高三化学电能转化为化学能

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1、高三化学电能转化为化学能1.下列说法正确的是 A钢铁发生电化腐蚀的正极反应式为：Fe3eFe3B甲醇碱性燃料电池的负极反应式为：O22H2O4e-4OHC铁片镀铜时，铁片与电源正极相连D用惰性电极电解硫酸钠溶液，电解过程中溶液的pH保持不变课前体验课前体验【】考查有关电化学的基本概念。A项铁做负极，生成+2价亚铁离子；B项甲醇为负极；C项铁片（镀件）与电源负极相连；D项实质是电解水，溶液PH不变。2.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Fe2Ni2Cu2）A.阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni22eNiB.电

2、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Zn2D.电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt课前体验课前体验【解析】考查电解原理的应用。A项阳极应发生氧化反应；C项溶液中阳离子主要为Ni2。根据金属放电顺序，阳极反应为：Zn-2eZn2、Fe-2eFe2、Ni-2eNi2。Cu、Pt在该条件下不失电子；阴极反应：Ni22eNi。Zn2、Fe2在该条件下不得电子。因Fe、Zn、Ni的相对原子质量不等，当两极通过的电量相等时，阳极减少的质量与阴极增加的质量不等。2H+2e-H2（或2H2O+2e-H2+2OH-。）实验探究：（1）第一阶段：当闭合K

3、，只有一个电极上有大量气体生成。产生大量气体的电极是a(选填“a”或“b”)，写出其电极反应式 。（2）第二阶段：继续通电，另一个电极上出现了大量无色无味气体，标志着新的反应阶段开始。产生无色无味气体的电极反应式为（3）第三阶段：通电一段时间后，实验现象又发生明显改变，标志第三阶段开始。标志第三阶段开始的现象是课前体验课前体验2Cl-+2e-Cl2电极a产生的气体由黄绿色变成无色。3.某课外学习小组用右图所示的装置进行实验，a、b为石墨电极，烧杯中盛放的是等浓度的CuCl2和NaCl的混合溶液。观察到实验过程可分为三个阶段：课前体验课前体验3.某课外学习小组用右图所示的装置进行实验，a、b为石

4、墨电极，烧杯中盛放的是等浓度的CuCl2和NaCl的混合溶液。观察到实验过程可分为三个阶段：问题讨论：（4）在第三阶段中，溶液的pH变化趋势是 (选填“增大”或“减小”)，其原因是数据分析：（5）当第二阶段结束时，某电极上析出0.02 mol无色气体，则第一阶段和第二阶段理论上共析出Cl2 mol,而实际上逸出的气体明显偏少，原因是增大 这时的溶质是氢氧化钠，实质是水被电解，溶液越来越浓，pH越来越大。部分氯气与NaOH溶液反应，少量氯气溶于水。课前体验课前体验 探究电解过程中有关实验现象。CuCl2Cu2+2Cl-，NaClNa+Cl-，H2OHOH，根据溶液中离子的放电顺序：阳极Cl-OH

5、-；阴极Cu2+H+Na+。开始阶段，阳极：2Cl-2e-Cl2,阴极：Cu2+2e-Cu，总反应为：CuCl2 电解 Cu+Cl2；当阴极上Cu2+完全放电后，2H+2e-H2，而阳极产生Cl2；总反应为：2NaCl+2H2O 电解 2NaOH+H2+Cl2；第三阶段电解NaOH溶液，实质电解水，使NaOH溶液浓度增大，pH增大；当第二阶段结束时，阴极产生0.02 mol H2，可知原溶液中含NaCl 0.04 mol，因为题中告知NaCl和CuCl2等物质的量，所以原溶液中含有CuCl2的物质的量也为0.04 mol，则共含：n(Cl-)=0.12 mol，所以产生Cl2为0.06 mol

6、。由于产生的Cl2与NaOH反应、少量Cl2溶解等，实际逸出的气体明显偏少。【解析】课前体验课前体验4.电浮选凝聚法是工业上采用的一种处理污水方法，右下图是电解污水实验装置示意图。接通直流电源后一段时间，在A电极附近有深色沉淀物沉积下来，在B电极附近有气泡产生。气泡可将污水中的悬浮物带到水面形成浮渣层，积累到一定厚度时刮去浮渣层，即起到了浮选净化的作用。试根据以上实验现象以及图示回答下列问题：（1）电解池的电极A、B极性分别为 。（2）B电极材料的物质X的名称可以是 或 。（3）因深色沉淀具有 性，因而可以将水中的污物沉积下来。阴极和阳极铝碳吸附Na2SO4课前体验课前体验（4）写出A电极附近

