2010高考化学第一轮复习讲与练十五电解原理极其运用[旧人教]doc--高中化学 .doc

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1、 永久免费组卷搜题网第二十一讲 电解原理及其运用一、要点精讲1电解 。电解池 的装置。构成条件是： 。2电解反应及规律 阳极： 活性材料作电极时，阳极材料(金属)本身失电子被氧化成阳离子进入溶液，阴离子不容易在电极上放电； 惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)作电极时；溶液中阴离子的放电顺序主要是：OH、Cl、Br、I、S2； 阴极：无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子，阳离子在阴极上放电顺序主要和金属活泼性相反； 电解质溶液用惰性电极电解的规律小结：电 解类 型物质类别实例电极反应及产物溶液pH变 化溶液复原方法仅溶剂水电解含氧酸H2SO4阳极： 阴极： 强碱

2、NaOH活泼金属的含氧酸盐Na2SO4仅溶质电 解无氧酸HCl阳极： 阴极： 不活泼金属的无氧酸盐CuCl2阳极： 阴极： 溶质和溶剂同时电解活泼金属的无氧酸盐NaCl阳极： 阴极： 不活泼金属的含氧酸盐CuSO4阳极： 阴极： 3电解原理的应用：电镀(以镀铜为例)、电解精炼(以电解精炼铜为例)、氯碱工业。4原电池、电解池、电镀池的比较 二、典型例题【例1】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，故溶液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12D电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物

3、质的量之比为11【例2】如图所示，通电后，A极上析出Ag，对该装置的有关叙述中正确的是AP是电源的正极BF极上发生的反应为4OH4e2H2OO2C电解时，甲、乙、丙三池中，除了E、F两极外，其他电极均参加了反应D通电后，甲池溶液的pH减小，而乙、丙两池溶液的pH不变【例3】如下图所示，若电解5min时铜电极质量增加2.16g，试回答：电源电极X名称为_。变化：A_,B_, C_。 通电5min时，B中共收集224mL气体（标况），溶液体积为200mL。（设电解前后无体积变化）则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为_。 若A中KCl溶液的体积也是200mL，电解后，溶液的pH是_（设前后体积无变

4、化）。【例4】电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：(04福浙理综)(1) 若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则 电解池中X极上的电极反应式为 。在X极附近观察到的现象是 。 Y电极上的电极反应式为 ，检验该电极反应产物的方法是 。(2) 如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则 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）三、当堂反馈1在原电池和电解池的电极上所发生的反应，同属氧

5、化反应或同属还原反应的是A原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应B原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应C原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应D原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应2在水中加入等物质的量的Ag、Pb2、Na、SO42、NO3、Cl。该溶液放在用惰性材料作电极的电解槽中，通电片刻，则氧化产物和还原产物的质量比为A35.5108 B16207 C81 D10835.5a电源bAB3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。下列说法中正确的是A电源中“a”为负极，“b”为正极B电解池中的电解液可以是NaOH溶液或N

6、aCl溶液CB电极发生的反应：2H2O2eH22OHDA、B两端都必须使用铁作电极4（2004上海13）下图中能验证氯化钠溶液（含酚酞）电解产物的装置是 5（2002春季12）通以相等的电量，分别电解等浓度的硝酸银和硝酸亚汞（亚汞的化合价为1）溶液，若被还原的硝酸银和硝酸亚汞的物质的量之比n（硝酸银）n（硝酸亚汞）21，则下列表述正确的是A.在两个阴极上得到的银和汞的物质的量之比n（银）n（汞）21B.在两个阳极上得到的产物的物质的量不相等C.硝酸亚汞的分子式为HgNO3D.硝酸亚汞的分子式为Hg2(NO3)26氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如图所示：依据上图，完成下列填空：

7、 在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生反应的化学方程式为_ _，溶液的pH_（填“升高”或“降低”或“不变”）； 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_ _； 如果粗盐中SO42-含量较高，必须添加钡试剂除去SO42，该钡试剂可以是_（选填a、b、c）；aBa(OH)2，bBa(NO3)2，cBaCl2； 为有效除去Ca2+、Mg2+、SO42，加入试剂的合理顺序为_（选填a、b、c）；a先加NaOH，后加Na2CO3，再加钡试剂；b先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3；c先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3； 脱盐工序中利用NaOH和NaCl在

8、溶解度上的差异，通过_、冷却、_（填写操作名称）除去NaCl； 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反应；采用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，相应的化学方程式为_。课后练习1下列关于铜电极的叙述正确的是A铜锌原电池中铜是正极，锌是负极 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2若某装置(电解池或原电池)中发生反应的离子方程式是：Cu2H+Cu2+ +H2，关于该装置的有A可能是原电池，也可能是电解池 B只能是原电池，且电解质溶液为硝酸C只能是电解池，且金属

