高中化学电解池.

高中化学电解池一、电解原理1．电解使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在引起的过程。2．电解池(也叫电解槽)把转变为的装置。阴、阳两极氧化还原反应电能化学能3．电解池的工作原理以电解CuCl2溶液为例下图图________是原电池，图________是电解池，图①中Zn板为________极；电子由电源________极到Zn电极，在Zn电极与溶液中的________结合生成________，发生________反应；溶液中Cu2＋、H＋向________电极移动，SO2－4、OH－向________电极移动，________在C电极________电子生成________，发生________反应。答案：②①阴负Cu2＋Cu还原ZnCOH－失O2氧化二、电解原理的应用1．氯碱工业(1)概念：用电解饱和NaCl溶液的方法来制取、H2和，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业，称为氯碱工业。Cl2NaOH2．电镀电镀时，用作阳极，作阴极，用含的溶液作电解质溶液。理论上讲，电镀时，电解质溶液的成分及浓度是不变的。3．铜的精炼(粗铜中通常含有Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质)镀层金属待镀金属镀层金属离子粗铜中比较活泼的金属杂质形成阳离子进入溶液，金属活动性弱于铜的金属(Ag和Au)沉淀在电解槽底部，形成。4．电冶金金属冶炼：Mn＋＋ne－===M。(1)电解熔融的氯化钠冶炼金属钠：①阳极反应：。②阴极反应：。③总反应：。阳极泥2Cl－－2e－===Cl2↑2Na＋＋2e－===2Na2NaCl(熔融)=====电解2Na＋Cl2↑(2)电解熔融的氯化镁冶炼金属镁：①阳极反应：。②阴极反应：。③总反应：。(3)电解熔融的氧化铝冶炼金属铝：①阳极反应：。②阴极反应：。③总反应：。2Cl－－2e－===Cl2↑Mg2＋＋2e－===MgMgCl2(熔融)=====电解Mg＋Cl2↑6O2－－12e－===3O2↑4Al3＋＋12e－===4Al2Al2O3(熔融)=====电解4Al＋3O2↑下列图示中关于铜电极的连接错误的是()答案：C自主评估1．下列有关电解池的说法不正确的是()A．电解池是把电能转化为化学能的装置B．电解池中阴离子向阴极移动，阳离子向阳极移动C．电解池中与电源正极相连的一极是阳极，阳极上发生氧化反应D．电解质溶液的导电过程就是电解质溶液的电解过程答案：B2．某电解池内盛有CuSO4溶液，插入两根电极，接通直流电源后，欲达到如下要求：①阳极质量不变；②阴极质量增加；③电解液pH减小，则应选用的电极是()A．阴阳两极不都是石墨B．铜作阳极，铁作阴极C．铁作阳极，铜作阴极D．铂作阳极，铜作阴极答案：D3．下列描述中，不符合生产实际的是()A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极答案：A4．用电解法提取氯化铜废液中的铜，方案正确的是()A．用铜片连接电源的正极，另一电极用铂片B．用碳棒连接电源的正极，另一电极用铜片C．用氢氧化钠溶液吸收阴极产物D．用带火星的木条检验阳极产物答案：B5．某同学为了使反应2HCl＋2Ag===2AgCl＋H2↑能进行，设计了如图所示的四个实验，你认为可行的方案是()答案：C6．如图两个装置中，溶液体积均为200mL，开始时，电解质溶液的浓度均为0.1mol/L，工作一段时间后，测得导线上都通过了0.02mol电子，若不考虑溶液体积的变化，则下列叙述中正确的是()A．在①中Cu棒为阳极；在②中Cu棒为负极B．电极上析出物质的质量：①②C．电极反应式：①中阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑；②中负极：2H＋＋2e－===H2↑D．c(Cu2＋)：①中不变；②中减小解析：由装置特点可知，①为电解池，②为原电池。A项，①中Cu棒与电源正极相连，作阳极；②中Cu棒为正极。B项，①中Cu棒失电子而溶解变细，Fe棒有Cu析出：Cu2＋＋2e－===Cu；②中Cu棒有Cu析出：Cu2＋＋2e－===Cu，Zn棒失电子而溶解变细，显然导线上通过相同的物质的量电子时，①②中析出的物质的质量相等。C项，①中阳极反应为Cu－2e－===Cu2＋；②中负极反应式为Zn－2e－===Zn2＋。D项，①为电镀铜，Cu作阳极，溶液中c(Cu2＋)不变；②为Zn－Cu原电池，Cu2＋在正极上得电子析出，溶液中c(Cu2＋)减小。答案：D7．下列三种装置中，①盛200mL硫酸铜溶液②盛200mL0.01mol/L硫酸③盛200mL氯化钾溶液(1)上述装置中，为电解池的是________(用编号回答)，装置①中两电极的电极反应式分别是(注明电极名称)________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；(2)用离子方程式回答：通电时装置③中的总反应是________________________________________________________________________________________________________________________________________________，溶液中可能发生的副反应是________________________________________________________________________。解析：(1)电解池的标志是有外加电源，①③中都有直流电源，是电解池。(2)装置③中是用惰性阳极电解氯化钾溶液，生成氢气、氯气、KOH，其中Cl2与KOH会发生氧化还原反应。