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文檔簡介
1、電解池電解質溶液的導電我們知道,金屬導電時,是金屬內部的自由電子發生的定向移動,而電 解質溶液的導電與金屬導電不同。通電前電解質溶液中陰、陽離子在溶液中自由地移動;通電后在電場的 作用下,這些自由移動的離子改作定向移動,帶負電荷的陰離子由于靜電作 用向陽極移動,帶正電荷的陽離子則向陰極移動。電極名稱:電解池中與直流電源負極相連的電極叫陰極,與直流電源正 極相連的電極叫陽極。物質能否導電是由其內部能否形成定向移動的自由電荷所決定的,對金 屬就是自由電子,而對電解質溶液就是自由移動的陰陽離子。電解原理.概念:使電流通過電解質溶液(或熔化的電解質)而在陰,陽兩極引起的氧 化還原反應的過程。注意:電源
2、是指直流電源.電解池:(1)裝置特點:將電能轉化為化學能。(2)形成條件:與電源相連的兩個電極;電解質溶液(或熔化的電解質);或形成閉合回路(3)電極名稱:陽極:連電源正極,發生氧化反應。陰極:連電源負極,發生還原反應。(4)電解結果:在兩極上有新物質生成。(5)實例:2CuS04+ 2H2O =電解=2Cu+2H2S04 + 02.電解池原理應用,銅的電解精煉粗銅中常含有等,通電時,陽極發生的主要反應。陽極:Cu-2e- = Cu2+放電成為Fe .ZY* . Ni,等不放電而在陽極沉積下來.陰極:Cu2+2e-=Cu電解精煉是電解原理的應用之一,在精煉過程中,電解液CuSC)4 溶液的濃度
3、基本不變,但需定時除去其中的雜質.電鍍銅(1)電鍍時應用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其它金屬或合金的過程.它是一種特殊的電解過程,即陽極本身也參加了電極反應.電鍍時把待鍍金屬做 陰極,鍍層金屬做陽極,含有鍍層金屬離子的溶液作電解(鍍)液.電鍍的特點:a.陽極參加了反應,被逐漸腐蝕;b.在電鍍過程中,電解液濃度保持不變.電鍍銅電解質溶液CuS()4溶液陽極及電極反應金屬銅Cu-2e- = Cu2+陰極及電極反應鑲件金屬Cu2+2e=Cu1.氯堿工業概念:用電解飽和食鹽的方法來制取和電并以它們為原料生產一系列化工 產品的工業,稱為氯堿工業。原理 陽極(C): 2CI -2e= Cl2陰極(Fe
4、): 2+2 = H2總反應:2NaCI+ 2H2。=電解=2NaOH+ CL + Ha4電解規律廣活性電極(Fe、Cu、Ag等):電極材料失電子1 !陰翹根嬖物的赳斷(Pt、Au、石墨):溶液中的陰肉子 L失電子陰離子放電順序:S?- 1- Br- Cl- OH- 含氧酸根溶液中的陽離子得到電子根據離子,陽離子放電順序:Ag+ Fe3+ Cu2*活動性 H+ Fe2* Zn2+ Al3* Mg2 Na+ Ca2+ K +因此,離子的氧化性越強,越容易在陰極得電子,而離子的還原能力越強,越 容易在陽極失電子。.電解后溶液pH的變化(1)由電解總方程式判斷整體的變化(2)由電極反應式判斷局部的變
5、化,陰極:M放電,pH增大;陽極:0H放電, pH變小。.用惰性電極電解溶液時的情況分析類型電析反應特點實例電解對象電解質濃度pH復原電解質溶液電解水型陰極(Fe):2H*+2e= H2陽極:40H-4e=2H20 +02NaOH水增大增大加水HQ水增大減小加水Na2sO4水增大不變加水分解電解質型電解質電離出的 陰陽離子分別在 兩級放電HCI電解質減小增大加氯化氫CuC 12電解質減小減小加氯化銅放用生堿型陰:H20放弗生成堿NaCI電解質和水生成新電增大加氯化氫陽:電解質陰離子放電解質放。2生酸型陰:電解質陽離子放電陽:40放。2生成酸CllS04電解質和水生成新電解質減小加氯化銅電解Na
