电解池教案模版.doc

电解池有外接电源两个电极；有外接电源；有电解质溶液阴极：与电源负极相连阳极：与电源正极相连阴极：本身不反响，溶液中阳离子得电子发生复原反响。阳极：发生氧化反响，假设是惰性中极，则是溶液中阴离子失电子；假设是非惰性电极，则电极本身失电子电源负极 ¾¾e- ® 阴极，阳极 ¾¾e- ® 电源正极电能化学能考点 40 电解原理及应用一、理解把握电解池的构成条件和工作原理二、把握电解反响产物及电解时溶液pH 值的变化规律及有关电化学的计算1、要推断电解产物是什么，必需理解溶液中离子放电挨次阴极放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料无关。放电挨次是K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、Zn2+、Fe2+(H+)、Cu2+、Hg2+、Ag+、Au3+放电由难到易阳极：假设是惰性电极作阳极，溶液中的阴离子放电，放电挨次是S2-、I-、Br-、Cl-、OH-、含氧酸根离子(NO -、SO 2-、CO2-)、F-343失电子由易到难假设是非惰性电极作阳极，则是电极本身失电子。要明确溶液中阴阳离子的放电挨次，有时还需兼顾到溶液的离子浓度。假设离子浓度 相差格外悬殊的状况下，离子浓度大的有可能先放电。如理论上H+的放电力气大于 Fe2+、Zn2+，但在电解浓度大的硫酸亚铁或硫酸锌溶液时，由于溶液Fe2+或Zn2+>>H+，则先在 阴极上放电的是Fe2+或 Zn2+，因此，阴极上的主要产物则为 Fe 和 Zn。但在水溶液中，Al3+、Mg2+、Na+等是不会在阴极上放电的。2、电解时溶液pH 值的变化规律22222电解质溶液在电解过程中，有时溶液 pH 值会发生变化。推断电解质溶液的 pH 值变化， 有时可以从电解产物上去看。假设电解时阴极上产生 H ，阳极上无 O 产生，电解后溶液 pH 值增大；假设阴极上无H ，阳极上产生O ，则电解后溶液pH 值减小；假设阴极上有H ，阳极上有O，且V2H2= 2VO2，则有三种状况：a 假设原溶液为中性溶液，则电解后pH 值不变；b 假设原溶液是酸溶液，则pH 值变小；c 假设原溶液为碱溶液，则pH 值变大；假设阴极上无 H，阳极上无 O 产生，电解后溶液的 pH 可能也会发生变化。如电解CuCl 溶液222CuCl2 溶液由于Cu2+水解显酸性，一旦 CuCl2 全部电解完，pH 值会变大，成中性溶液。电解原理的应用（1） 制取物质：例如用电解饱和食盐水溶液可制取氢气、氯气和烧碱。（2） 电镀：应用电解原理，在某些金属或非金属外表镀上一薄层其它金属或合金的过程。电镀时，镀件作阴极，镀层金属作阳极，选择含有镀层金属阳离子的盐溶液为电解质溶液。电镀过程中该金属阳离子浓度不变。（3） 精炼铜：以精铜作阴极，粗铜作阳极，以硫酸铜为电解质溶液，阳极粗铜溶解， 阴极析出铜，溶液中Cu2+浓度减小（4） 电冶活泼金属：电解熔融状态的Al O 、MgCl 、NaCl 可得到金属单质。2323. 例题精讲例 1 某学生试图用电解法依据电极上析出物质的质量来验证阿伏加德罗常数值，其试验方案的要点为：用直流电电解氯化铜溶液，所用仪器如图241。强度为 I A，通电时间为 t s 后，准确测得某电极上析出的铜的质量为m g。试答复：图 241(1) 这些仪器的正确连接挨次为(用图中标注仪器接线柱的英文字母表示，下同)E 接，C 接，接 F。试验线路中的电流方向为C (2) 写出B 电极上发生反响的离子方程式，G 试管中淀粉KI 溶液变化的现象为，相应的离子方程式是。(3) 为准确测定电极上析出铜的质量，所必需的试验步骤的先后挨次是。称量电解前电极质量 刮下电解后电极上的铜并清洗 用蒸馏水清洗电解后电极低温烘干电极后称量 低温烘干刮下的铜后称量 再次低温烘干后称量至恒重(4) 电子的电量为 1.6 × 10 19 C 。试列出阿伏加德罗常数的计算表达式：NA=。例 2.用Pt 电极电解AgF(aq)，电流强度为 a A，通电时间为 t min，阴极增重 m g，阳极上生成标准状况下的纯洁气体 V L，以 q C 表示一个电子的电量，Mr 表示Ag 的相对原子质量，则阿伏加德罗常数 NA 可表示为( )1344a tA. q Vmol1a tMB. rq mmol160a tMC. q m rD. 