高考化学一轮综合复习 第六章 化学反应与能量变化 第22讲 电解池 金属的电化学腐蚀与防护练习Word下载.docx
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CuCl2
Cu+Cl2↑
(2)电子和离子的移动方向
①电子:
从电源负极流出后,流向电解池阴极;
从电解池的阳极流出后流向电源的正极。
②离子:
阳离子移向电解池的阴极,阴离子移向电解池的阳极。
3.阴阳两极上放电顺序
(1)阴极:
(与电极材料无关)。
氧化性强的先放电,放电顺序:
(2)阳极:
若是活性电极作阳极,则活性电极首先失电子,发生氧化反应。
若是惰性电极作阳极,放电顺序为
注意 ①阴极不管是什么材料,电极本身都不反应,一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。
②最常用、最重要的放电顺序为阳极:
Cl->
OH-;
阴极:
Ag+>
Cu2+>
H+。
③电解水溶液时,K+~Al3+不可能在阴极放电,即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。
4.用惰性电极电解电解质溶液的规律
类型
实例
电极反应式
电解对象
溶液pH变化
溶液复原
电解
水型
含氧酸
H2SO4
阳极:
________
总反应:
水
强碱
NaOH
活泼金属的含氧酸盐
KNO3
电解电解质型
无氧酸
(氢氟酸除外)
HCl
不活泼金属的无氧酸盐
放氢生碱型
活泼金属的无氧酸盐
NaCl
放氧生酸型
不活泼金属的含氧酸盐
AgNO3
答案 4OH--4e-===2H2O+O2↑ 4H++4e-===2H2↑ 2H2O
2H2↑+O2↑ 减小 增大 不变 水 2Cl--2e-===Cl2↑ 2H++2e-===H2↑ 2HCl
H2↑+Cl2↑ HCl 增大 HCl 2Cl--2e-===Cl2↑ Cu2++2e-===Cu CuCl2
Cu+Cl2↑ CuCl2 CuCl2 2Cl--2e-===Cl2↑ 2H++2e-===H2↑ 2NaCl+2H2O
H2↑+Cl2↑+2NaOH NaCl和H2O 增大 HCl 4OH--4e-===2H2O+O2↑ 4Ag++4e-===4Ag4AgNO3+2H2O
4Ag+O2↑+4HNO3 AgNO3和H2O 减小 Ag2O
电解基础知识
(1)电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程(√)
(2)某些不能自发进行的氧化还原反应,通过电解可以实现(√)
(3)电解池的阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应(√)
(4)直流电源跟电解池连接后,电子从电源负极流向电解池阳极(×
)
(5)电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极(×
(6)电解CuCl2溶液,阴极逸出的气体能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色(×
(7)电解盐酸、硫酸等溶液,H+放电,溶液的pH逐渐增大(×
(8)电解NaNO3溶液时,随着电解进行,溶液的pH减小(×
1.根据金属活动顺序表,Cu和稀H2SO4不反应,怎样根据电化学的原理实现Cu和稀H2SO4反应产生H2?
答案 Cu作阳极,C作阴极,稀H2SO4作电解质溶液,通入直流电就可以实现该反应。
电解反应式为阳极:
Cu-2e-===Cu2+,阴极:
2H++2e-===H2↑。
Cu+2H+
Cu2++H2↑。
2.若用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后,需加入98gCu(OH)2固体,才能使电解质溶液复原,则这段时间,整个电路中转移的电子数为多少?
