逍遥右脑 2013-03-13 00:53
专题4 电解池 第一时
【要点扫描】
1．能够根据电解装置与直流电的连接方式正确判断电解池的阴、阳极。
2．能根据溶液中存在的阴、阳离子在外电场的作用下定向移动以及电极材料，正确判断电解池的阳、阴极的电极反应
3．能够根据电极反应方程式，正确说明电解过程中电极区附近及溶液中的一些定性关系。
4．理解可充电电池在放电和充电时正、负极和阴、阳极的相互关系。
【知识梳理】
一、电解池的结构
1、电解池的概念：
2．电解池的构造：
3、电解池阴、阳极的判断
4．原电池与电解池的比较
原电池电解池
能量转换
装置构成
电极名称
电极反应
反应能否自发进行
二、电解原理
1、电解池中的氧化还原反应
阴极：
阳极：
2、溶液中离子放电规律：
电解质溶液通电后，溶液中离子的定向移动规律：
⑴ 用惰性电极进行电解
阴极：
阳极：
分享：上述离子放电的规律与 是一致的。
⑵ 用非惰性电极进行电解
阴极：
阳极：
分享：将⑴ ⑵两种情况对照， 放电的规律与电极材料无关，
而 一定在电极上先放电，因此 。
3、电极反应方程式和电解总方程式
练习1、写出用惰性电极电解CuCl2溶液的电极方程式和总反应方程式。
练习2、写出用Cu电极电解AgNO3溶液的电极反应和总反应方程式。
4、电解过程中电极区附近及溶液中的一些定性关系
练习3、将一张滤纸用滴有酚酞的NaCl溶液浸湿后置于表面皿上，然后在滤纸上放置石墨电极（如右图所示），接通直流电后，试分析滤纸上两电极周围溶液颜色有什么变化。
分享：通过此例，你认为应当如何认识电解过程中电极区附近及溶液的变化。
三、可充电电池
练习4、铅畜电池是现代生活中广泛使用的一种可充电电池，这种电池以Pb和PbO2为电极材料，电解液为硫酸，总反应方程式为：
PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4+2H2O 。请分析此电池的电极和工作原理。
【典例精析】
例1：⑴电解AgNO3溶液（惰性电极）
阳极：
阴极：
总反应式
⑵ 用Cu作阳极电解NaOH溶液
阳极：
阴极：
总反应式
解题体会：
例2：有甲、乙、丙三个串联的电解槽，如下图所示连接。其中电极C、D、E、F都为Pt片，电极G是Fe片，H是Cu片。甲池中电解液为饱和食盐水；乙池中电解液为稀硫酸；丙池中电解液为硫酸铜溶液。当接通电路一段时间后，现象如图所示。
⑴ A是 极，B是 极，
C是 极，D是 极。
⑵ 若向甲池中加入少许酚酞试液， 极附近显红色；若向甲池中加入少量淀粉碘化钾溶液， 极附近显蓝色。
⑶ G极上的现象是 ，
H极上的现象是 ，
丙池是 装置。
⑷ E极上发生 反应，电极反应式是 ；
F极上发生 反应，电极反应式是 。
解题体会：
例3：蓄电池在放电时起原电池的作用，在充电时起电解池的作用。下面是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时发生的反应
请分析此电池的电极和工作原理，并说明电池工作时电极周围溶液酸碱性的变化和溶液酸碱性的变化。
解题体会：
【反馈练习】
1．把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞试液混合溶液的玻璃器皿中，经过一段时间后，首先观察到溶液变红的区域是 （ ）
A Ⅰ和Ⅲ附近 B Ⅰ和Ⅳ附近
C Ⅱ 和 Ⅲ附近 D Ⅱ 和 Ⅳ附近
2．右图中x、y分别是直流电的两极，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，符合这一情况的是 ( ) A
a极板b极板x电极Z溶液
A锌石墨负极CuSO4
B石墨石墨负极NaOH
C银铁正极AgNO3
D铜石墨负极CuCl2
3．用铂电极电解某溶液一段时间，该溶液浓度增大而pH减小，该溶液是 （ ）
A NaOH B CuCl2 C H2SO4 D CuSO4
4．在盛饱和碳酸钠溶液的烧杯中，插入惰性电极，恒温下通电一定时间后 （ ）
A 溶液的pH值将增大
B 钠离子数和碳酸根离子数的比值将变小
C 溶液的浓度逐渐增大，有一定量晶体析出
D 溶液的浓度不变，有晶体析出
5．用石墨做电极电解AlCl3溶液时，下列电解液变化曲线合理的是（ ） AD
A B C D
6．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为： Zn(s)+2nO2(s)+H2O(l) Zn(OH)2(s)+n2O3(s) 下列说法错误的是 （ ）
A 电池工作时，锌失去电子
B 电池正极的电极反应式为：2nO2(s)+H2O(1)+2e—=n2O3(s)+2OH—(aq)
C 电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极
D 外电路中每通过O.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g
7．右图装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。
