新(浙江專用)高考化學二輪復習 專題15 電解池 金屬的腐蝕與防護(加試)課件
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1、專題15 電解池 金屬的腐蝕與 防護(加試)內(nèi)容索引考點一電解池的工作原理考點二 電解原理的應用考點三 金屬的腐蝕與防護考點四 有關(guān)電化學的計算考點一 電解池的工作原理 知識梳理1 11.電解池電解池(1)概念:把電能轉(zhuǎn)化為化學能的裝置。(2)構(gòu)成條件有與 相連的兩個電極。(或 )。形成 。答案電源電解質(zhì)溶液熔融鹽閉合回路(3)電極名稱及電極反應式(如圖)陽極氧化2Cl 2e = Cl2陰極還原Cu2+ 2e = Cu答案(4)電子和離子的移動方向特別提醒特別提醒電解時,在外電路中有電子通過,而在溶液中是依靠離子定向移動形成電流,即電子本身不會通過電解質(zhì)溶液。2.分析電解過程的思維程序分析電解
2、過程的思維程序(1)首先判斷陰、陽極,分析陽極材料是惰性電極還是活潑電極。(2)再分析電解質(zhì)水溶液的組成,找全離子并分陰、陽兩組(不要忘記水溶液中的H和OH)。(3)然后排出陰、陽兩極的放電順序陰極:陽離子放電順序:AgFe3Cu2H(酸)Fe2Zn2H(水)Al3Mg2NaCa2K。陽極:活潑電極S2IBrClOH含氧酸根離子。注意注意陰極不管是什么材料,電極本身都不反應,一定是溶液(或熔融電解質(zhì))中的陽離子放電。最常用、最重要的放電順序:陽極:ClOH;陰極:AgCu2H。電解水溶液時,KAl3不可能在陰極放電,即不可能用電解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金屬。(4)分析電極
3、反應,判斷電極產(chǎn)物,寫出電極反應式,要注意遵循原子守恒和電荷守恒。(5)最后寫出電解反應的總化學方程式或離子方程式。正誤辨析正誤辨析正誤判斷,正確的打“”,錯誤的打“”(1)任何化學反應都可以設(shè)計成電解池反應( )(2)電解質(zhì)溶液的導電過程就是電解質(zhì)溶液被電解的過程( )(3)某些不能自發(fā)進行的氧化還原反應,通過電解可以實現(xiàn)( )(4)電解時,電解液中陽離子移向陽極,發(fā)生還原反應( )答案題組一分類突破電解的規(guī)律題組一分類突破電解的規(guī)律 題組集訓2 21.用分析電解過程的思維程序分析電解下列物質(zhì)的過程,并總結(jié)電解規(guī)律(用惰性電極電解)。填寫表中空白:(1)電解水型電解質(zhì)(水溶液)電極方程式電解
4、物質(zhì)總化學方程式電解質(zhì)濃度溶液pH含氧酸(如H2SO4)陽極:陰極:加強堿(如NaOH)加活潑金屬的含氧酸鹽(如KNO3、Na2SO4)加溶液復原H2O 4OH4e=O22H2O 4H4e=2H2增大減小增大不變H2OH2OH2O2H2OO22H2答案(2)電解電解質(zhì)型電解質(zhì)(水溶液)電極方程式電解物質(zhì)總化學方程式電解質(zhì)濃度溶液pH溶液復原無氧酸(如HCl),HF除外陽極:陰極:通入HCl氣體減小增大酸2Cl2e=Cl22H2e=H22HClH2Cl2答案不活潑金屬的無氧酸鹽(如CuCl2),氟化物除外陽極:陰極:加固體減小鹽 2Cl2e=Cl2 Cu22e=CuCuCl2CuCl2CuCl2