以上答案都不对例 3.用图 242 所示的装置进展电解。通电一会儿，觉察潮湿的淀粉KI 试纸的 C 端变为蓝色。则：图 242(1) A 中发生反响的化学方程式为。(2) 在 B 中观看到的现象是、。(3) 室温下，假设从电解开头到时间ts，A、B 装置中共收集到标准状况下的气体0.168 L， 假设电解过程中无其他副反响发生，经测定电解后A 中溶液体积恰为 1000 mL，则A 溶液的pH 为。例 4.将羧酸的碱金属盐电解可得烃类化合物。例如：3233222CH COOKH O ¾电¾解® CH CH 2CO H 2KOH据以下衍变关系答复以下问题：(阳)(阳)(阴)(阴)ClCHCOOK(aq) ¾电¾解® A(混合物) ¾D® B ¾¾O® C ¾¾O® D ¾¾+ B® E224浓 H SO(1) 写出电极反响式阳极，阴极。(2) 写出以下反响方程式AB：，BC：。(3) D 和B 在不同条件下反响会生成三种不同的E，试写出它们的构造简式、。4. 实战演练一、选择题每题 5 分，共 45 分1.银锌电池广泛用做各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为：2AgZn(OH)2Ag2OZnH2O,在此电池放电时，负极上发生反响的物质是A.AgB.Zn(OH)2C.Ag2OD.Zn2.2023 年上海高考题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 被完全吸取制得有较强杀菌力气的消毒液，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推断正确的选项是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NaCl3. 以下关于试验现象的描述不正确的选项是A. 把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片外表消灭气泡B. 用锌片做阳极，铁片做阴极，电解氯化锌溶液，铁片外表消灭一层锌C.把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片外表消灭一层铁D.把锌粒放入盛有盐酸的试管中，参与几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快4. 氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍电池的总反响式是： 1 H NOOHNOH 。依据此反响式推断以下表达222中正确的选项是A.电池放电时，电池负极四周溶液的pH 不断增大B.电池放电时，镍元素被氧化C.电池充电时，氢元素被复原D.电池放电时，H2 是负极5. 如以以下图所示两个装置中，溶液体积均为 200 mL，开头时电解质溶液的浓度均为 0.1mol·L1，工作一段时间后，测得导线上通过 0.02 mol 电子，假设不考虑盐水解和溶液体积的变化，则以下表达正确的选项是A. 产生气体的体积：B. 电极上析出固体的质量： C.溶液的pH 变化：增大，减小D.电极反响式：阳极：4OH4e=2H2OO22阴极：2H2e=H 6. 甲、乙两个电解池均以Pt 为电极，且相互串联，甲池盛有AgNO3 溶液，乙池中盛有确定量的某盐溶液，通电一段时间后，测得甲池中电极质量增加2.16 g，乙池中电极上析出0.64 g 金属，则乙池中溶质可能是A.CSO4B.MgSO4C.AlNO D.Na SO33247. 用石墨电极电解 100 mL H 2SO4 与 CuSO4 的混合溶液，通电一段时间后，两极均收集到 2.24 L 气体标准状况，则原混合溶液中 Cu2的物质的量浓度为A.1 mol·L1B.2 mol·L1C.3 mol·L1D.4 mol·L18. 用惰性电极电解 VLSO4 的水溶液，当阴极上有 m 金属析出(阴极上无气体产生)时，阳极上产生 L 气体(标准状况)，同时溶液的pH 由原来的 6.5 变为 2.0(设电解前后溶液体积不变)。则M 的相对原子质量的表示式为A. 100mB. 200mVVC. 22.4mxD. 11.2mx9. 