⑵阳极
A.阳极材料是惰性电极(C、Pt、Au、Ti等)时:
阴离子失电子:
S2->I->Br->Cl->OH->NO3-等含氧酸根离子>F-
B.阳极是活泼电极时:
电极本身被氧化,溶液中的离子不放电。
3.电解反应方程式的书写步骤:
①分析电解质溶液中存在的离子;②分析离子的放电顺序;③确定电极、写出电极反应式;④写出电解方程式
1)电解CuCl2溶液:
阴极:
阳极
总方程式:
电解质浓度,pH
电解对象:
,要把电解质溶液复原,加。
2)电解HCl溶液:
阴极:
阳极
总方程式:
电解质浓度,pH
电解对象:
,要把电解质溶液复原,加。
3)电解NaCl溶液:
阴极:
阳极
总方程式:
电解质浓度,pH
电解对象:
,要把电解质溶液复原,加。
4)电解CuSO4溶液:
阴极:
阳极
总方程式:
电解质浓度,pH
电解对象:
,要把电解质溶液复原,加。
5)电解NaOH溶液:
阴极:
阳极
总方程式:
电解质浓度,pH
6)电解H2SO4溶液:
阴极:
阳极
总方程式:
电解质浓度,pH
7)电解Na2SO4溶液:
阴极:
阳极
总方程式:
电解质浓度,pH
规律:
1.电解液的PH变化:
根据电解产物判断。
口诀:
“有氢生成碱,有氧生成酸;都有浓度大,都无浓度小”。
(“浓度大”、“浓度小”是指溶质的浓度)
2.使电解后的溶液恢复原状的方法:
先让析出的产物(气体或沉淀)恰好完全反应,再将其化合物投入电解后的溶液中即可。
如:
①NaCl溶液:
通HCl气体(不能加盐酸);②AgNO3溶液:
加Ag2O固体(不能加AgOH);③CuCl2溶液:
加CuCl2固体;④KNO3溶液:
加H2O;⑤CuSO4溶液:
CuO(不能加Cu2O、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3)等。
4、电解原理的应用:
1、氯碱工业:
电解制、和。
电极反应方程式如上。
注意:
该电解池中阳极用电极(金属、惰性)。
2、电解精炼铜——用电解方法将粗铜中的杂质除去,获得精铜.
装置:
阳极---粗铜(含杂质:
Zn、Fe、Ni、Ag、Au)阴极----精铜(纯净物)
电解液-----CuSO4溶液
电极反应式:
阳极:
Cu-2e=Cu2+;Fe-2e=Fe2+,Ni-2e=Ni
比铜活泼的Zn、Fe、Ni先被氧化,以Zn2+、Fe2+、Ni2+形式进入溶液中。
不活泼金属Ag、Au落入“阳极泥”中
阴极:
Cu2++2e=Cu(活泼金属离子Fe2+、Ni2+不放电,留在溶液中,故可在阴极获得高纯度Cu)
3、电镀——用电解法在某金属(镀件)表面镀上一薄层其它金属(镀层金属)
电镀槽:
阳极——镀层金属电极反应:
M-ne=Mn+;阴极——镀件电极反应:
:
Mn++n=M;电解液:
含镀层金属阳离子的盐溶液。
思考:
若要在铁表面镀一层铜,请画出简要装置图,并写出阴阳两极电极反应:
三、金属的腐蚀与防护
练习
1.如图两个电解槽中,A.B.C.D均为石墨电极。
若电解过程中共有0.02mol电子通过,下列叙述中正确的是()
A.甲烧杯中A极上最多可析出铜1.28g
B.甲烧杯中B极上电极反应式4OH--4e-→2H2O+O2↑
C.乙烧杯中滴入酚酞试液,D极附近先变红
D.烧杯中C极上电极反应式为4H++4e-→2H2↑
2.2004年美国圣路易斯大学研制了一种新型的乙醇电池,它用磺酸类质子溶剂,在200oC左右时供电,乙醇电池比甲醇电池效率高出32倍且更安全。
电池总反应为:
C2H5OH+3O2==2CO2+3H2O,电池示意如右图,
下列说法不正确的是()
A.a极为电池的负极
B.电池工作时电流由b极沿导线经灯泡再到a极
C.电池正极的电极反应为:
4H++O2+4e—=2H2O
D.电池工作时,1mol乙醇被氧化时就有6mol电子转移
3.用Pt电极电解含有各0.1mol的Cu2-和X3+的溶液,阴极析出固体物质的质量m(g)与溶液中通过电子的物质的量n(mol)的关系见图示。