9、铜为该电解池的阳极 D只能是电解池，电解质溶液可以是硝酸3在铁品上镀一定厚度的锌层，以下方案设计正确的是A锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子B铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子C铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子D锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子4用惰性电极电解M(NO3)x的水溶液，当阴极上增重a g时，在阳极上同时产生b L氧气（标准状况）：从而可知M的原子量为A22.4ax/b B11.2ax/b C5.6ax/b D2.5ax/b5用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液，电解一段时间，再加入W，能使溶液恢复到电解前的状态，符合题意的组是（各组物质依次分别为X、Y、Z、W）

10、AC、Fe、NaCl、H2O BPt、Cu、CuSO4、CuSO4溶液CC、C、H2SO4、H2O DAg、Fe、AgNO3、AgNO3晶体6利用质量均为100.0克的金属铜作电极，电解AgNO3溶液。一段时间后，两电极的质量差为28.00克，则此时阳极和阴极质量(g)分别为A100.0 128.0 B93.60 121.6 C119.0 91.00 D88.21 139.87.用惰性电极电解一定浓度的下列物质的水溶液，通电一段时间后，溶液的pH值增大，向剩余电解液中加适量水，能使溶液与电解前相同的是） ANaCl BCuCl2 CH2SO4 DNaOH8为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组

11、学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存一星期后，下列对实验结束时现象描述不正确的是A装置左侧的液面一定会上升B左侧液面装置比装置的低C装置中的铁钉腐蚀最严重D装置中的铁钉几乎没被腐蚀9(2006上海13)将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是A两烧杯中铜片表面均无气泡产生B甲中铜片是正极，乙中铜片是负极C两烧杯中溶液的pH均增大D产生气泡的速度甲比乙慢10(2000上海12)在外界提供相同电量的条件，Cu2+或Ag+分别按Cu2+2eCu或Ag+e-Ag在电极上放电，基析出铜的质量为1.92g，则析出银的质量为A1.

12、62g B.6.48g C.3.24g D.12.96g11装置工作一段时间后，发现B池中有一极的质量减少。以下有关的推断中正确的 M是电源的负极 B中Cu电极的质量减少 C中溶液的pH升高 D中溶液的pH下降 B中电解液的浓度基本不变 相同条件下的A，C，D池中生成气体的总体积为CADA只有 B只有 C全部 D除12近年来，加“碘”食盐主要使用了碘酸钾，KIO3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（加少量K2CrO4）为电解液在一定条件下电解，反应方程式为：电解KI H2O KIO33H2，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电解液调节到酸性比较合适C

13、电解后得到KIO3产品的步骤有：过滤浓缩结晶灼烧D电解中每转移0.6mol电子，理论上可得到21.4g无水KIO3晶体13按右图装置实验：A、B两烧杯分别盛放10%NaOH溶液200g和1molL1的CuSO4溶液500mL，a、b、c、d都是铂电极，通电一段时间后，在C极增重，又测出A杯中NaOH溶液的浓度变为10.23%，试回答： 电源P为_极；b极放出气体_L（标准状况）； c极的电极反应_，c极增重_g；d极上的电极反应式_，电极产物的质量为_g；通电后B池CuSO4的物质的量浓度为_，H2SO4的物质的量浓度为_；(B池电解后溶液体积变化忽略不计)14由于Fe(OH)2极易被氧化，所

14、以实验室很难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色、纯净的Fe(OH)2沉淀。应用如右图的电解实验可制得纯净的Fe(OH)2沉淀。两电极的材料分别为石墨和铁。 a电极材料应为_，电极反应式为_； 电解液c可以是_。（填编号） A纯水 BNaCl溶液 CNaOH溶液 DCuCl2溶液 d是苯（C6H6），其作用为_，在加入C6H6之前对c应如何进行简单处理？_； 为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是_。（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 若c用Na2SO4溶液，当电解一段时间看到白色Fe(OH)2沉淀后，再反接电源电解，除在电极上可

15、以看到气泡外，混合物中另一明显现象为_。.15将铝制品与另一种材料作电极，以某种溶液作电解液进行电解，通电后在铝制品和电解液的接触面上逐渐形成一层Al(OH)3薄膜，薄膜的某些部位存在着小孔，电流从小孔通过并产生热量使Al(OH)3分解，从而在铝制品表面形成一层较厚的氧化膜。某校研究性学习小组根据上述原理，以铝制品和铁棒为电极，一定浓度的NaHCO3溶液为电解液进行实验。 铝制品表面形成氢氧化铝薄膜的电极反应式为：_； 电解过程中，必须使电解液的pH保持相对稳定（不能太大或太小）的原因是 ； 使用NaHCO3溶液为电解液，会减缓阴极区溶液pH的增大，能说明这一原理的离子方程式是 。16工业上为

16、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的NaCl，以Fe为电极进行电解，经过一段时间有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成，使废水中的铬含量达排放标准。 试写出两极上的电极方程式； Cr2O72的酸性条件下有强氧化性，试写出Cr2O72转变成Cr3+的离子方程式； 废水由酸性变为碱性的原因是什么？试写出生成两沉淀的离子方程式； 能否改用石墨电极？为什么？17（2006江苏25题）利用太阳光分解水制氢是未来解决能源危机的理想方法之一。某研究小组设计了如右图所示的循环系统实现光分解水制氢。反应过程中所需的电能由太阳能光电池提供，反应体系中I2和Fe3+等可