5、答案(3)放H2生堿型電解質(zhì)(水溶液)電極方程式電解物質(zhì)總化學方程式電解質(zhì)濃度溶液pH溶液復原活潑金屬的無氧酸鹽(如NaCl)陽極:陰極: 2Cl2e=Cl2 2H2e=H2水和鹽生成新電解質(zhì)增大通入HCl氣體2Cl2H2OCl2H22OH答案(4)放O2生酸型電解質(zhì)(水溶液)電極方程式電解物質(zhì)總化學方程式電解質(zhì)濃度溶液pH 溶液復原不活潑金屬的含氧酸鹽(如CuSO4)陽極:陰極:水和鹽生成新電解質(zhì) 加或減小CuOCuCO32Cu22H2O2CuO24H 4OH4e=2H2OO2 2Cu24e=2Cu答案題后反思題后反思復原措施探究復原措施探究(1)要使電解后的NaCl溶液復原,滴加鹽酸可以嗎
6、?提示提示不可以,電解NaCl溶液時析出的是等物質(zhì)的量的Cl2和H2,所以應通入氯化氫氣體,加入鹽酸會引入過多的水。(2)要使電解后的CuSO4溶液復原,加入Cu(OH)2固體可以嗎?提示提示應具體情況具體分析,若通電一段時間,CuSO4未電解完(即Cu2未全部放電),使溶液復原應加入CuO,而加入Cu(OH)2會使溶液的濃度減小;若Cu2全部放電,又繼續(xù)通電一段時間(此時電解水),要使溶液復原應加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3,若只加入CuO,此時濃度偏大。題后反思(3)若用惰性電極電解CuSO4溶液一段時間后,需加入98 g Cu(OH)2固體,才能使電解質(zhì)溶液復原,則這段時間,
7、整個電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為多少?提示提示4NA(4)通過以上分析,電解質(zhì)溶液復原應遵循什么原則?提示提示電解質(zhì)溶液的復原應遵循“從溶液中析出什么補什么”的原則,即從溶液中析出哪種元素的原子,則應按比例補入哪些原子。題組二突破電極反應式、電解方程式的書寫題組二突破電極反應式、電解方程式的書寫2.按要求書寫電極反應式和總方程式:(1)用惰性電極電解AgNO3溶液陽極反應式_;陰極反應式_;總反應離子方程式_。4OH4e=O22H2O(或2H2O4e=O24H)4Ag4e=4Ag答案(2)用惰性電極電解MgCl2溶液陽極反應式_;陰極反應式_;總反應離子方程式_。2Cl2e=Cl22H2e=H2(或2
8、H2O2e=H22OH)答案(3)用鐵作電極電解NaCl溶液陽極反應式_;陰極反應式_;總反應離子方程式_。Fe2e=Fe22H2e=H2(或2H2O2e=H22OH)答案(4)用鐵作電極電解NaOH溶液陽極反應式_;陰極反應式_;總反應離子方程式_。Fe2e2OH=Fe(OH)22H2e=H2(或2H2O2e=H22OH)答案(5)用Al作陽極,電解H2SO4溶液,鋁材表面形成氧化膜陽極反應式_;陰極反應式_;總反應離子方程式_。2Al6e3H2O=Al2O36H6H6e=3H2答案(6)用惰性電極電解熔融MgCl2陽極反應式_;陰極反應式_;總反應離子方程式_。2Cl2e=Cl2Mg22e
9、=Mg答案題后反思題后反思1.做到做到“三看三看”,正確書寫電極反應式,正確書寫電極反應式(1)一看電極材料,若是金屬(Au、Pt除外)作陽極,金屬一定被電解(注:Fe生成Fe2)。(2)二看介質(zhì),介質(zhì)是否參與電極反應。(3)三看電解質(zhì)狀態(tài),若是熔融狀態(tài),就是金屬的電冶煉。題后反思2.規(guī)避規(guī)避“三個三個”失分點失分點(1)書寫電解池中電極反應式時,一般以實際放電的離子表示,但書寫總電解反應方程式時,弱電解質(zhì)要寫成分子式。(2)要確保兩極電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相同,且應注明條件“通電”。(3)電解水溶液時,應注意放電順序中H、OH之后的離子一般不參與放電。題組三電解原理和電解規(guī)律的考查題組三電解原理和電解
