电解池和电解原理应用,金属腐蚀文档

专题1-2 电解池与电解原理应用,金属腐蚀1.电解池的构成条件. 2.电极的名称及判断.3.离子争先放电的情况. 4.微粒的移动情况.[跟踪练习]1.如图所示,E为浸过含酚酞的Na2SO4溶液的滤纸.A、B分别为铂片,压在滤纸两端,R、S为电池的电极.M、N是用多微孔的Ni制成的电极,在碱溶液中可视为惰性电极.G为电流计,K为开关.C、D和电解池中都充满浓KOH溶液.若在滤纸中央滴一滴紫色的KMnO4溶液,将开关K打开,接通电源一段时间后,C、D中有气体产生.请回答以下问题：<1>R为________<填"正"或"负">极.<2>A附近溶液的现象是____________________________________________________,附近发生的电极反应式为______________________________________________.<3>滤纸上的紫色点向________<填"A"或"B">方移动.2.如图,a、b是石墨电极,通电一段时间后,b极附近溶液显红色.则：X极是<填"正"或"负">极;b极是<填"阳"或"阴">极;3.如图所示,装置中①～⑧电极的电极名称并写出各极的电极反应式.4.如图所示是处理低浓度SO废气的方法之一2〔1〕NaSO溶液吸收SO的化学方程式是.232〔2〕通过电解法可分离NaHSO与NaSO混合物,实现NaSO的循环利用,示意图如下：32323回答以下问题：①写出阴阳两极的电极反应式阳极：；阴极：.②b室由转化为；〔填"NaHSO"或"NaSO",下同〕.原因.323c室由转化为；〔填"NaHSO”或"NaSO”,下同〕.原因.3235.按以下要求写出电极反应式〔1〕工业上用电解法制备KFeO.以铁为阳极电解氢氧化24钠溶液,然后在阳极溶液中加入KOH.电解时阳极发生反应生成FeO2-,该电极反应方程式为.〔2〕工业上利用离子交换膜法通过电解制备碘酸钾,电极为惰性电4极,氢氧化钾和碘化钾混合液为电解质溶液.电解时,阳极上发生反应的电极反应式为.阴极上发生反应的电极反应式为.〔3〕用惰性电极通过电解ZnSO和MnSO混合溶液制备MnO、Zn.写出电解过程中阳极的电442极反应式.〔4〕用惰性电极通过电解NaClO水溶液的方法也可以制备NaClO,进而可以制备HClO,写344出电解过程中阳极的电极反应式为.[共同整合,提升知识]一、电解池及电解原理1.惰性阳极阴离子放电顺序2阴极阳离子放电顺序惰性阳极电解类型[跟踪练习]6.用惰性电极电解以下各组中的三种电解质溶液,在电解的过程中,溶液的pH依次为升高、不变、降低的是<>A．AgNOCuClCu<NO>B．KClNaSOCuSO3232244C．CaClKOHNaNOD．HClHNO3KSO23247.以石墨为电极分别电解水和饱和食盐水,关于两个电解池反应的说法正确的是<>A．阳极反应式相同B．电解结束后所得液体的pH相同C．阴极反应式相同D．通过相同电量时生成的气体总体积相等<同温同压>8.四个电解装置都以Pt作电极,它们分别装着如下电解质溶液进行电解,电解一段时间后,测定其pH变化,所记录的结果正确的是<>选项ABCD电解质溶液HClAgNOKOHBaCl32pH变化减小增大增大不变9.某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题<甲、乙、丙三池中溶质足量>,当闭合该装置的电键K时,观察到电流计的指针发生了偏转.请回答以下问题：<1>甲池为________<填"原电池""电解池"或"电镀池">,A电极的电极反应式为.<2>丙池中 F 电极为________<填"正极""负极""阴极"或"阳极">,该池的总反应方程式为_____.<3>当乙池中C极质量减轻10.8g时,甲池中B电极理论上消耗O2的体积为_______mL<标准状况>.<4>一段时间后,断开电键 K,以下物质能使丙池恢复到反应前浓度的是________<填选项字母>.A．CuB．CuOC．Cu<OH>2D．Cu2<OH>2CO3[共同整合,提升知识]二.电解规律[问题情境3]1.如何用电解方法制备家用漂白液？2.粗铜如何精炼？其的装置图及反应原理.3.如何在铁片的表面镀上铜？其的装置图及反应原理.4.如何冶炼金属钠、钙、铝、镁？[跟踪练习]10.以下有关电化学装置的说法正确的是<>A．利用图a装置处理银器表面的黑斑AgS,银器表面发生的反应为AgS＋2e－===2Ag＋S2－B．图b电解一段时间,铜电极溶解,石墨电2极上有亮红色物质析出2C．图c中的X极若为负极,则该装置可实现粗铜的精炼D．图d中若M是海水,该装置是通过"牺牲阳极的阴极保护法"使铁不被腐蚀11.电解硫酸钠溶液联合生产硫酸和烧碱溶液的装置如图所示,其中阴极和阳极均为惰性电极.测得同温同压下,气体甲与气体乙的体积比约为1∶2,以下说法正确的是<>A．a极与电源的负极相连B．产物丙为硫酸溶液C．离子交换膜d为阴离子交换膜D．a电极反应式：2HO＋2e－===H↑＋2OH－2 2用图2所示装置进行第二组实验.实验过程中,两极均有气体产生,Y极区溶液逐渐变成紫红色；停止实验,铁电极明显变细,电解液仍然澄清.查阅资料发现,高铁酸根〔FeO2-〕在溶液中呈紫红色.4〔1〕电解过程中,X极区溶液的pH〔填"增大"、"减小"或"不变"〕.〔2〕电解过程中,Y极发生的电极反应为Fe-6e-+8OH-==FeO2-4