用Pt 电极电解CCl2 溶液，当电流强度为 a A，通电时间为 时，阴极质量增加 ，阳极上生成标准状况下纯洁气体 V L，电极上产生的气体在水中的溶解无视不计，且以表示 1 个电子的电量，表示铜的相对原子质量，则阿伏加德罗常数可表示为A. 672atVqC. 60MatmqB. 64atVqmD.不能确定二、非选择题(共 55 分)22210.(12 分)由于 FeOH 极易被氧化，所以试验室很难用亚铁盐溶液与烧碱反响制得白色纯洁的 FeOH 沉淀，应用以以下图电解试验可以制得白色纯洁的FeOH 沉淀。两电极材料分别为石墨和铁。(1) a 电极材料应为(2) 电解液c 可以是，电极反响式为。(填编号)。A.纯水B.NaCl 溶液C.NaOH 溶液(3)d 为苯，其作用是D.CCl2 溶液，在参与苯之前对c 应作何简洁处理。(4) 为了在较短时间内看到白色沉淀，可实行的措施是(填编号)。A.改用稀硫酸做电解液 B.适当增大电源的电压 C.适当减小两电极间距离D.适当降低电解液的温度2(5) 假设 c 中用Na2SO4 溶液，当电解一段时间看到白色FeOH沉淀后，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外，混合物中另一明显现象为。11.(8 分)蓄电池使用日久后，正负极标志模糊，现依据以下两种条件，如何推断正负极：（1） 氯化铜溶液，两根带铜导线的碳棒。（2） 硫酸铜溶液，两根铜导线。12.12 分氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH 的工艺流程如以以下图：完成以下填空：(1) 在电解过程中，与电源正极相连的电极上的电极反响式为。与电源负极相连的电极四周溶液pH(填“不变”“上升”或“下降”)。(2) 工 业 食 盐 含 Ca2 、 Mg2 等 杂 质 。 精 制 过 程 发 生 反 应 的 离 子 方 程 式为、。(3) 假设粗盐中SO 2- 含量较高，必需添加钡试剂除去 SO 2- ，该钡试剂可以是(选4填“A”“B”“C”，多项选择扣分)。A.Ba(OH)2B.Ba(NO3)24C.BaCl2(4) 为有效除去Ca2、Mg2、SO 2- ，参与试剂的合理挨次为(选填“A”4“B”“C”，多项选择扣分)A. 先加NaOH，后加Na2CO3，再加钡试剂B. 先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3C. 先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3(5) 脱盐工序中利用 NaOH 和 NaCl 在溶解度上的差异，通过、冷却、(填写操作名称)除去NaCl。(6) 在隔膜法电解食盐水时，电解槽分隔为阳极区和阴极区，防止 Cl2 与NaOH 反响；承受无隔膜电解冷的食盐水时，Cl2 与 NaOH 充分接触，产物仅是 NaClO 和 H2，无隔膜电解食盐水的总的化学方程式为。13.(12 分)碘缺乏症普及全球，多发生于山区，南美的安第斯山区、欧洲的阿尔卑斯山区和亚洲的喜马拉雅山区是高发病地区。我国云南、河南等十余省的山区发病率也较高，据 估量我国患者大约有 1000 万人左右。为把握该病的发生，较为有效的方法是食用含碘食盐。我国政府以国家标准的方式规定在食盐中添加碘酸钾(KIO3。据此答复以下问题：(1) 碘是合成以下哪种激素的主要原料之一A.胰岛素B.甲状腺激素C.生长激素D.雄性激素(2) 长期生活在缺碘山区，又得不到碘盐供给，易患A.甲状腺亢进B.佝偻病C.地方性甲状腺肿D.糖尿病(3) 可用盐酸酸化的碘化钾和淀粉检验食盐中的碘酸钾。反响的化学方程式为，氧化产物与复原产物的物质的量之比为 ，能观看到的明显现象是。(4) KIO3 可用电解方法制得，原理是：以石墨为阳极，以不锈钢为阴极，在确定电电解3流强度和温度下电解KI 溶液。总反响化学方程式为： KI3H2OKIO 3H，则两2极反响式分别为：阳极，阴极。(5) 在某温度下，假设以 12 A 的电流强度电解KI 溶液达 10 min，理论上可得标准状况下的氢气L。14.(11 分)100.0 g 无水氢氧化钾溶于 100.0 g 水。在 T 温度下电解该溶液，电流强度 I温度KOH0492105082052830558600 A，电解时间10.00 h。