10、規(guī)律的考查3.如圖為直流電源電解稀Na2SO4水溶液的裝置。通電后在石墨電極a和b附近分別滴加幾滴石蕊溶液。下列實驗現(xiàn)象描述正確的是()A.逸出氣體的體積,a電極的小于b電極的B.一電極逸出無味氣體,另一電極逸出刺激性氣體C.a電極附近呈紅色,b電極附近呈藍色D.a電極附近呈藍色,b電極附近呈紅色解析解析解析 、OH移向b極,在b極OH放電,產(chǎn)生O2,b極附近c(H)c(OH),石蕊溶液變紅。Na、H移向a極,在a極H放電產(chǎn)生H2,a極附近c(OH)c(H),石蕊溶液變藍。所以產(chǎn)生的氣體體積a電極的大于b電極的;兩種氣體均為無色無味的氣體。A、B、C均錯。4.(2016寧波效實中學高一下學期期
11、中)如圖所示,將純Fe棒和石墨棒插入1 L飽和NaCl溶液中。下列說法正確的是()A.M連接電源負極,N連接電源正極,當兩極產(chǎn)生氣體總量為 22.4 mL(標準狀況)時,則生成0.002 mol NaOHB.去掉電源,將M、N用導線直接相連,在溶液中滴入酚酞溶 液,C電極周圍溶液變紅C.M連接電源負極,N連接電源正極,如果把燒杯中的溶液換成1 L CuSO4溶液, 反應一段時間后,燒杯中產(chǎn)生藍色沉淀D.M連接電源正極,N連接電源負極,將C電極換成Cu電極,電解質(zhì)溶液換成 硫酸銅溶液,則可實現(xiàn)在鐵上鍍銅解析B項,去掉電源,M、N直接連接,該裝置是原電池,鐵作負極,碳棒作正極,發(fā)生吸氧腐蝕,氧氣得
12、電子生成氫氧根,堿性增強,故B正確;解析C項,M連接電源負極,N連接電源正極,所以鐵作陰極,碳棒作陽極,銅離子得電子生成銅單質(zhì),故C錯誤;D項,M連接電源正極,N連接電源負極,所以鐵作陽極,碳棒作陰極,F(xiàn)e是活性電極,陽極上Fe首先失電子生成二價鐵離子進入溶液而被腐蝕,不能實現(xiàn)鐵上鍍銅,故D錯誤。題組四原電池、電解池的判斷題組四原電池、電解池的判斷5.如圖所示裝置中,裝置A中盛放0.1 molL1的H2SO4溶液,裝置B中盛放0.1 molL1的CuCl2溶液(兩種溶液均足量,且不考慮電極產(chǎn)物在溶液中的溶解)。下列說法中不正確的是()A.裝置A為原電池,裝置B為電解池B.裝置A為電解池,裝置B
13、為原電池C.兩燒杯中產(chǎn)生的氣體的物質(zhì)的量相等D.一段時間后,裝置B中溶液的pH升高解析解析解析裝置A為原電池,裝置B應為電解池,且裝置A為裝置B提供電能,故A正確,B錯誤;B裝置在電解過程中CuCl2溶液的濃度變小,溶液的酸性減弱,一段時間后,溶液的pH升高,D正確。6.(2016瑞安第一次聯(lián)考)某小組為研究電化學原理,設(shè)計如圖裝置。下列敘述不正確的是()A.a和b不連接時,鐵片上會有金屬銅析出B.a和b用導線連接時,銅片上發(fā)生的反應為 Cu22e=CuC.無論a和b是否連接,鐵片均會溶解,溶液從藍色逐漸變成淺綠色D.a和b分別連接直流電源正、負極,電壓足夠大時,Cu2向銅電極移動解析返回解析
