高三复习-电解池

2013届高三化学一轮复习自我诊断1．下列有关电解的说法中正确的是()①电解是把电能转变成化学能②电解是化学能转化成电能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还原反应，通过电解的原理可以实现⑤任何溶液被电解时，必然导致氧化还原反应的发生A．①②③④B．②③⑤C．③④D．①③④⑤D一、电解池原理1.定义：转化为的装置为电解池。2.构成3.电极名称：与电源负极相连的电极为。与电源正极相连的电极为。(1)两个电极（活性或惰性）(2)电解质溶液（或熔融电解质）(3)直流电源（4）形成闭合回路阴极阳极电能化学能负极正极阴极阳极阳离子阴离子e-e-4.微粒定向移动：用惰性电极进行溶液中的电解时各种变化情况简析实例电解对象电极反应类型pH电解液复原阴：4H++4e-=2H2↑阳：4OH--4e-=2H2O+O2↑NaOHH2SO4Na2SO4HClCuCl2NaClCuSO4水水水电解质电解质电解质和水电解质和水增大增大增大减小减小不变水水水氯化氢氯化铜氯化氢CuO或CuCO3电解水型电解电解质型放H2生碱型放O2生酸型阳：4OH--4e-=2H2O+O2↑阴：2Cu2++4e-=2Cu↓阳：2Cl--2e-=Cl2↑阴：2H++2e-=H2↑阳：2Cl--2e-=Cl2↑阴：Cu2++2e-→Cu↓阳：2Cl--2e-=Cl2↑阴：2H++2e-=H2↑分析电解反应(惰性电极)的一般思路：明确溶液中存在哪些离子根据阴阳离子放电顺序及阳极氧化、阴极还原分析得出产物阴阳两极附近有哪些离子小结电解规律S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根F-ⅠⅡⅢⅣⅠ与Ⅲ区：Ⅰ与Ⅳ区：Ⅱ与Ⅲ区：Ⅱ与Ⅳ区：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+(H+)Al3+Mg2+Na+活泼电极除金、铂以外的金属阳极为惰性电极电解本身型如CuCl2、HCl放氢生碱型如NaCl放氧生酸型如CuSO4、AgNO3电解水型如Na2SO4、H2SO4、NaOH1.右图中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A练习a极板b极板X极板Z极板A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨负极NaOHC银铁正极AgNO3D铜石墨负极CuCl22.工业上以K2MnO4溶液为原料制取KMnO4的装置如右图所示。下列说法正确的是A．直流电源中，A为正极，B为负极B．阳极反应式为：4OH－－4e－==2H2O+O2↑C．溶液中K+离子移向石墨电极D．当直流电源提供0.1mol电子时，生成0.1molKMnO4D－+Cl2Cl2Cl—H2Na+H+OH—淡盐水NaOH溶液精制饱和NaCl溶液H2O（含少量NaOH）离子交换膜阳极金属钛网阴极碳钢网阳极室阴极室1.氯碱工业:二、工业上的电解应用离子交换膜法制烧碱2.铜的电解精炼粗铜含杂质(ZnFeNiAgAu等)纯铜粗铜阳极：Zn→Zn2+＋2e-Fe→Fe2+＋2e-Ni→Ni2+＋2e-Cu→Cu2+＋2e-ZnFeNiCuAgAu阴极:Cu2++2e-→Cu阳极泥问：电解完后，CuSO4溶液的浓度有何变化？CuSO4溶液3.电镀电镀：电镀是利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程，铁片锌片ZnCl2溶液①电极：阳极——镀层金属阴极——待镀金属制品②电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。如何由铁制备白铁皮（镀锌铁皮）？问：电解完后，ZnCl2溶液的浓度有何变化？基本不变例1.关于下图装置说法正确的是A．装置中电子移动的途径是：负极→Fe→M溶液→石墨→正极B．若M为NaCl溶液，通电一段时间后，溶液中可能有NaClOC．若M为FeCl2溶液，可以实现石墨上镀铁D．若M是海水，该装置是通过“牺牲阳极的阴极保护法”使铁不被腐蚀石墨铁气体出口M溶液B例2.（天津高考12）金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是（已知：氧化性Fe2+＜Ni2+＜Cu2+）A．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2++2e—=NiB．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和Zn2+D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和PtD例3.(2012年浙江理综）以铬酸钾为原料，电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下：下列说法不正确的是A在阴极室发生的电极反应为：2H2O＋2e-==2OH―＋H2↑B.在阳极室，通电后溶液逐渐由黄色变为橙色，是因为阳极区H＋浓度增大，使平衡2＋2H＋＋H2O向右移动C．该制备过程总反应的化学方程式为：4K2CrO4＋4H2O2K2Cr2O7＋4KOH＋2H2↑＋O2↑D．测定阳极液中K和Cr的含量，若K与Cr的物质的量之比(nK/nCr)为d，则此时铬酸钾的转化率为2d24CrO227CrO通电|阳离子交换膜KOH稀溶液不锈钢惰性电极24KCrO溶液Dα＝1-三、原电池与电解池的区别与联系原电池电解池能量转化电极名称电极反应装置特征电子流向溶液中离子流向联系化学能→电能电能→化学能由电极本身决定负极：相对较活泼金属正极：相对不活泼金属(或非金属)由电源决定阴极：与负极相连阳极：与正极相连负极：氧化反应正极：还原反应阴极：还原反应阳极：氧化反应无电源，两极材料不同或两极通入物不同有电源，两极可以相同，也可以不同负极流出经导线流入正极由电源负极流入阴极,再由阳极流回正极阴离子→负极，阳离子→正极阴离子→阳极，阳离子→阴极均能发生氧化还原反应,且同一装置中两个电极上的电子得失总数相等1.