7、可能发生反应的电极反应式和离子方程式：（5）若污水导电性不良时，可以加入适量 溶液（写某盐的化学式）。Fe-2e-Fe2+、4OH-4e-2H2O+O2、4Fe2+O2+10H2O4Fe(OH)3+8H+4.电浮选凝聚法是工业上采用的一种处理污水方法，右下图是电解污水实验装置示意图。接通直流电源后一段时间，在A电极附近有深色沉淀物沉积下来，在B电极附近有气泡产生。气泡可将污水中的悬浮物带到水面形成浮渣层，积累到一定厚度时刮去浮渣层，即起到了浮选净化的作用。试根据以上实验现象以及图示回答下列问题：课前体验课前体验 考查电解原理在日常生活中的应用。基本原理：铁做阳极材料，石墨、铝、铜等做阴极材料，

8、阳极：Fe-2e-Fe2+，阴极：2H+2e-H2（或2H2O+2e-H2+2OH-）；阳极产生的Fe2+被O2氧化、水解，生成Fe(OH)3胶体可吸附污水中的悬浮物而沉降；为增强水的导电性，可以加入少量电解质如Na2SO4等不参与电极反应的物质，增大溶液中的离子浓度。【解析】典例精析典例精析【例例1 1】取一张用饱和的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a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圈为白色，外圈呈浅红色。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 C电解过程中水是氧化剂 Db电极附近溶液的pH变小【解析】考查电解原理的应

9、用与元素及其化合物的性质。a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圈为白色，外圈呈浅红色，说明a极产生了Cl2，所以a极与电源的正极相连，即a为阳极，电极反应式为：2Cl-2e-Cl2，Cl2+H2OHCl+HClOb为阴极，2H2O2e-H22OH，则水为氧化剂，b极附近的pH增大。D典例精析典例精析【例例1 1】取一张用饱和的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a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圈为白色，外圈呈浅红色。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 C电解过程中水是氧化剂 Db电极附近溶液的pH变小D【评注】将食

10、盐水的电解原理、电解产物与氧化还原关系相结合，考查化学科学素养。利用右图所示装置制取Fe(OH)2，通电后溶液中产生的白色沉淀能保持较长时间不变色。下列说法错误的是 ()A烧碱溶液注入容器前，需预先煮沸B甲电极上有氢气冒出C只能用铁作甲电极和乙电极D可用食盐水代替烧碱溶液典例精析典例精析【解析】铁做阳极，阳极的铁因失去电子而溶解，阴极受保护，可以用石墨、铜等做电极材料；电解时阳极发生：Fe-2e-Fe2+；阴极发生：2H+2e-H2（或2H2O+2e-H2+2OH-）；Fe2+2OH-Fe(OH)2，为防止Fe(OH)2被氧化，所以要预先将溶液中溶解的氧气除去；若用食盐水代替NaOH溶液，由于

11、阴极区H+不断放电，同时产生OH-，可以观察到同样现象。C【解析】考查电解原理的有关定量计算。溶液中n(Cu2+)=2 mol，Cu2H+2e-，当通过电子时，产生0.5 mol H+和0.25 mol Cu；当调换电极所接电源的正、负极时，阳极：Cu-2e-Cu2+，4OH-4e-2H2O+O2（或2H2O-4e-O2+4H+），阴极：Cu2+2e-Cu；根据电子守恒：n(Cu)2+n(H+)1=1 mol，即：0.25 mol2+n(H+)=1 mol，则n(H+)=0.5 mol,c(H+)。典例精析典例精析【例2】用惰性电极电极2 L 1mol/L的硫酸铜溶液，在电路中通过0.5 mo

12、l电子后，调换电极所接电源正负电极，电路中又通过1 mol电子，此时溶液中c(H+)约为（假设通电后溶液体积不变）（）A.0.5 mol/L B.0.75 mol/LC.1.0 mol/L D.1.5 mol/LA【例2】用惰性电极电极2 L 1mol/L的硫酸铜溶液，在电路中通过0.5 mol电子后，调换电极所接电源正负电极，电路中又通过1 mol电子，此时溶液中c(H+)约为（假设通电后溶液体积不变）（）A.0.5 mol/L B.0.75 mol/LC.1.0 mol/L D.1.5 mol/L典例精析典例精析A【评注】电子守恒原理是解决有关电化学计算的基本方法。甲、乙两同学，均用惰性电