14、解析若a和b不連接,則不能構(gòu)成原電池,單質(zhì)鐵直接與Cu2發(fā)生氧化還原反應而置換出銅,反應方程式為FeCu2=Fe2Cu,A正確;若a和b用導線連接,則構(gòu)成原電池,此時鐵作負極,銅作正極,電極反應式分別為Fe2e=Fe2、Cu22e=Cu,B正確;由A、B分析可知,選項C是正確的;若a和b分別連接直流電源正、負極,則構(gòu)成電解池,此時銅作陽極失去電子被氧化,鐵作陰極,在電解池中陽離子向陰極移動,因此選項D錯誤。返回考點二 電解原理的應用 知識梳理1 11.電解飽和食鹽水電解飽和食鹽水(1)電極反應陽極反應式: ( 反應)陰極反應式: ( 反應)(2)總反應方程式2Cl2e=Cl22H2e=H2氧化
15、還原(3)應用:氯堿工業(yè)制 、 和 。燒堿氯氣氫氣答案2.電鍍電鍍?nèi)鐖D為金屬表面鍍銀的工作示意圖,據(jù)此回答下列問題:(1)鍍件作 極,鍍層金屬銀作 極。(2)電解質(zhì)溶液是 。(3)電極反應:陽極:;陰極:。(4)特點:極溶解, 極沉積,電鍍液的濃度。陽AgNO3溶液等含鍍層金屬陽離子的鹽溶液Age=AgAge=Ag陽陰不變答案陰3.電解精煉銅電解精煉銅(1)電極材料:陽極為 ;陰極為 。(2)電解質(zhì)溶液:含Cu2的鹽溶液。(3)電極反應:陽極: 、;陰極:。粗銅純銅Zn2e=Zn2Fe2e=Fe2Ni2e=Ni2Cu2e=Cu2Cu22e=Cu答案4.電冶金電冶金利用電解熔融鹽的方法來冶煉活潑
16、金屬Na、K、Ca、Mg、Al等。(1)冶煉鈉電極反應:陽極:;陰極:。2Cl2e=Cl22Na2e=2Na答案(2)冶煉鋁電極反應:陽極:;陰極:。6O212e=3O24Al312e=4Al答案答案正誤辨析正誤辨析正誤判斷,正確的打“”,錯誤的打“”(1)電鍍銅和電解精煉銅時,電解質(zhì)溶液中的c(Cu2)均保持不變 ( )(2)電解冶煉鎂、鋁通常電解MgCl2和Al2O3,也可電解MgO和AlCl3 ( )(3)若把CuH2SO4=CuSO4H2設(shè)計成電解池,應用Cu作陽極( )(4)電解飽和食鹽水時,兩個電極均不能用金屬材料( )(5)在鍍件上電鍍銅時,鍍件應連接電源的正極( )(6)電解精
17、煉銅時,陽極泥可以作為提煉貴重金屬的原料( )題組一電解原理的題組一電解原理的“常規(guī)常規(guī)”應用應用 題組集訓2 21.利用如圖所示裝置模擬電解原理在工業(yè)生產(chǎn)上的應用。下列說法正確的是()A.氯堿工業(yè)中,X電極上反應式是4OH4e=2H2OO2B.電解精煉銅時,Z溶液中的Cu2濃度不變C.在鐵片上鍍銅時,Y是純銅D.制取金屬鎂時,Z是熔融的氯化鎂解析解析解析氯堿工業(yè)中陽極是Cl放電生成Cl2;電解精煉銅時陽極粗銅溶解,陰極Cu2放電析出Cu,由于粗銅中含有鋅、鐵、鎳等雜質(zhì),溶液中Cu2濃度變小;鐵片上鍍銅時,陰極應該是鐵片,陽極是純銅。2.(2016浙江嘉善一中高二上期末)下列實驗裝置中,按要求
18、設(shè)計正確的是()3.(2016杭州西湖高級中學高二5月月考)下列裝置可達到鐵片上鍍鋅目的的是()題組二電解原理的不尋常應用題組二電解原理的不尋常應用4.用NaOH溶液吸收煙氣中的SO2,將所得的Na2SO3溶液進行電解,可循環(huán)再生NaOH,同時得到H2SO4,其原理如下圖所示(電極材料為石墨)。(1)圖中a極要連接電源的_(填“正”或“負”)極,C口流出的物質(zhì)是_。(3)電解過程中陰極區(qū)堿性明顯增強,用平衡移動原理解釋原因: _。負硫酸HOH,在陰極H放電生成H2,c(H)減小,水的電離平衡正向移動,堿性增強H2O解析答案解析解析根據(jù)Na、SO 的移向判斷陰、陽極。Na移向陰極區(qū),a應接電源負