17、循环使用。写出电解池A、电解池B和光催化反应池中反应的离子方程式。若电解池A中生成3.36 L H2（标准状况），试计算电解池B中生成Fe2+的物质的量。若循环系统处于稳定工作状态时，电解池A中流入和流出的HI浓度分别为a molL1和b molL1，光催化反应生成Fe3+的速率为c molL1，循环系统中溶液的流量为Q（流量为单位时间内流过的溶液体积）。试用含所给字母的代数式表示溶液的流量Q。参考答案：例题：1B 2D 3 负极 增大减小不变 0.025mol/L 13分析因为Cu电极增重，说明溶液中的Ag+在此极析出，所以Cu极为阴极，Ag极为阳极，那么与Ag极相连的电源Y极为正极，X极为

18、负极。电解KCl溶液时，阴极上2H+2eH2，溶液pH增大，电解CuSO4和K2 SO4溶液时，阳极4OH 4e2H2OO2，溶液pH减小。电解AgNO3溶液实质是电镀，溶液浓度不变，故pH不变。C中铜电极增加2.16gAg，通过的电子为n(e)0.02mol，因为串联电池，每个电极通过的电子均为0.02mol，B中阳极4OH4e2H2OO2，放出O2为0.005mol，阴极放出H2为：0.01mol0.005mol0.005mol，根据H2的物质的量推知H得电子20.05mol，则Cu2+得电子为0.02mol20.05mol，CuSO4 的浓度为： 。A中阴极2H+2eH2，H+减少n(H

19、+)0.02mol，c(OH) ,pH134解析：惰性电极电解NaCl水溶液，电解后在阴极区产生氢气和氢氧化钠，在阳极区产生氯气。用电解方法精炼粗铜，阳极为粗铜，阴极为纯铜。 2H+ 2e- H2；放出气体，溶液变红。 2Cl 2e- Cl2 ；把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色。 纯铜 Cu2+ 2e- Cu 粗铜Cu 2e- Cu2+ 当堂反馈：1BC 2C 3BC 4D 5D6 2Cl2e2Cl2 升高 Ca2+CO32CaCO3 Mg2+2OHMg(OH)2 a c b c 蒸发 过滤 电解电解 NaCl H2O NaClOH2（或2NaCl2H2O 2NaOHH2Cl2

20、以及Cl22NaOHNaClNaClOH2O）分析电解食盐水,与电源正极相连的电极为阳极,发生氧化反应：2Cl2eCl2；与电源负极相连的电极上发生还原反应：2H+2e H2，消耗H+，即产生OH，所以溶液的pH升高。除去Ca2+：Ca2+CO32CaCO3，除去Mg2+： Mg2+2OHMg(OH)2，由于Mg(OH)2的溶解度小于MgCO3，所以Mg2+与OH、CO32混合时，总是生成Mg(OH)2沉淀。除去SO42应选择Ba2+，如加入Ba(NO3)2溶液会引进杂质NO3，而加入Ba(OH)2、BaCl2就不会增加新的杂质。除杂质时加入Ba2+和OH无先后之分，但Na2CO3一定在BaC

21、l2之后加入，因为CO32还要除去多余的Ba2+，过滤沉淀后即认为NaCl被提纯。脱盐工序实际上是分离NaOH和NaCl，由于NaCl溶解度小，因而NaCl首先析出，其操作过程是蒸发、冷却、结晶、经过滤得NaCl晶体。如无隔膜会发生：Cl22NaOH2NaClNaClOH2O。课后练习：1AC 2C 3A 4C 5C 6 B 7 D 8B 9C 10B 11C 12D13 负 2.8 Cu22eCu 32 4OH4e2H2OO2 8 0.5mol/L 0.5mol/L 14 Fe Fe 2eFe2+ B C 隔绝空气，防止Fe(OH)2被氧化 加热煮沸，驱赶水中溶有的O2 B C b电极表面会

22、有气泡产生，白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色。15 Al3e3 HCO3 Al(OH)3+3CO 2 Al(OH)3 和Al 2O3都是两性物质，当电解液呈酸性或强碱性时，刚形成的Al 2O3薄膜会被电解液溶解 HCO3OHCO32H2O16阳极：Fe2ee2+ ，阴极：2H+2eH2Cr2O726Fe2+14H+ 2Cr3+6Fe3+7H2O H不断在阴极上得电子成为H2而析出，且Cr2O72与Fe2+的反应也在消耗H+，使得溶液酸性变为中性，再由中性变为碱性。Cr3+3OHCr(OH)3, Fe3+ OHFe(OH)3不能。若改用石墨电极，阴极产物为Cl2，而不是Fe2+，没有Fe2+的还原作用，Cr2O72就不能变为Cr3，也就不能转化成Cr(OH)3沉淀而被除去。17 永久免费组卷搜题网