期末考试第四章专题复习(二)《电解池》

期末考试第四章专题复习〔二〕《电解池》【学习目标】1、复习电解池原理；2、掌握电解的规律；3、了解电解池的应用。【知识梳理】知识点一：电解池原理★〔一〕电解1、定义：使电流通过电解质溶液或熔融的电解质而在两极引起反响的过程。2、特点：①电解是不可逆的；②电解质导电过程就是电解过程。★〔二〕电解池：把电能转化为能的装置。★〔三〕电解池的组成和工作原理(用惰性电极电解CuSO4溶液)1、电极名称与电极反响：〔1〕与电源正极相连的为，发生反响，电极反响式：；〔2〕与电源负极相连的为，发生反响，电极反响式：。2、总反响：化学方程式：；离子方程式：。★〔四〕电解池中的粒子流向1、电子的移动方向：电子从电源极沿导线流入电解池极，经过阴、阳离子定向移动形成的内电路，极失去的电子经过导线流回电源的极。2、离子的运动方向：〔填“阴”或“阳”〕离子移向阳极；〔填“阴”或“阳”〕离子移向阴极。★〔五〕判断两极及电子电流的运动方向判断依据阳极阴极外加电源与电源极相连的电极与电源极相连的电极电子流向电子的一极电子的一极电流流向电流一极电流一极离子流向离子移向的一极离子移向的一极反响类型发生反响的极发生反响的极【注意】阳极：电极质量增加的一极——该电极为活性电极。★【思考】如何判断一个装置是原电池还是电解池？【提示】①首先看有无外接电源，有外接电源的为池，无外接电源的可能为池。②然后依据原电池和电解池的形成条件分析判断。【例1】铅蓄电池的工作原理为：Pb+PbO2+2H2SO4=PbSO4+2H2O，研读以下图，判断不正确的选项是()A．K闭合时，d电极反响式：PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42—B．当电路中转移0．2mol电子时，II中消耗的H2SO4为0.2molC．K闭合时，II中SO42-向c电极迁移D．K闭合一段时间后，II可单独作为原电池，d电极为正极知识点〔二〕：电解原理的应用★〔一〕电解饱和食盐水1、原理分析：〔1〕食盐水中存在的离子：；〔2〕离子放电顺序：阴极：>；阳极：>。〔3〕写电极反响式：按离子方程式要求处理阳极：；阴极：；〔4〕总反响化学方程式：。2、离子交换膜的作用：〔1〕防止；〔2〕防止Cl2与NaOH反响生成而影响NaOH的产量。3、应用：氯碱工业制造烧碱、和。★〔二〕电镀〔在某些金属外表镀上一薄层其他金属或合金的方法〕1、原理:①极——待镀金属或镀件；②极——镀层金属；③电镀液——含有镀层金属离子的电解质溶液。2、电镀铜：以铜为阳极，以铜为阴极，以溶液为电解质溶液进行电解。阳极反响式：；阴极反响式：。★〔三〕精炼铜〔注意粗铜含杂质有Zn、Fe、Ni、Ag、Au等〕1、以铜为阳极，以铜为阴极，以溶液为电解质溶液进行电解2、写电极反响式阳极：；阴极：；3、阳极泥:相对不活泼的金属以单质的形式沉积在电解槽底,形成阳极泥【思考】电解精炼铜时，假设阴极得到电子为2NA个，那么阳极质量减少是否为64克？【特别注意】电镀铜的过程中，Cu2＋的浓度〔填“增大”“减小”或“根本不变”〕；电解精炼铜的过程中，Cu2＋的浓度逐〔填“增大”“减小”或“根本不变”〕。★〔四〕活泼金属的制备1、特别活泼的金属钠、镁、铝等只能通过电解的方法制取制取钠化学方程式：。制取镁化学方程式：。制取铝化学方程式：。【思考】①为什么不电解熔融的AlCl3？②工业上制金属镁是电解氧化镁还是电解熔融的氯化镁？2、电解冶炼钠(电解熔融NaCl)(1)电极反响：阳极：，阴极：。(2)总反响方程式：。(3)应用：冶炼等活泼金属。【例2】(1)氯碱工业用石墨和铁作电极时，石墨应作_____极，铁作____极；假设食盐水中滴有酚酞，通电后______极附近溶液变红色。(2)假设在铁上镀铜，应用______作阳极，______作阴极，电镀液可选用________溶液。(3)粗铜的电解精炼，粗铜作________极，电路中通过2NA个电子时，阴极质量增加________g(Cu的摩尔质量按64g·mol－1计)。【重点解读】★考点〔一〕电极产物的判断【特别提醒】①Al3＋、Mg2＋、Na＋、Ca2＋、K＋只有在熔化状态下放电。②电解质溶液的导电过程，就是该溶液的电解过程，是化学变化。③在水溶液中，高价含氧酸根和活泼金属离子一般不放电，而是OH－和H＋放电。【例3】Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如下图，电解总反响为：2Cu＋H2OCu2O＋H2↑。以下说法正确的选项是()A．石墨电极上产生氢气B．铜电极发生复原反响C．铜电极接直流电源的负极D．