19、極,b應接電源正極,其電極反應式分別為陰極:2H2O2e=H22OH所以從C口流出的是硫酸;在陰極區(qū),由于H放電,破壞水的電離平衡,c(H)減小,c(OH)增大,生成NaOH,堿性增強,從B口流出的是濃度較大的NaOH溶液。5.電解尿素CO(NH2)2的堿性溶液制氫氣的裝置示意圖如下:電解池中隔膜僅阻止氣體通過,陰陽兩極均為惰性電極。(1)A極為_,電極反應式為_。(2)B極為_,電極反應式為_。答案解析陽極陰極3H2解析解析H2產(chǎn)生是因為H2O電離的H在陰極上得電子,即6H2O6e=3H26OH或6H6e=3H2,所以B極為陰極,A極為陽極,電極反應式為CO(NH2)26e8OH=N2 6H
20、2O。6.2016浙江選考試題匯編(1)(2015浙江普通高校10月招生選考模擬)單質(zhì)Mg還可以通過電解熔融MgCl2得到,不能用電解MgCl2溶液的方法制備Mg的理由是_。 電解MgCl2溶液時,陰極上H比Mg2容易得電子,電極反應式2H2O2e=H22OH,所以不能得到Mg單質(zhì)答案(2)(2016嘉興第一中學高二下學期期末)某人設(shè)想以下圖所示裝置用電化學原理生產(chǎn)硫酸,寫出通入SO2的電極的電極反應式:_。SO22H2O2e=SO 4H答案(3)(2016寧波北侖區(qū)普通高中選考)電解NO制備NH4NO3,其工作原理如下圖所示,為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3,需補充物質(zhì)A,A是_,說明理由
21、:_。NH3根據(jù)電子守恒,陽極得到的NO 的量大于陰極得到的NH 的量,所以需充入NH3(或從陰、陽極電極反應式說明也可)返回答案考點三 金屬的腐蝕與防護 知識梳理1 1答案失去電子金屬陽離子氧化反應1.金屬腐蝕的金屬腐蝕的本質(zhì)本質(zhì)金屬原子 變?yōu)?,金屬發(fā)生。2.金屬腐蝕的類型金屬腐蝕的類型(1)化學腐蝕與電化學腐蝕類型化學腐蝕電化學腐蝕條件金屬跟 接觸不純金屬或合金跟 接觸現(xiàn)象 電流產(chǎn)生電流產(chǎn)生本質(zhì)金屬被較活潑金屬被聯(lián)系兩者往往同時發(fā)生, 腐蝕更普遍其他物質(zhì)直接電解質(zhì)溶液無有微弱氧化氧化電化學答案(2)析氫腐蝕與吸氧腐蝕以鋼鐵的腐蝕為例進行分析:類型析氫腐蝕吸氧腐蝕條件 電極 反應負極正極總
22、反應式更普遍水膜酸性較強(pH4.3)水膜酸性很弱或呈中性Fe2e=Fe22H2e=H2O22H2O4e=4OHFe2H=Fe2H22FeO22H2O=2Fe(OH)2吸氧腐蝕答案3.金屬的防護(1)電化學防護犧牲陽極的陰極保護法原理a. 極:比被保護金屬活潑的金屬;b. 極:被保護的金屬設(shè)備。外加電流的陰極保護法 原理a. 極:被保護的金屬設(shè)備;b. 極:惰性金屬或石墨。原電池負正電解陰陽答案(2)改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu),如制成合金、不銹鋼等。(3)加防護層,如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法。答案正誤辨析正誤辨析正誤判斷,正確的打“”,錯誤的打“”(1)所有金屬純度越大,越