6、CI溶液:2NaCI+2H20型鯉H2T+CI2T+2NaOH,溶質、溶劑均發生 電解反應,PH增大。電解CuS04溶液:2CuS04 + 2H2O里維2Cu + 02t+ 2H2s0,溶質、溶劑均發 生電解反應,PH減小。(3)電解 CuCL溶液:CuC12- Cu + CI2 T電解鹽酸:2HCI里能T+CI2T溶劑不變,實際上是電解溶質,PH 增大。電解稀H2s0八NaOH溶液、Na2s0,溶液:2H20里維2H2T + 02t,溶質不 變,實際上是電解水,PH分別減小、增大、不變。酸、堿、鹽的加入增加了溶 液導電性,從而加快電解速率(不是起催化作用)。電解熔融 NaOH: 4NaOH
7、里里4Na + 02T + H20f(6)用銅電極電解Na2sO4溶液:Cu +2%0里維Cu (OH) 2 + H2 T要點一原電池、電解池、電鍍池的比較原電池電解池電鍍池定義將化學能轉變成電能的裝置將電能轉變成化學能的裝置應用電解原理在某 些金屬表面鍍上一 層其它金屬的裝置。 一種特殊的電解池裝Cu hZh Znr11ZnH11 %C/ ZC/舉L/*MB一/ / -二/MB027-一6/-二,J7例都俺松CuCLZnCL 形成條件活動性不同的兩電 極(連接)電解質溶液(電極插 入其中并與電極自發 反應)形成閉合回路兩電極接直流電源兩電極插入電解質溶液形成閉合回路鍍層金屬接電源 正極,待鍍
8、金屬接電 源負極電鍍液必須含有 鍍層金屬的離子電極名稱負極:較活潑金屬;正極:較不活潑金屬 (或能導電的非金屬 等)陽極:電源正極相連的電極陰極:電源負極相連的電極陽極:鍍層金屬;陰極:鍍件電子負極導線f正極電源負極陰極電源負極導線f陰極流電源正極型陽極電源正極空陽極向電極負極(氧化反應):金屬原子失電子;陽極(氧化反應):溶 液中的陰離子失電 子,或金屬電極本身陽極(氧化反應):金屬電極失電子;反應正極(還原反應):溶 液中的陽離子得電子失電子;陰極(還原反應):溶液中的陽離子得電子陰極(還原反應):電鍍液中陽離子得電子離陽離子:負極T正極陽離子T陰極(溶液陽離子T陰極(溶液子(溶液中)中)
9、中)流陰離子:負極正極陰離子T陽極(溶液陰離子T陽極(溶液向(溶液中)中)中)電解池練習題 一、選擇題(每題有1個或2個正確選項)1.下列有關電解池的說法不正確的是()A.電解池是把電能轉化為化學能的裝置。B.電解池中陰離子向陰極移動,陽離子向陽極移動。C.電解池中與電源正極相連的一極是陽極,發生氧化反應D.電解質溶液的導電過程就是電解質溶液的電解過程2.下列描述中,不符合生產實際的是()A.電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁,用鐵作陽極B.電解法精煉粗銅,用純銅作陰極C.電解飽和食鹽水制燒堿,用涂鑲碳鋼網作陰極D.在鍍件上電鍍鋅,用鋅作陽極直潦電源.右圖是電解CuCIz溶液的裝置,其中c、d為石墨電
10、極,則下列有關的判斷正確的是()a為負極,b為正極a為陽極,b為陰極C.電解過程中,d電極質量增加D.電解過程中,氯離子濃度不變.下列關于電解槽的敘述中不正確的是()A.與電源正極相連的是電解槽的陰極B.與電源負極相連的是電解槽的陰極C.在電解槽的陽極發生氧化反應D.電子從電源的負極沿導線流入陰極.關于電解NaCI水溶液,下列敘述正確的是()A.電解時在陽極得到氯氣,在陰極得到金屬鈉B.若在陽極附近的溶液中滴入KI溶液,溶液呈棕色C,若在陰極附近的溶液中滴入酚缺溶液,溶液呈無色D.電解一段時間后,將全部電解液轉移到燒杯中,充分攪拌后溶液呈中性.在原電池和電解池的電極上發生的反應,同屬氧化反應或
