金属时，须用粗金属作 极，纯金属作 极，电解液中含该金属的离子。4. 下列关于铜电极的叙述不正确的是（ ）A. 铜锌原电池中铜是正极 B. 用电解法精炼粗铜时粗铜作阳极C. 在镀件上电镀铜时，用金属铜作阳极 D. 电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极5. 可以将反应Zn+Br2 = ZnBr2设计成蓄电池，下列4个电极反应 Br2 + 2e= 2Br 2Br2e= Br2 Zn 2e= Zn2+ Zn2+ +2e= Zn其中表示充电时的阳极反应和放电时的负极反应的分别是（ ）A. 和 B. 和 C. 和D. 和6. 用铂电极电解下列物质的水溶液，工作一段时间后溶液pH变小的是（ ）A

9、. 稀硫酸 B. Na2SO4 C. AgNO3 D. KI7. 石墨作电极电解下列溶液，阴阳两极产生的气体体积比为2:1，且电解液pH增大的是（ ）A. KCl B. NaOH C. Na2SO4 D. H2SO48. 工业上为了处理含有Cr2O72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的NaCl，以Fe为电极进行电解，经过一段时间，有和沉淀生成，工业废水中铬（Cr）的含量已低于排放标准。请回答下列问题：（1）电极反应式：阳极_，阴极_（2）写出Cr2O72变为Cr3+的离子方程式_（3）工业废水pH升高的原因_（4）_（填“能”或“不能”）改用石墨电极，原因_9. 用质量为

10、100g 的铜作电极电解AgNO3溶液，电解一段时间后，两极的质量相差28g，此时两极质量分别是：阳极_ ，阴极_10. 关于铜电极的叙述正确的是（ ）A. 铜锌原电池中铜是正极 B. 用电解法精练粗铜时，粗铜作阴极C. 在镀件上电镀铜时，可用金属铜作阳极 D. 电解稀硫酸制 H2、O2时铜作阳极11. 同一电路分别电解足量CuCl2溶液和AgNO3溶液，如果析出64g铜，则可析出银的质（ ）A. 108g B. 54g C. 216g D. 64g12. 同一电路串联四个电解槽，分别电解以下四种物质的水溶液，阴极析出物质质量最多的是（ ）A. CuSO4 B. C. KNO3 D. NaOH

11、参考答案1. ；+2OH2e=NiO2+2H2O2. B 3. （1）阳；阴；镀层金属离子；（2）阳；阴。 4. D 5. A 6. AC 7. B8.（1）Fe2e=Fe2+；2H+2e=H2（2）Cr2O72+6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+14H2O 阴极反应消耗H+，溶液中的氧化还原反应也消耗H+，使溶液pH升高。（3）不能；若用石墨做电极，则无法产生还原剂Fe2+，使Cr2O72还原为Cr3+，变成沉淀除去9. 93.6g；121.6g 10. AC 11. C 12. A【试题解析】1. 二次电池的放电过程是原电池原理，充电过程是电解池原理，所以阳极是还原剂，发生氧化反应。

12、2. 根据离子放电顺序，NaOH溶液中放电的是H+和OH，相当于水在减少，所以溶液应变浓，同时阳极是OH放电，产生O2，是H2质量的8倍。4. 因为要产生氢气和氧气，必须用惰性电极作阳极，否则将是铜在阳极放电，不能产生氧气。5. 锌和溴的反应为自发的氧化还原反应，是放电时的原电池原理，所以发生氧化反应的锌为负极，而充电时是逆向反应，且阳极发生氧化反应。6. A中是H+和OH放电，酸溶液变浓，pH减小；B中是H+和OH放电，中性溶液中pH不变；C中是Ag+和OH放电，碱性减弱，pH减小；D中是H+和I放电，酸性减弱，pH变大。7. 所有选项的阴极放电离子都是H+，所以阳极产生气体必须是每生成1mol气体，转移4mol电子，才能保证2：1的关系，所以应为O2，OH放电；BCD都是电解水，所以只有碱性溶液，才能使pH升高。9. 每有1mol铜反应，则同时生成2mol银，质量差为（64+108×2）=280，所以质量差为2