23、不易被腐蝕( )(2)純銀器表面變黑和鋼鐵表面生銹腐蝕原理一樣( )(3)干燥環(huán)境下金屬不被腐蝕( )(4)Al、Fe、Cu在潮濕的空氣中腐蝕均生成氧化物( )(5)鋼鐵發(fā)生電化學腐蝕時,負極鐵失去電子生成Fe3( )(6)在金屬表面覆蓋保護層,若保護層破損后,就完全失去了對金屬的保護作用( )題組一正確判斷概念題組一正確判斷概念 題組集訓2 21.(2016溫州高二上學期期末)下列關(guān)于金屬腐蝕的敘述正確的是()A.金屬(M表示金屬)被腐蝕的本質(zhì)是Mnne=MB.金屬不可能在堿性環(huán)境中發(fā)生電化學腐蝕C.鍍鋅鐵的鍍層破損后,鍍層仍能對鐵起保護作用D.銅管與外加直流電源的正極相連,以保護它不受腐蝕
24、解析解析解析A項,金屬被腐蝕,是金屬單質(zhì)被腐蝕,因此本質(zhì)為Mne=Mn,A錯誤;B項,金屬可能在堿性環(huán)境中發(fā)生電化學腐蝕,如金屬鋁、石墨、氫氧化鈉構(gòu)成的原電池,B錯誤;C項,鋅比鐵活潑,鋅作負極,鐵作正極,對金屬鐵起到保護作用,C正確;D項,銅管連接正極,根據(jù)電解原理,活潑金屬作陽極,先失電子,被腐蝕,D錯誤。題組二腐蝕種類與快慢判斷題組二腐蝕種類與快慢判斷2.利用下圖裝置進行實驗,開始時,a、b兩處液面相平,密封好,放置一段時間。下列說法不正確的是()A.a管發(fā)生吸氧腐蝕,b管發(fā)生析氫腐蝕B.一段時間后,a管液面高于b管液面C.a處溶液的pH增大,b處溶液的pH減小D.a、b兩處具有相同的電
25、極反應式:Fe2e=Fe2解析解析解析根據(jù)裝置圖判斷,左邊鐵絲發(fā)生吸氧腐蝕,右邊鐵絲發(fā)生析氫腐蝕,其電極反應為左邊負極:Fe2e=Fe2正極:O24e2H2O=4OH右邊負極:Fe2e=Fe2正極:2H2e=H2a、b處的pH均增大,C錯誤。3.(2016浙江江山實驗中學高二10月教學質(zhì)量檢測)如圖,向還原鐵粉中加入少量的炭粉,混合均勻后,撒入內(nèi)壁用NaCl溶液潤濕過的具支試管中,塞緊橡皮塞。幾分鐘后,打開止水夾,觀察到導管中水柱上升。對此過程所作的分析正確的是()A.鐵粉在電化學腐蝕過程中作正極B.炭粉被氧化C.發(fā)生了吸氧腐蝕D.發(fā)生了析氫腐蝕4.(2016溫州平陽第二中學高二上學期第一次質(zhì)
26、檢)下圖容器中盛有海水,鐵在其中被腐蝕時由快到慢的順序是()A. B.C. D.解析返回解析解析根據(jù)圖知,、裝置是原電池,在中,金屬鐵作負極,中金屬鐵作正極被保護,作負極的腐蝕速率快,所以,裝置是電解池,其中金屬鐵為陽極,加快腐蝕,腐蝕最快,所以腐蝕速率是。故選A。返回考點四 有關(guān)電化學的計算 知識梳理1 1方法指導方法指導1.計算類型計算類型原電池和電解池的計算包括兩極產(chǎn)物的定量計算、溶液pH的計算、相對原子質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)的計算、產(chǎn)物的量與電量關(guān)系的計算等。2.三種方法(1)根據(jù)總反應式計算先寫出電極反應式,再寫出總反應式,最后根據(jù)總反應式列出比例式計算。(2)根據(jù)電子守恒計算用于串聯(lián)