11、同屬還原反應的有 ()原電池的正極幫電解池的陽極所發生的反應;原電池的正極和電解池的陰極所發生的反應原電池的負極和電解池的陽極所發生的反應原電池的負極和電解池的陰極所發生的反應A.B.C.D.以惰性電極電解CuSO,溶液,若陽極上產生的氣體的物質的量為mol,則陰 極上析出Cu的質量為()A. gB. gC. gD.在鐵制品上鍍一定厚度的鋅層,以下方案設計合理的是()A.鋅做陽極,鐵制品做陰極,溶液中含有鋅離子B.銷作陰極,鐵制品做陽極,溶液中含有鋅離子C.鐵做陽極,鐵制品做陰極,溶液中含有亞鐵離子D.鋅做陰極,鐵制品做陽極,溶液中含有鋅離子.根據金屬活動性順序,Ag不能發生反應:2HCI +
12、2Ag =2AgCI+H2T o但選擇 恰當電極材料和電解液進行電解,這個反應就能變為現實。下列四組電極和電 解液中,為能實現該反應最恰當的是().把分別盛有熔融的氯化鉀、氯化鎂、氧化鋁的三個電解槽串聯,在一定條件下通電一段時間后,析出鉀、鎂、鋁的物質的量之比為()A. 1: 2: 3 B. 3: 2: 1C. 6: 3: 1D. 6: 3: 2.用惰性電極電解下列溶液,一段時間后,再加入一定量的另一種物質(括 號內),溶液能與原來溶液完全一樣的是()CuCI2 CuS04NaOH NaOHCu (OH) 2C. NaCI HCID. CuS04.右圖為直流電源電解稀Na2s0,水溶液的裝置。
13、通 電后在石墨電極a和b附近分別滴加一滴石蕊溶液。下列實驗現象中正確的是()A.逸出氣體的體積,a電極的小于b電極的一電極逸出無味氣體,另一電極逸出刺激性氣味氣體a電極附近呈紅色,b電極附近呈藍色a電極附近呈藍色,b電極附近呈紅色.電解100mL含c(H) = mol*的下列溶液,當電路中通過電子時,理論 上析出金屬質量最大的是()A. mol* L-1AgB. mol* L-1 Zn2+mo I L Cumol* L-1 Pb2+二、填空題.從H*、Na Cu2 Cl S(V-五種離子中組成電解質,按下列要求進行電解:(1)以碳棒為電極,使電解質質量減少,水量不變進行電解,則可采用的電解 質
14、是;(2)以銷片為電極,使電解質質量不變,水量減少進行電解,則可采用的電解 質是;(3以碳棒為陽極,鐵棒為陰極,使電解質和水量都減少,進行電解,則可采用的電解質是 O15.課題式研究性學習是培養學生創造思維的 良好方法,某研究性學習小組將下列裝置如圖 連接,C、D、E、F、X、Y都是惰性電極。將電 源接通后,向乙中滴入酚酰試液,在F極附近 顯紅色。試回答下列問題:(1)電源A極的名稱是 oCvSC)4溶液飽和食鹽水Fe(OH)3 膠體 丙 丁(2)甲裝置中電解反應的總化學方程式是(3)如果收集乙裝置中產生的氣體,兩種氣體的體積比是(4)欲用丙裝置給銅鍍銀,G應該是 (填“銅”或“銀”),電鍍
15、液的主要成分是 (填化學式)。(5)裝置丁中的現象是電解池同步練習1、關于電解池的敘述正確的是電解是把電能轉化為化學能 電解時電解池的陽極一定是陰離子放電電 解質溶液導電是化學變化,金屬導電是物理變化不能自發進行的氧化還原反 應,通過電解可以實現電解池的陽極、原電池的負極都發生氧化反應A. B.C. D.2.下列過程中,需要通電后才能進行的是()電離電解電鍍電泳電化腐蝕A. B.C. D.全部3、用惰性電極電解100 mL飽和食鹽水,一段時間后在陰極得到112 mLb(標 準狀況),此時電解液(體積變化忽略不計)的pH為()A、 13B、 12C、 8D、 1. 下列關于電解槽的敘述中不正確的