回答下列问题。
⑴ 电的X极是 极。
⑵ 若左侧烧杯中也为惰性电极，溶液发生的电极反应为：
、
总反应式为 。
⑶ 若将右侧溶液倒入另一空烧杯中，充分搅拌后，溶液呈 色。
此时左侧烧杯中溶液呈 性。
8．下图中A～F均为中学化学中常见的物质，它们之间的转化关系如下：
（1）若反应①和②不需要特定的反应条就能进行，则A物质的化学式可能 __；
（2）若反应①和②需要在一定条下才能进行，则C与D反应的化学反应方程式为
_____________ _ __；
（3）C与D的稀溶液不反应，但若通入B气体，在加热条下可以反应生成A溶液。
试写出这一反应的化学方程式_______________ _________。
9．电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电相连。请回答以下问题：
（1）若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则
① 电解池中X极上的电极反应式为 。在X极附近观察到的实验现象是 。
② Y电极上的电极反应式为 。检验该电极反应产物的方法是 。
（2）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则
① X电极的材料是 ，电极反应式为 。
② Y电极的材料是 ，电极反应式为 。
10．柯尔贝反应是2RCOO+H2O R-R+H2+2CO2+2OH ( R-代表烃基 )。
请根据电解原理说明四种产物分别主要出现在电解池的电极区域。
11．由于Fe(OH)2极易被氧化，所以实验室难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。若用下图所示实验装置可制得纯净的Fe(OH)2沉淀。两极材料分别为石墨和铁。
⑴ a电极材料_______，其电极反应式为_____________________。
⑵ 电解液d可以是_______，则白色沉淀在电极上生成；也可以是_______，则白色沉淀在两极之间的溶液中生成。
A．纯水 B．NaCl溶液 C．NaOH溶液 D．CuCl2溶液
⑶ 液体c为苯，其作用是________________，在加入苯之前，对d溶液进行加热处理的目的是__________________________。
⑷ 若d改为Na2SO4溶液，当电解一段时间，看到白色沉淀后，再反接电，继续电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为_______________________________________。
12．X、Y、Z、W为按原子序数由小到大排列的四种短周期元素。已知：
① X可分别与Y、W形成X2Y、X2Y2、XW等共价化合物；
② Z可分别与Y、W形成Z2Y、Z2Y2、ZW等离子化合物。
请回答：
⑴ Z2Y的化学式是 。
⑵ Z2Y2与X2Y反应的化学方程式是 。
⑶ 如图所示装置，两玻璃管中盛满滴有酚酞的溶液的ZW饱和溶液，C（Ⅰ）、C（Ⅱ）为多孔石墨电极。接通S1后，C(Ⅰ)附近溶液变红，两玻璃管中有气体生成。一段时间后（两玻璃管中液面未脱离电极），断开S1，接通S2，电流表的指针发生偏转。此时：
C(Ⅰ)的电极名称是 （填写正极或负极）；
C(Ⅱ)的电极反应式是 。
⑷ 铜屑放入稀硫酸不发生反应，若在稀硫酸中加入X2Y2，铜屑可
逐渐溶解，该反应的离子方程式是 。
电解池 第一时 参考答案
【典例精析】
例1：略
例2：⑴ 负 正 阴 阳
⑵ C D
⑶ 有红色固体析出 铜棒逐渐变细 电镀
⑷ 还原 4H++4e- =2H2↑ 氧化 4OH--4e-=2H2O+O2↑
例3：略
【反馈练习】
1．B 2．A 3．C 4．D 5．AD 6．C
7．⑴ 正 电的X极是 极。
⑵ 阴极 2Cu2++4e-=2Cu
阳极4OH--4e-=2H2O+O2↑
2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4
⑶ 红 酸
8．（1） Cu（NO3)2 或AgNO3
（2）Cu+2H2SO4（浓） CuSO4+SO2↑+2H2O
（3）2Cu+2H2SO4+O2 2CuSO4+2H2O
9．⑴ ① 2H++2e－==H2↑ 放出气体，溶液变红
② 2Cl－—2e－==Cl2↑ 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色
⑵ ①纯铜 Cu2++2e－==Cu ②粗铜 Cu－2e－==Cu2+
10．阴极产物为 ：H2 和 OH
阳极产的为 ： R-R和2CO2
11．⑴ Fe，Fe-2e—=Fe2+
⑵ C；B
⑶ 隔绝空气，防止产物被氧化；赶尽溶液中的氧气
⑷ 白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色
12．⑴ Na2O
⑵ 2Na2O2 +2H2O == 4NaOH + O2↑
⑶ 负极 Cl2 + 2e—== 2Cl-
⑷ Cu + H2O2 + 2H+ == Cu2+ + 2H2O