27、電路中陰陽兩極產(chǎn)物、正負兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計算,其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。用于混合溶液中電解的分階段計算。(3)根據(jù)關(guān)系式計算根據(jù)得失電子守恒定律建立起已知量與未知量之間的橋梁,構(gòu)建計算所需的關(guān)系式。如以通過4 mol e為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式:(式中M為金屬,n為其離子的化合價數(shù)值)該關(guān)系式具有總攬電化學計算的作用和價值,熟記電極反應式,靈活運用關(guān)系式便能快速解答常見的電化學計算問題。提示提示在電化學計算中,還常利用QIt和Qn(e)NA1.601019 C來計算電路中通過的電量。題組一根據(jù)總反應式,建立等量關(guān)系進行計算題組一根據(jù)總反應式,建立等量關(guān)系進行計算 題組集訓2 21
28、.(2016溫州平陽二中高二第一次質(zhì)檢)用惰性電極電解一定量的硫酸銅溶液,電解過程中的實驗數(shù)據(jù)如圖所示。橫坐標表示轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量,縱坐標表示電解過程中產(chǎn)生氣體的總體積(標準狀況)。下列判斷正確的是()A.電解過程中,溶液的pH不斷增大B.Q點對應的氣體中,H2與O2的體積比為21C.陽極電極反應式為2H2O4e=4HO2D.當轉(zhuǎn)移0.4 mol e時,電解生成的銅為6.4 g解析解析解析A項,惰性電極電解一定量的硫酸銅溶液,發(fā)生反應2CuSO42H2O 2CuO22H2SO4,結(jié)合圖像可知,通過0.2 mol電子時電解硫酸銅,然后電解硫酸溶液,實質(zhì)是電解水,溶液pH在電解過程中是減小,故A
29、錯誤;B項,到Q點時收集到的混合氣體為氫氣和氧氣,P點1.12 L為O2,PQ段3.36 L氣體中,由電解水反應可知0.2 mol電子通過時生成0.1 mol H2、0.05 mol O2,Q點收集到的氣體中H2和O2體積比為11,故B錯誤;解析C項,電解過程中陽極上是溶液中的氫氧根離子放電,4OH4e=2H2OO2,故C錯誤;D項,電解過程中的陰極上,先發(fā)生Cu22e=Cu,后發(fā)生2H2e=H2,a電極表面先有紅色物質(zhì)析出,后有氣泡產(chǎn)生,分析圖像可知轉(zhuǎn)移0.2 mol電子陰極析出銅0.1 mol,質(zhì)量為6.4 g,故D正確。2.(2016寧波效實中學高一下學期期中)用惰性電極電解一定濃度的C
30、uSO4溶液,通電一段時間后,向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后恰好恢復到電解前的濃度和pH。則下列說法正確的是()A.電解過程中陰極沒有氣體產(chǎn)生B.電解過程中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為0.4 molC.原CuSO4溶液的濃度為0.1 molL1D.電解過程中陽極收集到的氣體體積為1.12 L(標況下)解析解析解析Cu(OH)2從組成上可看成CuOH2O,加入0.1 mol Cu(OH)2后恰好恢復到電解前的濃度和pH,即電解生成了0.1 mol H2SO4,并電解了0.1 mol H2O,由電解的總反應式:2 mol2 mol 1 mol 4 mol0.1 mol0.1 mol