当有0.1mol电子转移时，有0.1molCu2O生成【对点训练1】右图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置，通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液，以下实验现象中正确的选项是()A．逸出气体的体积：a电极的小于b电极的B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色★考点〔二〕电解规律和计算★〔一〕以惰性电极电解电解质溶液的规律类型电极反响的离子(惰性电极)实例电解对象电解质浓度pH电解质溶液复原需加物质电解水型NaOHH2SO4Na2SO4HClCuCl4NaClCuSO4NaOHH2SO4【特别提醒】(1)假设阴极为H＋放电，那么阴极区c(OH－)增大；假设阳极为OH－放电，那么阳极区c(H＋)增大；假设阴极、阳极同时有H＋、OH－放电，相当于电解水，电解质溶液浓度增大。(2)用惰性电极电解电解质溶液时，假设要使电解后的溶液恢复到原状态，应遵循“缺什么加什么，缺多少加多少”的原那么，一般参加阴极产物与阳极产物的化合物。(3)在框图推断中假设出现“A＋H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))B＋C＋D”的模式，那么A一般为CuSO4、NaCl或AgNO3，视条件而定。(4)在电解池中阳极生成的气体一般是O2或Cl2，阴极生成的气体一定是H2。★〔二〕电解化学方程式的书写1、必须在等号上标明电解；2、只是电解质被电解，电解化学方程式中只写电解质及电解产物。如电解CuCl2溶液：CuCl2eq\o(=,\s\up7(电解))Cu+Cl2↑；3、只有水被电解，只写水及电解产物即可。如：电解稀硫酸、电解NaOH溶液、电解Na2SO4溶液，化学方程式为：。4、电解质、水同时被电解，那么都要写进方程式。如电解饱和食盐水的化学方程式为：。【特别提醒】当电解过程中电解的是水和电解质时，电极反响式中出现的是H＋或OH－放电，但在书写总反响式时要将反响物中的H＋或OH－均换成水，在生成物中出现的是碱或酸。★〔三〕有关电化学的计算电解池中有关量的计算或判断主要包括以下几方面：根据直流电源提供的电量求产物的量(析出固体的质量、产生气体的体积等)、溶液的pH、相对原子质量或某元素的化合价、化学式等。解题依据是得失电子守恒，有如下解题方法：(1)根据电子守恒法计算：用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。(2)根据总反响式计算：先写出电极反响式，再写出总反响式，最后根据总反响式计算。(3)根据关系式计算：根据得失电子守恒关系，在量与未知量之间，建立计算所需的关系式：4e－～4Ag～2Cu～2Cl2～2H2～O2～4H＋～4OH－[特别提醒]电解过程中产生的H＋或OH－，其物质的量等于转移电子的物质的量。【例4】将500mL0.1mol/L的CuSO4溶液和500mL4mol/L的NaCl溶液相混合，然后用石墨电极进行电解，电解过程中共有0.4mol电子通过。试计算：〔1〕阴极上可析出铜克。〔2〕在标准状况下阳极上可以产生毫升气体。〔3〕假设电解过程中溶液体积的变化忽略不计，那么当有0.2mol电子通过时，溶液的PH为。【例5】以下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。(1)接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47%，乙中c电极质量增加。据此答复以下问题：①电源的N端为________极；②电极b上发生的电极反响为___________；③列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积：______；④电极c的质量变化是________g；⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因：甲溶液________________________；乙溶液________________________；丙溶液________________________；(2)如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？__________。