答案：(1)①③阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu，阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑(2)2Cl－＋2H2O=====电解H2↑＋Cl2↑＋2OH－Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O8．按如图所示装置进行实验，并回答问题：(1)判断装置的名称：A池为________，B池为________。(2)锌极为________，电极反应式为______________________；铜极为________，电极反应式为______________________；石墨棒C1为________，电极反应式为__________________；石墨棒C2附近产生的实验现象为________。(3)当C2极析出224mL气体(标准状况下)，锌的质量变化(增加或减少)了________g。CuSO4溶液的质量变化(增加或减少)了________g。答案：(1)原电池电解池(2)负极Zn－2e－===Zn2＋正极Cu2＋＋2e－===Cu阳极2Cl－－2e－===Cl2↑有无色气体产生，附近溶液变为红色(3)0.650.01课堂师生互动【生之思】1．用惰性电极电解NaCl和CuSO4的混合溶液，电解过程中两极均有两种产物产生，请回答下列问题：(1)判断阴、阳两极的产物并写出电极反应方程式。(2)若用铁电极电解上述溶液，其阳极电极反应如何书写？2．你能写出电解HNO3(aq)、MgCl2(aq)的总反应方程式吗？(均为惰性电极)电极产物的判断及有关反应式的书写答案：1.(1)阴极：Cu、H2Cu2＋＋2e－===Cu2H＋＋2e－===H2↑阳极：Cl2、O22Cl－－2e－===Cl2↑4OH－－4e－===2H2O＋O2↑(2)Fe－2e－===Fe2＋2.2H2O=====通电2H2↑＋O2↑MgCl2＋2H2O=====通电Mg(OH)2↓＋H2↑＋Cl2↑【师之导】1．电解时的离子放电顺序(1)首先判断阴、阳极，分析电极材料，判断是电极材料放电还是溶液中的离子放电。阳极为金属活性电极时，电极材料放电。(2)再分析溶液中的离子种类，根据离子放电顺序，分析电极反应，并判断两极产物，写出电极反应式。阳极放电顺序：活泼电极＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子。阴极放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋。2．电解化学方程式的书写(1)必须在连接号上标明通电。(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：CuCl2=====通电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溶液时，化学方程式应写为：2H2O=====通电2H2↑＋O2↑。(4)电解质、水同时被电解，则都要写进化学方程式。如电解饱和食盐水：2NaCl＋2H2O=====通电H2↑＋Cl2↑＋2NaOH。3．注意事项(1)书写电解池中电极反应式时，要以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成分子式。(2)要确保两极电子转移数目相同。(3)电解水溶液时，应注意放电顺序中H＋、OH－之后的离子一般不参与放电。(2012·安徽高考)某兴趣小组设计如图所示的微型实验装置。实验时，先断开K2，闭合K1，两极均有气泡产生：一段时间后，断开K1，闭合K2，发现电流表A指针偏转。下列有关描述正确的是()A．断开K2，闭合K1时，总反应的离子方程式为：2H＋＋2Cl－=====通电Cl2↑＋H2↑B．断开K2，闭合K1时，石墨电极附近溶液变红C．断开K1，闭合K2时，铜电极上的电极反应式为：Cl2＋2e－===2Cl－D．断开K1，闭合K2时，石墨电极作正极[解析]由题意知，断开K2，闭合K1时，该装置为电解池，由两极均有气泡产生可知铜电极为阴极，总反应的离子方程式为2Cl－＋2H2O=====电解Cl2↑＋H2↑＋2OH－，A项错；由此可知铜电极附近溶液中因有OH－生成，溶液变红色，B项错；断开K1，闭合K2时，装置为原电池，铜极上产生的氢气发生氧化反应，电极反应式为H2－2e－＋2OH－===2H2O，由此可知铜电极为负极，石墨电极为正极，故C项错、D项正确。[答案]D【考点过关】1．用下图Ⅰ所示装置通电10分钟后，去掉直流电源，连接成图Ⅱ所示装置，可观察到U形管左端铁电极表面析出白色胶状物质，U形管右端液面上升。下列说法正确的是()A．同温、同压下，装置Ⅰ中石墨电极上方得到的气体比铁电极上方得到的气体多B．用装置Ⅱ进行实验时铁电极的电极反应为Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2C．用装置Ⅱ进行实验时石墨电极的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑D．装置Ⅰ通电10分钟后铁电极周围溶液pH降低答案：B2．(1)以铝材料阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应为______________________________________________________________________。(2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)用Al单质作阳极，石墨作阴极，NaHCO3溶液作电解液进行电解，生成难溶物R，R受热分解生成化合物Q。写出阳极生成R的电极反应式：______________________________________________________________________。答案：(1)2Al－6e－＋3H2O==