31、0.05 mol 0.2 mol解析2 mol 2 mol 1 mol 4 mol0.1 mol0.1 mol 0.05 mol 0.2 molA項,根據(jù)以上分析,陰極有氫氣放出,故A錯誤;B項,根據(jù)以上分析計算,電解過程中共轉(zhuǎn)移電子為0.4 mol,故B正確;C項,沒有體積無法計算,故C錯誤;D項,根據(jù)以上分析,陽極收集到的氣體體積為(0.050.05)mol22.4 Lmol12.24 L,故D錯誤。3.甲醇是一種重要的化工原料和新型燃料。下圖是甲醇燃料電池工作的示意圖,其中A、B、D均為石墨電極,C為銅電極。工作一段時間后,斷開K,此時A、B兩極上產(chǎn)生的氣體體積相等。題組二根據(jù)電子守恒,
32、突破電解池的題組二根據(jù)電子守恒,突破電解池的“串聯(lián)串聯(lián)”計算計算(1)甲中負極的電極反應式為_。解析答案(2)乙中A極析出的氣體在標準狀況下的體積為_。2.24 L解析答案解析解析工作一段時間后,斷開K,此時A、B兩極上產(chǎn)生的氣體體積相等,分析電極反應,B為陰極,溶液中銅離子析出,氫離子得到電子生成氫氣,設(shè)生成氣體物質(zhì)的量為x,溶液中銅離子物質(zhì)的量為0.1 mol,電極反應為Cu22e=Cu,0.1 mol 0.2 mol2H2e=H2,2x2x x解析A電極為陽極,溶液中的氫氧根離子失電子生成氧氣,電極反應為4OH4e=2H2OO2,4x 4x x得到0.22x4x,x0.1 mol乙中A極
33、析出的氣體是氧氣,物質(zhì)的量為0.1 mol,在標準狀況下的體積為2.24 L。(3)丙裝置溶液中金屬陽離子的物質(zhì)的量與轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量變化關(guān)系如圖,則圖中線表示的是_的變化。解析解析根據(jù)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量和金屬陽離子的物質(zhì)的量的變化可知,銅離子從無到有逐漸增多,鐵離子物質(zhì)的量逐漸減小,亞鐵離子物質(zhì)的量逐漸增大,為Fe3,為Fe2,為Cu2。Fe2解析答案4.(2016寧波效實中學高一下學期期中)如圖所示的A、B兩個電解池中的電極均為鉑,在A池中加入足量0.05 molL1的CuCl2溶液,B池中加入足量0.1 molL1的AgNO3溶液,進行電解。a、b、c、d四個電極上所析出的物質(zhì)的量之比
34、是()A.2241 B.1121C.2111 D.2121解析返回練后反思解析解析根據(jù)電解方程式:A池中,陽極電極反應式為2Cl2e=Cl2,陰極電極反應式為Cu22e=Cu;B池中電極方程式為4AgNO32H2O 4Ag4HNO3O2,陽極發(fā)生4OH4e=2H2OO2,陰極Age=Ag,根據(jù)電子守恒,假設(shè)轉(zhuǎn)移4 mol電子,A池中陽極b生成2 mol氯氣,陰極a生成2 mol Cu,B池中陽極d生成1 mol氧氣,陰極c生成4 mol Ag,所以a、b、c、d四個電極上所析出的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比是2241,故選A。練后反思練后反思串聯(lián)裝置圖比較串聯(lián)裝置圖比較圖甲中無外接電源,二者必有一個裝置是原電池(相當于發(fā)電裝置),為電解裝置提供電能,其中兩個電極活動性差異大者為原電池裝置,即左圖為原電池裝置,右圖為電解裝置。圖乙中有外接電源,兩燒杯均作電解池,且為串聯(lián)電解,通過的電流相等。返回
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