电化学电解池学生

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1、 专题复习 电化学-电解池课前回顾：原电池和电解池的比较装置原电池电解池实例形成条件电极：两种不同的导体相连；电解质溶液：能与电极反应。电源；电极（惰性或非惰性）；电解质（水溶液或熔化态）。反应类型自发的氧化还原反应非自发的氧化还原反应电极名称由电极本身性质决定：正极：材料性质较不活泼的电极；负极：材料性质较活泼的电极。由外电源决定：阳极：连电源的正极；阴极：连电源的负极；电极反应负极：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）正极：2H+2e-=H2（还原反应）阴极：Cu2+ +2e- = Cu （还原反应）阳极：2Cl-2e-=Cl2 （氧化反应）应用抗金属的电化腐蚀；实用电池。电解食盐水（氯碱工

2、业）；电镀（镀铜）；电冶（冶炼Na、Mg、Al）；精炼（精铜）。（一）电解概念1、电解：是将电流通过电解质溶液或熔融态物质，（又称电解液），在阴极和阳极上引起氧化还原反应的过 程，电化学电池在外加电压时可发生电解过程。 电解池：能够发生电解的装置叫电解池*构成电解池的条件： （1）外加直流电源 （2）两个固体电极 阴阳极的定义和判断 阴极：发生还原反应的电极。 阳极：发生氧化反应的电极。 与电源“-”相连的电极， 与电源“+”相连的电极， 得到电子的电极， 失去电子的电极， 阳离子移到的电极。 阴离子移到的电极。 （3）电解质溶液或熔融电解质 （4）构成闭合的电路例1下列说法正确的是（多选）(

3、 )A电解是把电能转变成化学能； B电解是化学能转变成电能；C电解质溶液导电是化学变化；D任何电解过程，必将导致氧化还原反应的发生； （二）电解池电极产物的判断和电极方程式的书写 电解反应方程式的书写步骤：分析电解质溶液中存在的离子；分析离子的放电顺序；确定电极、写出电极反应式；写出电解方程式。如：（1） 电解NaCl溶液：2NaCl+2H2O H2+Cl2+2NaOH，溶质、溶剂均发生电解反应，PH增大。（2）电解CuSO4溶液：2CuSO4 + 2H2O2Cu + O2+ 2H2SO4溶质、溶剂均发生电解反应， PH减小。（3）电解CuCl2溶液：CuCl2 CuCl2 只有溶质发生电解反

4、应， PH不变。（4）电解盐酸： 2HCl H2Cl2溶剂不变，实际上是电解溶质，PH增大。（5）电解稀H2SO4、NaOH溶液、Na2SO4溶液：2H2O 2H2 + O2，溶质不变，实际上是电解水，PH分别 减小、增大、不变。酸、碱、盐的加入增加了溶液导电性,从而加快电解速率（不是起催化作用）。ab +Na2SO4 溶液 例2（全国理综10）右图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加几滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是（ ）A逸出气体的体积，a电极的小于b电极的B一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气Ca电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色Da电极附

5、近呈蓝色，b电极附近呈红色电解反应中反应物的判断放电顺序阴极 A.阴极材料(金属或石墨)总是受到保护。 B.阳离子得电子顺序 金属活动顺序表的反表：K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ Zn2+ Fe2+ Sn2+ Pb2+ (H+) Cu2+ Hg 2+Fe3+ Ag+ （阳离子放电顺序与浓度有关，并不绝对）（K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+阳离子必须是熔融状态下才能被还原）阳极 A.阳极是活泼电极时：电极本身被氧化，溶液中的离子不放电。 B.阳极材料是惰性电极(C、Pt、Au、Ti等)时：阴离子失电子：S2- I- Br- Cl- OH- NO3- 等含氧酸根离子 F-例3

6、(2011全国II卷10)用石墨做电极电解CuSO4溶液。通电一段时间后，欲使用电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的（ ）ACuSO4BH2OCCuODCuSO45H2O例4(07年高考全国理综卷I8)以惰性电极电解CuSO4溶液。若阳极上产生气体的物质的量为0.0100 mol，则阴极上析出Cu的质量为( )A064 gB128 gC256 gD512 g图20-1（三）电解原理的应用电解饱和食盐水（氯碱工业） （1）反应原理阳极： 阴极： 总反应：2NaCl+2H2OH2+Cl2+2NaOH （2）设备 （阳离子交换膜电解槽）组成：阳极C或Ti、阴极Fe阳离子交换膜的作用：它只允许阳

7、离子通过而阻止阴离子和气体通过。 （3）制烧碱生产过程 （离子交换膜法） 食盐水的精制：粗盐（含泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、等）加入NaOH溶液加入BaCl2溶液加入Na2CO3溶液过滤加入盐酸加入离子交换剂(NaR) 电解生产主要过程（见图20-1）：NaCl从阳极区加入，H2O从阴极区加入。阴极H+ 放电，破坏了水的电离平衡，使OH-浓度增大，OH-和Na+形成NaOH溶液。电解冶炼铝（1）原料： 冰晶石：Na3AlF6=3Na+AlF63- 氧化铝： 铝土矿 NaAlO2 Al(OH)3 Al2O3 （2）原理 阳极 阴极 总反应：4Al3+6O24Al+3O2（3）设备：电解槽