+4HO和2.〔3〕若在X极收集到672mL气体,在Y极收集到168mL气体〔均已折算为标准状况时气体体积〕,则Y电极〔铁电极〕质量减少g.2〔4〕在碱性锌电池中,用高铁酸钾作为正极材料,电池反应为：2KFeO+3Zn==FeO+ZnO+2KZnO242322该电池正极发生的反应的电极反应式为.13.实验室利用如右图模拟处理含CrO2-的废水,27阳极反应是Fe-2e-=Fe2+,阴极反应式是2H++2e-=H↑.2①Fe2+与酸性溶液中的CrO2-反应的离子方程式是,FeFe27②上述反应得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全,从其对水的电离平衡角度解释其原因.③若溶液中含有0.01molCrO2-,则阳离子全部生成沉淀的物质的量是_______mol.27含Cr2O27-和④〔填"能"或"不能"〕改用石墨电极,原因是.14.利用如图装置电解制备LiOH,两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液.稀H2SO4的废水B极区电解液为溶液<填化学式>,阳极电极反应式为；电解过程中Li+向<填"A"或"B">电极迁移.15.离子液体是一种室温熔融盐,为非水体系,由有机阳离子、AlCl—和AlCl—274组成的离子液体作电解液时,可在钢制品上电镀铝.钢制品应接电源的极,已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应,阴极电极反应式为.16.化学在环境保护中起着十分重要的作用,催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染.电化学降解N的原理如题图所示.①电源正极为<填"A"或"B">,阴极反应式为.②若电解过程中转移了2mol电子,则膜两侧电解液的质量变化差<[共同整合,提升知识]三、电解原理的应用1.电解饱和食盐水2．电解精炼铜3．电镀铜 4．电冶金★★1、在25℃时,将两个惰性电极插入一定质量的硫酸钠饱和溶液中进行电解,通电一段时间后,阴极上析出amol气体,同时有WgNaSO•10HO晶体析出.2 4 2若温度不变,剩余溶液中溶质的质量分数为

m-m>为g.左 右WW7100W%D．7100WA．100%B．100%C.%W18aW36a161（W36a）161（W18a）★2、某混合溶液中含有两种溶质NaCl和HSO,且n<NaCl>:n<HSO>=3:1.若以石墨电极电2 4 2 4解该混合液时,根据电极产物,可明显分为三个阶段,以下叙述中不正确的是A．阴极自始至终只析出H B．阳极先析出Cl,后析出O2 2 2C．电解最后阶段为电解水 D．电解液的pH不断增大,最终等于3、将0.2molAgNO、0.4molCu<NO>、0.6molKCl溶于水,配成100ml溶液,用惰性电极电解32一段时间后,若在一极析出0.3molCu,此时在另一极产生的气体体积〔标准状况〕为A、4.48L B、5.6L C、6.72L D、7.84L4、采用惰性电极从NO-SO2-H+Cu2+Ba2+Ag+Cl-等离子中,选择适当的离子组合电解质,3 4对其溶液进行电解：⑴两极分别放出H和O时,电解质的化学式可能是：2 2⑵若阴极析出金属,阳极放出氧气时,电解质的化学式可能是：⑶两极分别放出气体,且体积比为1：1时,电解质的化学式可能是：⑷阴、阳两极生成的物质与电路中通过的电子的物质的量之比为4：1：4时,电解质的化学式可能是：；电解反应的离子方程式是：9．电解尿素[CO<NH>]的碱性溶液制氢气的装置如图所示<电解池中隔膜仅阻止气体通22过,a、b极均为惰性电极>.以下说法正确的是< >A．电解时,b极发生氧化反应B．溶液中OH－逐渐向b极移动C．电解时a极的电极反应式为CO<NH>＋8OH－－6e－===CO错误!＋N↑＋6HO22 2 2D．若在b极产生标况下224mLH,则消耗尿素2g21.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：电解KI+3H2OKIO3+3H2↑.以下有关说法正确的是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