电解完毕温度重调至，分别析出 KOH·2H2O 固体后，测得剩余溶液的总质量为 1648 。不同温度下每 100 g 饱和溶液中无水氢氧化钾的质量如下表：通过计算先确定温度 T 的区间，然后求出(最终计算结果只要求两位有效数字)。注：法拉第常数 F965×104C·mol1A安培 h小时 相对原子质量：H：101O：160K：3911 错解分析：电解CuCl2(aq)发生如下反响：电解Cu22Cl =CuCl2Cl2 有毒，须作处理，装置中G，作用即此，假设不留意观看，无视了或猜不透G 的作用，就会得出错误的答案。不能排解干扰，也会得出错误答案。2解题思路：(1)B 电极上应产生Cl ：22Cl2e=Cl B 极上流出电子，电子进入直流电源的正极，即 F 极，由此可得仪器连接挨次及电流方向。(2) B 中产生Cl ，Cl 进入G 中与KI 反响，有 I 生成，I使淀粉变蓝色。2222(3) 镀在 A 电极上的 Cu 是没必要刮下的，也无法刮干净，还能将A 电极材料刮下，故两步须排解在外。(4) 由电学学问，可求电量 Q：由此可求出通过的电子个数：Q=I A×t s=It CN(e)=It C=It1.6 ´10-19 C1.6 ´10-19其物质的量为：n(e)=It1.6 ´10-19¸ N=AIt1.6 ´10-19 NA而电子个数与Cu 的关系为：依据生成Cu m g 得：Cu22e=Cum gIt1=×64 g × mol-1NA 可求。1.6 ´10-19 N2A答案：(1)DABFBADE(2)2Cl2e=Cl 变蓝色 Cl 2I=2ClI 222(3)(4)N= 64 ´I tmol1Am2 ´1.6 ´10-192.2 解析：假设认为逸出气体是F ，则会误选A；假设马虎未把 t min 转化为 60t s 进展计算，则会误选B；假设无视单位则会误选C。正确答案应是：60a tMrq mmol13 解析：可以认为线路中串联了3 个电解池。中选定一个为争辩对象时，另外的2 个可看作是线路或是电阻。先选定潮湿的淀粉KI 试纸为争辩对象。由于C 端变为蓝色，可知C 端有I2 生成：2I2e=I2I2 使淀粉变蓝色。该反响是在电解池的阳极发生的反响，由此可以断定外接电源的 E 端为负极，F 端为正极。(1)(2)选 A(或 B)为争辩对象，可无视B(或A)和淀粉KI 试纸的存在。(3)由题意可得如下关系式：4HO 2H22依据气体的体积可求出 n(H)、c(H)及 pH。电解2答案：(1)4AgNO3 =4AgO4HNO3(2)石墨极有气泡产生Cu 极四周变蓝色溶液中有蓝色沉淀生成(3)24 解析：准确理解题给信息是解决问题的关键。电解 CH3COOK(aq)时，阳极吸引阴离子：CH COO和 OH，事实上放电的是CH COO，2CH COO2e ¾¾®2CO CH CH3332332，阴极吸引阳离子：H和 K，放电的是H，2H2e=2H 答案：(1)2ClCH COO2e ¾¾®CH ClCH Cl2CO 2H2e=H 2222222(2) CH2ClCH2Cl2KOH¾D ® CH (OH)CH (OH)2KClCH (OH)CH (OH)O ¾¾Cu ®OHCCHO2H O2222附参考答案一、1.D2.解析：Cl2 被完全吸取，Cl2 应在下部生成，推知b 为正极，a 为负极。答案：B3.C4.CD5.B6.A7.A8.BD9.A二、10.(1)FeFe2e=Fe22C22(3) 隔离空气，防止生成的FeOH 被氧化 加热c，以除去溶解的O (4)BC(5)白色沉淀快速变成灰绿色，最终变成红褐色 11.1有红色物质析出为负极 2铜导线变粗为负极12.(1)2Cl2e=Cl2 上升3(2)Ca2+CO 2- =CaCO 32Mg2+2OH=Mg(OH) (3)AC(4)BC(5)蒸发 过滤电解电解2222(6)NaCl+H2O = NaClO+H (或 2NaCl+2H O = 2NaOHH +Cl Cl 2NaOH=NaCl+NaClO+H O)2213.(1)B(2)C(3)5KKO36HCl=6KCl323H2O5 溶液变蓝(4)阳极：3H2O6e=O36H 阴极：6H2O6e=3H26OH (5)083714.T 介于 2030之间 T 为 28