第讲电解池.ppt

第30讲 电解池,2用惰性电极电解电解质溶液时各种变化情况简析,续表,续表,3.电极方程式、电解方程式的书写 书写电解反应的一般步骤是：以写出用石墨做电极电解CuSO4溶液的电极反应式及总的电解方程式为例。 第一步：明确溶液中存在哪些离子 溶液中的阳离子：Cu2+、H+，阴离子：OH-、 。 第二步：判断阴阳两极附近离子种类及离子放电顺序 阴极：Cu2+H+ 阳极：OH- 第三步：写电极反应式和总的电解方程式 阴极：2Cu2+4e-=2Cu 阳极：4OH-4e-=2H2O+O2或2H2O-4e-=O2+4H+,使得失电子数相等，两极反应式相加得总方程式：2Cu2+2H2O 2Cu+O2+4H+(离子方程式)或2CuSO4+2H2O 2Cu+O2+2H2SO4。,注意： 上述例子中的电极若换成铜棒，阳极电极反应式为：Cu-2e-=Cu2+，阴极电极反应式不变。 电极反应式的书写要以实际放电的离子表示，但电解方程式的书写中，弱电解质要以分子式的形式书写。如本例中的阳极反应式可写为OH-，但是电解总反应方程式则必须写为H2O。,AK闭合时，d电极反应式：,PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+,B当电路中转移0.2 mol 电子时，中消耗的H2SO4为0.2 mol,4H+,CK闭合时，中 向c电极迁移 DK闭合一段时间后，可单独作为原电池，d电极为正极,C,【解析】 本题考查电化学(原电池、电解池)的相关知识，K闭合时为原电池，为电解池，中发生充电反应，d电极为阳极发生氧化反应，其反应式为PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H+SO所以A正确。在上述总反应式中，得失电子总数为2e-，当电路中转移0.2 mol电子时，可以计算出中消耗的硫酸的量为0.2 mol，所以B对。K闭合一段时间，也就是充电一段时间后可以作为原电池，由于c表面生成Pb，放电时做电源的负极，d表面生成PbO2，做电源的正极，所以D也正确。K闭合时d是阳极，阴离子向阳极移动，所以C错。,考点2 电解计算,1简单装置中各电极产物间的计算 在一个装置中进行电解时，各电极产物不同，但阴阳极得失电子数相等。根据此标准可对各电极产物、溶液中的产物，以及反应消耗的物质进行计算。 2复杂装置中(指多个装置串联连接)各电极产物的判断 在串联电解装置中，各电极电子转移数相等。据此，可计算各电极产物，溶液中的c(H+)、c(OH-)的变化。,3电解的计算特点 有关电解的计算通常是求电解后某产物的质量、气体的体积、某元素的化合价以及溶液的pH、物质的量浓度等。解答此类题的方法有两种：一是根据电解方程式或电极反应式，应用阴、阳两极得失电子守恒进行有关计算。二是用惰性电极进行电解的过程，若电解质的阴、阳离子不同时在两极上放电，则阳离子放电的同时必有H+生成，n(H+)=n(阳离子)´电荷数。也可利用物质的量关系(电子得失守恒)进行计算，如，H2Cl21/2O2Cu2Ag2H+2OH-。 应用原电池、电解池进行有关化学计算，也常见于高考题中，抓住两电极上通过的电子数目相等，是解答这类题的关键。,例2 在500 g CuSO4溶液中插入两根电极。一极为铁，一极为含杂质锌均匀的粗铜，通电一段时间后，切断电源，立即将电极取出，这时铁极上析出7.04 g铜，电解液增重0.02 g。求粗铜中锌的质量分数。,【解析】 解本题的关键有两点：一是正确写出电极反应式。根据活性材料作阴极不参加反应，作阳极时被氧化，可知粗铜为阳极，铁为阴极；二是根据“电解时，通过各串联电极的电子的物质的量相等”建立关系式。,设参加反应的Cu和Zn的物质的量分别为x mol和y mol。生成的Cu的物质的量,【答案】 18.4%,用惰情电极电解电解质溶液时，若使电解后的溶液恢复原状态，应遵循“缺什么加什么，缺多少加多少”原则。一般加入阴极产物与阳极产物的化合物。如电解CuSO4溶液，因从溶液中减少的是Cu和O2，且为21，相当于减少了CuO，所以恢复应加CuO。加1 mol Cu(OH)2则多加1 mol H2O，反过来，如果需要加Cu(OH)2才能恢复，说明CuSO4电解质电解完后还电解了水，且CuO和H2O为11。,1.(2011·上海卷)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,【解析】 用电解法提取氯化铜废液中的铜时，铜必须作阴极，阳极是铜或惰性电极，阴极的反应式为：Cu2+2e- =Cu。,B,2.(2011·全国卷)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( ) ACuSO4 BH2O CCuO DCuSO4 · 5H2O,C,3.(2011·山东卷)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,C,【解析】 电镀时，通常把待镀的金属制品作阴极，把镀层金属作阳极，用含有镀层金属离子的溶液作电镀液。因此在铁制品上镀锌时，铁作阴极，锌作阳极，由于锌比铁活泼，因此未通电前可以构成原电池，但此时锌作负极失去电子，铁作正极，而电镀时锌仍然失电子，所以选项A不正确；在氧化还原反应中必需满足得失电子守恒，因此电镀时通过的电量与锌的析出量有确定关系而与能量变化无关，B不正确；由于电镀时保持电流恒定，因此导线中通过的电子速率是不变的，所以升高温度不能改变电解反应速率，C正确；镀锌层破损后，由于锌比铁活泼，所以即使发生电化学腐蚀也是锌失去电子而保护了铁，即选项D也不正确。,4.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附近分别滴加一滴石蕊试液，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体,Ca电极附近呈红色，b电极附近出现蓝色 Da电极附近呈蓝色，b电极附近出现红色,D,【解析】 电解稀Na2SO4水溶液，其本质是电解水。 b极为阳极：4OH-4e-=2H2O+O2 a极为阴极：4H+4e-=2H2 a极逸出气体为氢气，b极逸出气体为氧气，二者都是无色无味的气体，且a极氢气的体积是b极氧气的体积的2倍，则A、B均错误；a极氢离子得电子，所以a极附近氢氧根离子浓度增大，遇石蕊试液变蓝；b极氢氧根离子放电，致使b极附近氢离子浓度增大，遇石蕊试液变红色，则C错，D正确。,5.(2012·福建卷)将如图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是( ),A,D,7.下图是一个乙醇燃料电池工作时的示意图，乙池中的两个电极一个是石墨电极，一个是铁电极，工作时M、N两个电极的质量都不减少，请回答下列问题：,(1)M电极的材料是_，电极名称是_，N的电极反应式为_，加入乙醇的铂电极的电极反应式为_。,铁,阴极,4OH-4e-=2H2O+O2,C2H5OH-12e-+16OH-=2CO+11H2O,7.下图是一个乙醇燃料电池工作时的示意图，乙池中的两个电极一个是石墨电极，一个是铁电极，工作时M、N两个电极的质量都不减少，请回答下列问题：,(2)在此过程中，乙池中某一电极析出金属银4.32 g时，甲池中理论上消耗氧气为_L(标准状况下)；若此时乙池溶液的体积为400 mL，则乙池中溶液的pH为_。,0.224,1,7.下图是一个乙醇燃料电池工作时的示意图，乙池中的两个电极一个是石墨电极，一个是铁电极，工作时M、N两个电极的质量都不减少，请回答下列问题：,C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) DH=-1366.7 kJ/mol,