【金题训练】1、能用电解原理说明的问题是()①电解是把电能转化成化学能②电解是把化学能转化成电能③电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化④不能自发进行的氧化复原反响，通过电解的原理可以实现⑤任何溶液被电解时，必然导致氧化复原反响的发生A．①②③④B．②③⑤C．③④D．①③④⑤2、以下有关电化学知识的描述中正确的选项是()A．原电池的正极和电解池的阳极均发生氧化反响B．铜的电解精炼时，粗铜板作阳极C．铜、锌和稀硫酸构成的原电池中铜为负极D．石墨作电极电解氯化镁溶液的离子方程式为：2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2OH－＋H2↑＋Cl2↑3、氯碱工业的根本原理就是电解饱和食盐水。以下关于实验室电解饱和食盐水的说法中正确的选项是()A．可以选用石墨棒作为阴、阳极材料，但阳极材料也可以用铁棒B．用湿润的淀粉KI试纸靠近阴极区域，试纸变蓝C．电解过程中，在阳极区域溶液中滴加品红，品红褪色D．实验结束后，将溶液搅拌，然后用pH试纸检验，溶液呈中性4〔双〕、某同学按如下图的装置进行电解实验。以下说法正确的选项是()A．电解过程中，铜电极上有H2产生B．电解初期，主反响方程式为：Cu＋H2SO4eq\o(=,\s\up7(通电))CuSO4＋H2↑C．电解一定时间后，石墨电极上有铜析出D．整个电解过程中，H＋的浓度不断增大5、〔双〕以下关于铜电极的表达正确的选项是()A.锌铜原电池中，铜是正极B.用电解法精炼粗铜时，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6、以下装置中纯锌棒都浸在相同浓度稀硫酸中，锌棒腐蚀速度从快到慢的顺序是〔〕A③④②①B②③①④C④②①③D③②①④7、根据金属活动顺序表，Cu不能发生如下反响：Cu+2H2O=Cu(OH)2↓+H2↑。但选择恰当电极材料和电解液进行电解，这个反响就能变为现实。以下四种电极材料和电解液中，能实现该反响最为恰当的是ABCD阳极石墨CuCuCu阴极石墨石墨FePt电解液CuSO4溶液Na2SO4溶液H2SO4溶液H2O8、用阳极X,阴极Y电解Z的水溶液，通电一段时间后，参加W，能使溶液恢复的有〔)XYZWA石墨铁NaClH2OB铂铜CuSO4CuSO4溶液C石墨石墨H2SO4H2OD银铁AgNO3AgNO39、在电解水时,常参加一些稀硫酸,其目的是〔〕A.使溶液酸性增强B.使溶液中离子浓度增大C.加快电解的速率D.使溶液的氧化性增强10、如图中x、y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增加,b极板处有无色无臭气体放出,符合这一情况的〔〕11、(1)用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为1∶3的CuSO4和NaCl的混合溶液，可能发生的反响有()①2Cu2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2Cu＋4H＋＋O2↑②Cu2＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(电解))Cu＋Cl2↑③2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2OH－＋H2↑＋Cl2↑④2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2H2↑＋O2↑A．①②③B．①②④C．②③④D．②④12、500mLKNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO3)＝6mol·L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4L气体(标准状况)，假定电解后溶液体积仍为500mL，以下说法正确的选项是()A．原混合溶液c(K＋)为2mol·L－1B．上述电解过程中共转移2mol电子C．电解得到的Cu的物质的量为0.5molD．电解后溶液中c(H＋)为2mol·L－113、如下图，通电后A极上析出Ag(1)判断电源以及甲、乙、丙三池中的电极名称，并分别书写电极反响式(1)判断电源以及甲、乙、丙三池中的电极名称，并分别书写电极反响式〔2〕对该装置的有关表达正确的选项是

A.P是电源的正极B.F极上发生的反响为：4OH--4e-=2H2O+O2↑C.电解时，甲、乙、丙三池中，除E、F两极外，其余电极均参加了反响D.通电后，甲池的PH减小，而乙、丙两池溶液的PH不变