8、（阳极C、阴极Fe） 因为阳极材料不断地与生成的氧气反应：C+O2 CO+CO2，故需定时补充。电镀：用电解的方法在金属表面镀上一层金属或合金的过程。（1）镀层金属作阳极，镀件作阴极，电镀液必须含有镀层金属的离子。电镀锌原理：阳极 Zn2e = Zn2+阴极 Zn2+2e=Zn（2）电镀液的浓度在电镀过程中不发生变化。（3）在电镀控制的条件下，水电离出来的H+和OH一般不起反应。电解冶炼活泼金属Na、Mg、Al等。电解精炼铜：粗铜作阳极，精铜作阴极，电解液含有Cu2+。铜前金属先反应但不析出，铜后金属不反应，形成 “阳极泥”。 【高考回顾】1（08年天津理综12）下列叙述正确的是( )A在原电

9、池的负极和电解池的阴极上都是发生失电子的氧化反应B用惰性电极电解Na2SO4溶液，阴阳两极产物的物质的量之比为1：2C用惰性电极电解饱和NaCl溶液，若有1 mol电子转移，则生成1 molNaOHD镀层破损后，镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀2（09年安徽理综12）Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取.Cu2O的电解池示意图如下，点解总反应：2Cu+H2O=Cu2O+H2O。下列说法正确的是( )A石墨电极上产生氢气B铜电极发生还原反应C铜电极接直流电源的负极D当有0.1mol电子转移时，有0.1molCu2O生成。3（08年广东化学12）下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是( )

10、A纯银器表面在空气中因电化学腐蚀渐渐变暗 B当镀锡铁制品的镀层破损时，镶层仍能对铁制品起保护作用C在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法D可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀4（09年上海化学13）右图装置中，U型管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是( )A生铁块中的碳是原电池的正极B红墨水柱两边的液面变为左低右高C两试管中相同的电极反应式是：Fe2eFe2Da试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀5（08年全国理综I13）电解 100 mL 含c(H)=0.30 molL1 的

11、下列溶液，当电路中通过0.04 mol 电子时，理论上析出金属质量最大的是( )A0.10molL1 Ag B0.20 molL1 Zn2 C0.20 molL1 Cu2 D0.20 molL1 Pb26（08年上海化学12）取一张用饱和NaCl溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源，一段时间后，发现电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圆为白色，外圆呈浅红色。则下列说法错误的是( )Ab电极是阴极 Ba电极与电源的正极相连接C电解过程中，水是氧化剂 Db电极附近溶液的pH变小7. (高考理综重庆卷)如图所示，下列叙述正确的是（ ） ZnSO4溶液隔膜(只允许SO42 通过)CuS

12、O4溶液滤纸(滴加了Na2SO4、酚酞溶液)表面皿YZnCu铜丝X AY为阴极，发生还原反应BX为正极，发生氧化反应CY与滤纸接触处有氧气生成DX与滤纸接触处变红8.（2011山东高考15）以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是( )A.未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程B.因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系C.电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率D.镀锌层破损后对铁制品失去保护作用9（09年北京理综6）下列叙述不正确的是( )A铁表面镀锌，铁作阳极B船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀C钢铁吸氧腐蚀

13、的正极反应：O2 +2H2O+4e-=4OHD工业上电解饱和食盐水的阳极反应：2Cl一 一2e一=C1210（08年天津理综12）下列叙述正确的是( )A在原电池的负极和电解池的阴极上都是发生失电子的氧化反应B用惰性电极电解Na2SO4溶液，阴阳两极产物的物质的量之比为1：2C用惰性电极电解饱和NaCl溶液，若有1 mol电子转移，则生成1 molNaOHD镀层破损后，镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀11（08年广东化学5）用铜片、银片、Cu (NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂-KNO3的U型管）构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是( ) 在外电路中，电流由铜电极流向银

14、电极 正极反应为：Ag+e-=Ag实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同ABCD12.（2011新课标全国）铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：Fe+Ni2O3+3H2O= Fe(OH)2+2Ni(OH)2 下列有关该电池的说法不正确的是( ) A. 电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为Fe B. 电池放电时，负极反应为Fe+2OH-2e-=Fe（OH）2 C. 电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低D. 电池充电时，阳极反应为2Ni（OH）2+2OH-2e-=Ni2O3+3H2O13.(2011海南)一种充电电池放电

15、时的电极反应为 H2+2OH-2e-=2H2O； NiO(OH)+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-当为电池充电时，与外电源正极连接的电极上发生的反应是( )A. H2O的还原 B. NiO(OH)的还原C. H2的氧化 D. NiO(OH) 2的氧化13（2011上海）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14.（2011四川，14分）开发氢能是实现社会可持续发展的需要。硫铁矿（FeS2）燃烧产生的SO2通过下列碘循环工艺过程既能制H2SO4，又

16、能制H2。请回答下列问题：（1）已知1g FeS2完全燃烧放出7.1kJ热量，FeS2燃烧反应的热化学方程式为_。（2）用化学平衡移动的原理分析，在HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是_。（3）用吸收H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料（用MH）表示），NiO（OH）作为电池正极材料，KOH溶液作为电解质溶液，可制得高容量，长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为：NiO(OH)MHNi(OH)2M电池放电时，负极的电极反应式为_。充电完成时，Ni（OH）2全部转化为NiO（OH）。若继续充电将在一个电极产生O2，O2扩散到另一个电极发生电极反应被消耗，从而避免产生的气体引起电池爆炸，

17、此时，阴极的电极反应式为_17.（09年全国理综卷I28）（15分）下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。（1）接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47%，乙中c电极质量增加。据此回答问题： 电源的N端为 极； 电极b上发生的电极反应为 ； 列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积： ； 电极c的质量变化是 g； 电解前后个溶液的酸、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）如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？ 。