16、 是()A.與電源正極相連的是電解槽的陰極 B.與電源負極相連的是電解槽的 陰極C.在電解槽的陽極發生氧化反應D.電子從電源的負極沿導線流入電解槽的陰極. X、Y、Z、M代表四種金屬元素,金屬X和Z用導線連接放入稀硫酸中時,X 溶解,Z上有H?放出;若電解Y和Z共存的溶液時,Y先析出;又知M?的 氧化性強于Y2則這四種金屬的活動性由強到弱的順序是A. XYZM B. XZYM C. MZXY D. XZMY6、用惰性電極電解下列溶液,電解結束后,向剩余電解液中加入一定質量的另一物質(中括號內),溶液能與原來溶液完全一樣的是()A.CuCI2CuS04 B.AgN03Ag20 C.NaCI HC
17、I D.CuSOjCu(OH)27、下圖是電解CuCI2溶液的裝置,其中c、d為石墨電極,列有關的判斷正確的是()川口 r TOC o 1-5 h z A、a為負極、b為正極 B、a為陽極、b為陰極tC、電解過程中,d電極質量增加D、電解過程中,氯離子濃度不變8.以石墨棒作電極,電解氯化銅溶液,若電解時轉移的電子數是X 1023,則此 時在陰極上析出銅的質量是()A. 8gB. 16gC. 32gD. 64g9.高鐵電池是一種新型可充電電池,與普通電池相比,該電池長時間保持穩定 的電壓??偡磻獮椋?Zn +2K2FeO4+8H2。翳3Zn(0H)2+2Fe(0H)3+4K0H,下 列敘述不正確
18、的是()A.放電時負極反應為:Zn-2e +20H =Zn (0H)2B.充電時陽極反應為:Fe OH 3-3e +50H =FeO:-+KI利窿粉珞忘C.放電時每轉移3 mol電子,正極有1 mol (FeO,氧化D.放電時正極附近溶液的堿性增強10.如圖所示裝置中,a、b都是惰性電極,通電一段時間后,b極附近溶液呈 藍色。下列說法中不正確的是 ()x是正極,y是負極x是負極,v是正極性增+ 2e-的是a極板b極板X電極Z溶液A鋅石墨負極C11SO4B石墨石墨負極NaOHC銀鐵正極AgN03D銅石墨負極CuC 12上得到,另一電極析出的氣體()a極和Pt都有氣泡產生D. U形管中溶液的堿強1
19、1.右圖中,兩電極上發生的電極反應分別為:a極:Cu2+=Cub極:Fe-2e- = Fe2+則下列說法不正確A.該裝置可能是電解池 B. a極上一定發生還原反應C. a、b可能是同種電極材料D.該過程中能量的轉換一定是化學能轉化為電能.右圖中x、y分別是 直流電源的兩極,通電 后發現a極板質量增加, 。極板處有無色無臭氣體放出,合 這一 情 況 的 是 ().將含有和的水溶液用惰性電極 電解。電解一段時間后,一個電極A.只有CLB.只有。2 C.既有CI2又有。2 D,只有.電解原理在化學工業中有廣泛應用。右圖表示一個電解池,裝有電解液a;X、Y是兩塊電極板,通過導線與直流電源相連。請回答以
20、 下問題:(1)若X、Y都是惰性電極,a是飽和NaCI溶液,實驗開 始時,同時在兩邊各滴入幾滴酚配試液,則電解池中X 極上的電極反應式為 o在X極附近觀察到的實臉現象是 O Y電極上的電極反應式為 o檢臉該電極反應產物的方法是 O(2)如要用電解方法精煉粗銅,電解液a選用CuSO,溶液,則 X電極的材料是,電極反應式為 OY電極的材料是,電極反應式為。(說 明:雜質發生的電極反應不必寫出).請你設計出一個裝置,在該裝置內金屬銅能與稀硫酸反應生成氫氣和硫酸 銅,即:Cu + H2SO4(#)=CUSO4 + H2T要求:畫出示意圖,注明有關部件 的名稱,同時寫出相關的反應式。.鉛蓄電池放電時起原