A电源B2.某同学设计了一种电解法制取Fe<OH>2的实验装置<如右图>.通电后,溶液中产生白色沉淀,且较长时间不变色.以下说法中正确的是A．电源中"a"为负极,"b"为正极B.电解池中的电解液不可以是NaCl溶液C．B电极发生的反应：2H2O+2e-=H2↑+2OH-D．A.B两端都必须使用铁作电极3.以Fe为阳极,Pt为阴极,对足量的Na2SO4溶液进行电解,一段时间后得到4molFe<OH>3沉淀,此间共消耗水的物质的量为A．6mol B．8mol C．10mol D．12mol4、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Cl2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〔〕A、a为正极,b为负极；NaClO和NaClB、a为负极,b为正极；NaClO和NaClC、a为阳极,b为阴极；HClO和NaClD、a为阴极,b为阳极；HClO和NaCl5该小组同学模拟工业上用离子交换膜法制烧碱的方法,那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾.①该电解槽的阳极反应式为___________________________________________.此时通过阴离子交换膜的离子数________<填"大于"、"小于"或"等于">通过阳离子交换膜的离子数.②通电开始后,阴极附近溶液pH会增大,请简述原因____________________________________________________________________________________________________.③若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池,则电池正极的电极反应式为________________________________________________________________________三、金属的腐蚀与防护1．化学腐蚀与电化学腐蚀.化学腐蚀电化学腐蚀金属跟接触到的物质<如O2、Cl2、SO2不纯金属与电解质溶液接触时,发生定义等>________发生________反应而引起______反应,________的金属失电子而被的腐蚀氧化本质______电流产生________电流产生现象金属被________<氧化>________金属被腐蚀<氧化>实例金属与Cl2、O2等物质直接发生化学反钢铁在潮湿的空气中生锈应实质与联实质都是金属原子________电子被________而损耗；化学腐蚀与电化学腐蚀往往系同时发生,但电化学腐蚀更普遍、危害性更大、腐蚀速率更快2.钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀.析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较______水膜酸性______或______正极反应____________________________________负极反应____________________________________2．图中烧杯中盛的是天然水,铁腐蚀的速率由快到慢的顺序是< >A．⑤>②>①>③>④B．③>②>①>⑤>④C．⑤>②>③>④>① D．③>④>⑤>②>①强化练习1.肼<NH>暴露在空气中容易爆炸,但利用其作燃料电池是一种24理想的电池,具有容量大、能量转化效率高、产物无污染等特点,其工作原理如图所示,以下叙述正确的是O2A．电池工作时,正极附近的pH降低B．当消耗1molO时,有2molNa+由甲槽向乙槽迁移2C．负极反应为4OH－+NH−4e–=N↑+4HO24 2 2D．若去掉离子交换膜电池也能正常工作2.有人设想以N和H为反应物,以溶有A的稀盐酸为电解质溶液,制造出新型燃料电池,装置2 2如图所示,以下有关说法正确的是A．通入N的一极为负极2B．通入H的电极反应为：H+2e－=2H+2 2C．物质A是NHCl4D．反应过程中左边区域溶液pH逐渐减小3.混合动力汽车〔HEV〕中使用了镍氢电池,其工作原理如图所示：其中M为储氢合金,MH为吸附了氢原子的储氢合金,KOH溶液作电解液.关于镍氢电池,以下说法不正确的是．．．A．充电时,阴极附近pH降低B．电动机工作时溶液中OH－向甲移动C．放电时正极反应式为：NiOOH＋HO＋e－

Ni<OH>＋OH－2

2D．电极总反应式为：M＋Ni<OH> MH＋NiOOH24．〕甲醇-空气燃料电池〔DMFC〕是一种高效能、轻污染的车载电池,其工作原理如下图.以下有关叙述正确的是A．H+从正极区通过交换膜移向负极区B．负极的电极反应式为：CH3OH<l>+H2O<l>－6e－＝CO2<g>+6H+C．d导出的是CO2D．图中b、c分别是O2、甲醇5.高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池长时间保持放稳电定的放电电压.高铁电池的总反应为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O 充电