(2012上海高考)下图装置中发生反应的离子方程式为：Zn+2H+→Zn2++H2↑，下列说法错误的是A．a、b不可能是同种材料的电极B．该装置可能是电解池，电解质溶液为稀盐酸C．该装置可能是原电池，电解质溶液为稀盐酸D．该装置可看作是铜-锌原电池，电解质溶液是稀硫酸baA2.（2009浙江理综）市场上经常见到的标记为Li－ion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导Li＋的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应式为：Li＋2Li0.35NiO22Li0.85NiO2。下列说法不正确的是充电放电A．放电时，负极的电极反应式：Li－e－==Li＋B．充电时，Li0.85NiO2既发生氧化反应又发生还原反应C．该电池不能用水溶液作为电解质D．放电过程中Li＋向负极移动D3.（2010浙江理综）Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为：2Li++FeS+2e－＝Li2S+Fe有关该电池的下列中，正确的是A．Li-Al在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为+1价B．该电池的电池反应式为：2Li+FeS＝Li2S+FeC．负极的电极反应式为Al－3e－＝Al3+D．充电时，阴极发生的电极反应式为：Li2S+Fe－2e－＝2Li＋+FeSB4.铅蓄电池示意图如上图所示。下列说法正确的是A．放电时，N为负极，其电极反应式为：PbO2+SO42－+4H++2e－=PbSO4+2H2OB．放电时，c(H2SO4)不变，两极的质量增加C．充电时，阳极反应式为：PbSO4+2e－=Pb+SO42－D．充电时，若N连电源正极，则该极生成PbO2H2SO4溶液PbPbO2MND四、原电池、电解池的组合装置CuSO4溶液ZnCuCuSO4溶液CPt负极正极阳极阴极阴极阳极阴极阳极CuSO4溶液ZnCuCuSO4溶液CPt例1.为下图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。下列说法正确的是A．铜电极逐渐溶解B．X是负极，Y是正极C．CuSO4溶液的PH值逐渐减小D．铂电极上有无色无味的气体产生CDa•XY•bPtCuCuSO4溶液NaCl和酚酞溶液例2．CuI是一种不溶于水的白色固体，它可以由反应：2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2而得到。如图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，在KI-淀粉溶液中阳极周围变蓝色，则下列说法正确的是()A.若a极变红，则在Pt电极上：2I－→I2＋2e－，碘遇淀粉变蓝B.若b极变红，则在Pt电极上：4OH－→2H2O＋O2↑＋4e－，O2将I－氧化为I2，碘遇淀粉变蓝C.若a极变红，则在Cu电极上：2Cu＋4I－→2CuI↓＋I2＋4e－，碘遇淀粉变蓝D.若b极变红，则在Cu极上：Cu→Cu2＋＋2e－，Cu2＋显蓝色C例3.在甲烧杯中加入酚酞，Fe电极附近溶液颜色变红，请判断电极名称。若甲烧杯石墨电极产生0.224L气体（标况），则乙烧杯铜电极质量的变化是？例4.请判断装置的电极名称。此过程中，乙池中某一电极析出金属银4.32g时，甲池中理论上消耗氧气为L（标准状况下）；阴阳阴阳+—+—阳阴减少0.64g0.224L【例1】铂电极电解1LCu(NO3)2和KNO3混合溶液,通电一段时间,两极均产生11.2L(S.T.P)气体.求电解后溶液的pH,并确定析出铜的物质的量.O2～2Cu～4Ag～4H＋～2H2～2Cl2～4OH－计算关系式：由电子守恒可得pH=0n(Cu2+)=0.5mol练2.(08全国Ⅰ13)电解100mL含c（H+）＝0.30mol/L的下列溶液,当电路中通过0.04mol电子时,理论上析出金属质量最大的是A.0.10mol/LAg+B.0.20mol/LZn2+C.0.20mol/LCu2+D.0.20mol/LPb2+C练1.用两支惰性电极插入500mLAgNO3溶液中，通电电解。当电解液的PH值从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略)，电极上析出银的质量大约是：A.27mgB.54mgC.108mgD.216mgB（1）接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4质量分数变为10.47%，乙中c电极质量增加。据此回答问题：①电源的N端为极；②电极b上发生的电极反应为；③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；练3.(2009全国卷)下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛100g5.00%的NaOH溶液、足量的AgNO3溶液和100g10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。正4OH--4e-=O2↑+2H2O54V=2.8L⑤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）如果电解过程中银全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？碱性增大，水量减少、氢氧化钠浓度增大酸性增强，水电离出的OH-放电生成氧气酸碱性不变化，浓度增大不影响溶液的酸碱性能继续进行，因为硝酸银溶液已转变为硝酸溶液，反应也就变成水的电解反应练3.下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛100g5.00%的NaOH溶液、足量的AgNO3溶液和100g10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。