13、极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，甲、乙分别向所得的溶液中加入0.1 mol CuO和0.1 mol Cu(OH)2后，都恰好恢复到电解前的浓度和pH。则甲、乙在电解过程中转移的电子数之比为()A.1 1 B.1 2C.1 3 D.1 4典例精析典例精析【解析】加入0.1 mol Cu(OH)2，相当于加入0.1 mol CuO和0.1 mol H2O，根据电子守恒：转移的电子数为：n(CuO)2+n(H2O)2=0.4 mol，所以甲、乙电解过程中转移的电子数之比为1 2。B方法指导方法指导 1.电解电极产物的判断方法：阳极：先看电极材料，再看阳离子。阳极放电顺序：金属电极（除Pt

14、、Au外）S2-I-Br-Cl-OH-高价含氧酸根离子F-。阴极：只看溶液中阴离子。阴极放电次序一般为：Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H+(水)Al3+Mg2+Na+（浓度会影响放电的顺序，如电镀锌时，溶液中c(Zn2+)c(H+),放电次序(Zn2+H+）方法指导方法指导2.用惰性电极电解电解质溶液时溶液的pH变化及电解的类型有如下规律：类型电极反应特点实例电解类型阴极：2H+2e-H2阳极：4OH-4e-O2+2H2ONaOHH2SO4Na2SO4电解电解质电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电HClCuCl2放H2生碱型阴极：放出氢气生成碱阳极：电解质

15、阴离子放电NaCl放O2生酸型阳极：OH-放电生成酸阴极：电解质阳离子放电CuSO4方法指导方法指导2.用惰性电极电解电解质溶液时溶液的pH变化及电解的类型有如下规律：类型点解物质电解质溶液的浓度pH电解质溶液复原应加入的物质电解类型水增大增大H2O水增大减小H2O水增大不变H2O电解电解质电解质减小增大HCl电解质减小增大CuCl2放H2生碱型电解质和水生成新电解质增大HCl放O2生酸型电解质和水生成新电解质减小CuO方法指导方法指导3.电解后溶液pH的变化规律：先看原溶液的酸碱性，再看电解产物：放H2生碱型：pH变大；放O2生酸型：pH变小；放出O2和H2（电解水型）：a若原溶液呈酸性则p

16、H减小；b若原溶液呈碱性pH增大；c若原溶液呈中性pH不变；既无O2产生又无H2产生（电解电解质型）：溶液的pH均向7靠近。方法指导方法指导4.电解有关计算：根据电解方程式或电极反应式中转移的电子数目守恒列等式求解。（1）根据串联电路中各电极得失电子数相等，即电路中通过的电量（电子总数）相等求解。（2）根据电极反应式或电解方程式列比例式求解。常见的电极反应：阳极：2Cl-2e-Cl2；4OH-4e-2H2O+O2；阴极：Ag+e-Ag；Cu2+2e-Cu；2H+2e-H2；根据电子守恒关系：4H+O22Cl22Cu4Ag2H24OH-4e-高考回放高考回放A逸出气体的体积：a电极的小于b电极的

17、B电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体Ca电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色Da电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色1（2008全国）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附近分别滴加石蕊溶液，下列实验现象正确的是 ()D【解析】通过实验现象的分析，考查有关电解基本知识的掌握，并结合电离平衡移动原理，判断阳极和阴极区溶液pH的变化。Na2SO42Na+SO42-，H2O H+OH-，SO42-和OH-移向b电极，Na+和H+移向a电极，在b电极上：4OH-4e-2H2OO2，在a电极上：2H+2e-H2，所以产生的气体体积a电极的大于b电极的；两种气体均为无色无

18、味的气体；由于a电极上H+放电，所以a电极附近的c(OH-)c(H+)，滴加石蕊试液a电极附近溶液变蓝色，同理，b电极附近溶液变红色。高考回放高考回放高考回放高考回放2（2007江苏）某同学按右图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是 ()A电解过程中，铜电极上有H2产生B电解初期，主反应方程式为：Cu+H2SO4 电解 CuSO4+H2C电解一定时间后，石墨电极上有铜析出D整个电解过程中，H+的浓度不断增大【解析】考查电解过程中的动态变化，通过溶液中离子浓度变化对电极反应的影响，认识从量变到质变的辨证思维在解题的应用。开始时，阳极上的铜溶解：Cu-2e-Cu2+，阴极上有H2产生：2H+2e-H2；溶液中H+浓度减小；当溶液中Cu2+浓度较大时，阴极放电顺序：Cu2+H+，此时，阴极上有Cu析出。BC