21、電池的作用,充電時起電解池的作用,鉛蓄電池在放電 放電和充電時發生的化學反應可用下式表示:PbgWQ裾2PbS4+2H2(1)蓄電池使用日久后正負極標志模糊,現根據下列兩種條件,如何來判斷正負極:氯化銅溶液,兩根帶有銅導線的碳棒 O硫酸銅溶液,兩根銅導線(2)假如采用第種方法進行實驗,實驗前后分別精確稱重硫酸銅溶液和兩根 銅導線的總質量,假如不考慮實驗誤差,前者質量將 (填“增大”、“減 小”或“不變”);后者將 填(“增加”、減少”或不變”)。假使兩根銅導線質量之差為,則鉛蓄電池內部要消耗H2so支 molo鉛蓄電(3)鉛蓄電池的電壓正常情況下保持,電壓下降到約時需要重新充電,池充電時,陰極
22、反應式為B胞印NaCl溶液(乙EXd溶液 (T)033.如下圖所示的裝置,C、D、E、F、X、Y都 是惰性電極。將電源接通后,向(乙)中滴入酚 缺溶液,在F極附近顯紅色。以下說法正確的 是()。A.電源B極是正極B.(甲)、(乙)裝置的C、D、E、F電極均有單質生成,其物質的量之比為1 : 2 : 2 : 1C.欲用(丙)裝置給銅鍍銀,H應該是Ag,電鍍液是AgNOs溶液D.裝置(丁)中Y極附近紅褐色變深,說明氫氧化鐵膠粒帶正電荷補1、在50 mL molL硫酸銅溶液中插入兩個電極,通電電解(不考慮水分蒸發)。則:(1 )若兩極均為銅片,試說明電解過程中濃度將怎樣變化o ( 2 )若陽極為純鋅
23、,陰極為銅片,陽極反應式是o (3)若陽極為純鋅,陰極為銅片,如不考慮H+在陰極上放電,當電路中有電子通過時,陰極增重 g,陰極上的電極反應式是 o補2.按下圖裝置進行實臉,并回答下列問題判斷裝置的名稱:A池為 B池為(2)鋅極為 極,電極反應式為銅極為 極,電極反應式石墨棒G為 極,電極反應式為石墨棒C2附近發生的實驗現象為當C2極析出224mL氣體(標準狀態)時,鋅的質量變化 (變大、 不變或變?。┝?g, CUSO4溶液的質量 (增加、不變或減少)go補3.某溶液中含有兩種溶質氯化鈉和硫酸,它們的物質的量之比為3:1。用 石墨做電極電解溶液時,根據反應產物,電解可明顯分為三個階段,測下列
24、敘 述中不正確的是()A.陰極只析出氧氣B.陽極先析出氯氣后析出氧氣C.電解最后階段為電解水 D.電解過程中溶液的pH值不斷增大,最后pH值為7補4、用一張濾紙浸濕些食鹽水和酚酶試劑,放在表面皿上,濾紙兩端用電極 與直流電源相接,過一會發現其中一根導線連接的電極所接觸的濾紙附近出現 紅色。簡述出現紅色的原因并指出該導線是直流電源的哪一 極補5、下列敘述正確的是()鋅跟稀硫酸反應制取氫氣,加入少量硫酸銅溶液能加快反應速度;鍍層破損后,白鐵(鍍鋅鐵)比馬口鐵(鍍錫鐵)更易腐蝕;電鍍時,應把鍍 件置于電解池的陰極;冶煉鋁時,把氧化鋁加入液態冰晶石中成為熔融體后電解鋼鐵表面常易銹蝕生成Fe2O3 nH2OA、B、 C、 D、補5.采用惰性電極從H、Cu2 OH-、NO;、S042- C、Ba2 Ag+中選出適當 的離子組成電解質,并對其溶液進行電解。(1 )若兩極分別放出也和 02 ,則電解質的化學式為 ;(2 )若陰極析出金屬,陽極放出02 ,則電解質的化學式 為:(3)若兩極分別放出氣體,且體積比為1:1,則電解質的化學式 為 O補6.有三個燒杯,分
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