答案 4NA
解析 方法一:
98gCu(OH)2的物质的量为1mol,相当于电解了1mol的CuSO4后,又电解了1mol的水,所以转移的电子数为2NA+2NA=4NA。
方法二:
可以认为整个电路中转移的电子数与Cu(OH)2的O2-失电子数相等,共4NA。
题组一 电解规律及电极产物的判断
1.(2017·
天津市实验中学高三模拟)以石墨为电极,电解KI溶液(含有少量的酚酞和淀粉)。
下列说法错误的是( )
A.阴极附近溶液呈红色B.阴极逸出气体
C.阳极附近溶液呈蓝色D.溶液的pH变小
答案 D
解析 以石墨为电极,电解KI溶液,发生的反应为2KI+2H2O
2KOH+H2↑+I2(类似于电解饱和食盐水),阴极产物是H2和KOH,阳极产物是I2。
由于溶液中含有少量的酚酞和淀粉,所以阳极附近的溶液会变蓝(淀粉遇碘变蓝),阴极附近的溶液会变红(溶液呈碱性),A、B、C正确;
由于电解产物有KOH生成,所以溶液的pH逐渐增大,D错误。
2.如图是一个用铂丝作电极,电解稀的MgSO4溶液的装置,电解液中加有中性红指示剂,此时溶液呈红色。
(指示剂的pH变色范围:
6.8~8.0,酸色—红色,碱色—黄色,Mg(OH)2沉淀的pH=9),接通电源一段时间后A管产生白色沉淀,回答下列问题:
(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是________(填编号)。
①A管溶液由红变黄 ②B管溶液由红变黄 ③A管溶液不变色 ④B管溶液不变色
(2)写出A管中发生的反应:
_______________________________________________。
(3)写出B管中发生的反应:
____________________________________________________。
(4)检验b管中气体的方法是______________________________________________________。
(5)电解一段时间后,切断电源,将电解液倒入烧杯内观察到的现象是__________________。
答案
(1)①④
(2)2H++2e-===H2↑、Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓
(或2H2O+2e-+Mg2+===H2↑+Mg(OH)2↓)
(3)4OH--4e-===2H2O+O2↑(或2H2O-4e-===O2↑+4H+)
(4)用拇指堵住管口,取出试管,放开拇指,将带有火星的木条伸入试管内,木条复燃
(5)溶液呈红色,白色沉淀溶解
解析 电解时,阳极上氢氧根离子放电生成氧气,导致阳极附近溶液呈酸性;
阴极上氢离子放电生成氢气,同时有氢氧根离子生成,氢氧根离子和镁离子反应生成氢氧化镁沉淀,溶液呈弱碱性。
题组二 电极反应式的书写与判断
3.按要求书写电极反应式和总反应方程式:
(1)用惰性电极电解MgCl2溶液
阳极反应式:
____________________________________________________________;
阴极反应式:
__________________________________________________________________;
总反应离子方程式:
___________________________________________________________。
(2)用Al作电极电解NaOH溶液
______________________________________________________________;
_________________________________________________________________;
______________________________________________________________。
答案
(1)2Cl--2e-===Cl2↑
Mg2++2H2O+2e-===H2↑+Mg(OH)2↓
Mg2++2Cl-+2H2O
Mg(OH)2↓+Cl2↑+H2↑
(2)2Al-6e-+8OH-===2AlO
+4H2O 6H2O+6e-===3H2↑+6OH-(或6H++6e-===3H2↑)
2Al+2H2O+2OH-
2AlO
+3H2↑
4.锰、硫、氮的化合物在人类生产、生活中有重要作用。
(1)MnO2可作超级电容器材料。
用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2,其阳极的电极反应式是__________________。
MnO2是碱性锌锰电池的正极材料,已知碱性锌锰电池的总反应为Zn+2MnO2+2H2O===2MnO(OH)+Zn(OH)2,碱性锌锰电池放电时,正极的电极反应式是________________________________________________________________________。
(2)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。
由硫化氢获得硫单质有多种方法。
将用烧碱吸收H2S后所得的溶液加入如图所示的电解池的阳极区进行电解。
电解过程中阳极区发生如下反应:
S2--2e-===S (n-1)S+S2-===S
①写出电解时阴极的电极反应式:
_________________________________________________
________________________________________________________________________。
②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质,其离子方程式可写成________________________________________________________________________。
(3)电解NO制备NH4NO3,其工作原理如图所示,为使电解产物全部转化为NH4NO3,需补充物质A,A是____________,说明理由:
________________________________________。
答案
(1)Mn2++2H2O-2e-===MnO2+4H+ MnO2+H2O+e-===MnO(OH)+OH-
(2)①2H2O+2e-===H2↑+2OH-②S
+2H+===(n-1)S↓+H2S↑
(3)NH3 根据总反应:
8NO+7H2O
3NH4NO3+2HNO3,电解产生的HNO3多,应补充NH3
解析
(1)Mn的化合价从+2价升到+4价,失电子发生氧化反应,则阳极电极反应式为Mn2++2H2O-2e-===MnO2+4H+。
碱性锌锰干电池中,MnO2作为正极,发生还原反应,其电极反应式为MnO2+H2O+e-===MnO(OH)+OH-。
(2)①电解时,阴极区溶液中的阳离子放电,即水溶液中的H+放电生成H2。
②由题给反应可知,阳极区生成了S
,S
可以理解为(n-1)S+S2-,加入稀硫酸生成S单质和H2S气体。
(3)根据电解NO制备NH4NO3的工作原