则离子的氧化能力由大到小排列正确的是:
()
A.Cu2+>X3+>H+B.Cu2+>H+>X3+C.X3+>H+>Cu2+D.H+>X3+>Cu2+
4.市场上经常见到的标记为Li-ion的电池。
它的负极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体),电解质为一种能传导Li+的高分子材料。
这种锂离子电池的电池反应式为:
Li+2Li0.35NiO2
2Li0.85NiO2,下列说法不正确的是( )
A.放电时,负极的电极反应式:
Li-e-=Li+ B.充电时,Li0.85NiO2既发生氧化反应又发生还原反应
C.该电池不能用水溶液作为电解质
D.放电过程中Li+向负极移动
5.用吸附了氢气的纳米碳管等材料制作的二次电池的原理如图所示。
下列说法正确的是
A.放电时,负极的电极反应为:
H2-2e-+2OH-=2H2O
B.充电时,阳极的电极反应为:
Ni(OH)2+OH--e-=NiO(OH)+H2O
C.放电时,OH-移向镍电极
D.放电时,溶液中的OH-物质的量浓度逐渐减小
6.镍镉(Ni—Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用.已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液,其充、放电按下式进行:
Cd+2NiOOH+2H2O
Cd(OH)2+2Ni(OH)2
有关该电池的说法正确的是
A.充电时阳极反应:
Ni(OH)2-e-+OH-===NiOOH+H2OB.充电过程是化学能转化为电能的过程
C.放电时负极附近溶液的碱性不变D.放电时电解质溶液中的OH-向正极移动
7.化学用语是学习化学的重要工具,下列用来表示物质变化的化学用语中不正确的是
A.氢氧燃料电池在碱性介质中的正极反应式:
O2+2H2O+4e一=4OH-
B.用铁棒作阳极、碳棒作阴极电解饱和氯化钠溶液的离子方程式为:
2C1-+2H2O
H2↑+Cl2↑+2OH-
C.粗铜精炼时,与电源负极相连的是纯铜,电极反应式为:
Cu2++2e-=Cu
D.钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式:
Fe一2e—=Fe2+
8.目前市场上主流手机所配的电池基本上都是锂离子电池。
它的负极材料是金属锂和碳的复合材料,组成为C6Li,其中碳作为金属锂的载体,电解质为一种能传导Li+的有机导体或高分子材料。
这种锂离子电池的电池反应式为:
下列说法不正确的是
A.放电时电池内部Li+向负极移动B.该电池不能选用水做溶剂的电解质
C.放电时,正极的电极反应式:
0.45Li++Li0。
55CoO2+0.45e-LiCoO2
D.充电时,外接电源的正极与电池上标注“+”的电极连接
9.爱迪生电池在充电和放电时发生的反应:
Fe+NiO2+2H2O
Fe(OH)2+Ni(OH)2,下列对该蓄电池推断错误的是:
①放电时,Fe参与负极反应,NiO2参与正极反应
②充电时,阴极上的电极反应式为:
Fe(OH)2+2e-=Fe+2OH-
③放电时,电解质溶液中的阴离子向正极方向移动
④放电时,负极上的电极反应式为:
Fe+2H2O-2e-=Fe(OH)2+2H+
⑤蓄电池的电极必须浸入某种碱性电解质溶液中
A.只有③B.③④C.④⑤D.①②⑤
10.高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定的放电电压。
该电池上有两个接线柱,一个接线柱旁标有“+”,另一个接线柱旁标有“—”。
高铁电池的总反应为:
3Zn+2K2FeO4+8H2O
3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH
下列叙述不正确的是()
A.放电时正极反应为:
+3e-+4H2O=Fe(OH)3+5OH-
B.充电时阴极反应为:
Zn(OH)2+2e-=Zn+2OH-
C.放电时每转移3mol电子,正极有1molK2FeO4被还原
D.标有“+”的接线柱充电时作阴极,放电时作正极
11.如图是一种可充电的锂离子电池充、放电的工作示意图。
放电时该电池的电极反应式为:
负极:
LixC6-xe-=C6+xLi+(LixC6表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料)
正极:
Li1-xMnO2+xLi++xe-=LiMnO2(LiMnO2表示含锂原子的MnO2)
下列有关说法正确的是:
()
A.该电池的反应式为Li1-xMnO2+LixC6
LiMnO2+C6
B.在整个充电或放电过程中都只存在一种形式的能量转化
C.K与N相接时,Li+由A极区迁移到B极区
D.K与M相接时,A是阳极,发生氧化反应
12.研究发现,可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质,利用下图所示装置获得金属钙,并以钙为还原剂,还原二氧化钛制备金属钛。
下列正确的是:
A.由TiO2制得1mol金属Ti,理论上外电路转移2NA电子
B.阳极的电极反应式为:
C+2O2--4e-==CO2↑
C.若用铅蓄电池作该装置的供电电源,“+”接线柱应连接Pb电极
D.在制备金属钛前后,整套装置中CaO的总量减少
13.如图所示装置,两玻璃管中盛有含酚酞的NaCl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),若断开S1,接通S2,电流表的指针发生偏转。
下列说法不正确的是
A.接通S1时,C(Ⅰ)的电极名称为阴极B.接通S1时,直流电源的右边为正极
C.接通S2时,C(Ⅰ)电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O
D.若将原来的电解质溶液换成含酚酞的MgCl2溶液,接通S1后现象相同
14.已知铅蓄电池的总反应为:
市场上一种手提应急灯,主要是“无液干粉”铅蓄电池,其原理是将浓硫酸灌注到硅胶凝胶中去,改善了电池的性能。
下列说法不正确的是
A.放电时,电子由Pb通过外电路转移到PbO2
B.充电时阴极反应:
PbSO4+2e−=Pb(s)+SO42−(aq)
C.充电时,电源的正极接铅蓄电池标“−”的一极
D.“无液干粉”铅蓄电池中的电解质溶液不易发生泄漏
15.被称为“软电池”的纸质电池,采用一个薄层纸片作为传导体,在其一边镀锌,而在其另一边镀二氧化锰。
在纸内的离子“流过”水和氧化锌组成的电解液。
总反应的化学方程式为:
Zn+2MnO2+H2O===Zn(OH)2+Mn2O3,下列说法错误的是
A.电池工作时,锌失去电子B.外电路中每通过0.2mol电子,锌的质量理论上减小6.5g
C.电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极
D.电池正极的电极反应式为:
2MnO2+H2O+2e-===Mn2O3+2OH-
16.某校活动小组为探究金属腐蚀的相关原理,设计了如下图a所示装置,图a的铁棒末段分别连上一块Zn片和Cu片,并静置于含有K3Fe(CN)6及酚酞的混合凝胶上。
一段时间后发现凝胶的某些区域(如下图b示)发生了变化,已知Fe2+可用K3Fe(CN)6来检验(呈蓝色)。
则下列说法不正确的是()
A.甲区发生的电极反应式:
Fe-2e-=Fe2+B.乙区产生Zn2+
C.丙区呈现红色D.丁区呈现蓝色
17.下列实验装置符合实验目的是()
目的
粗铜的精炼
验证NaCl溶液(含酚酞)的产物
在铁制品上镀铜
构成原电池
装置
选项
A
B
C
D
18.下列说法不正确的是()
A.
B.
C.
D.
通电一段时间后,搅拌均匀,溶液的pH增大
甲电极上的电极反应为:
2Cl--2e-=Cl2↑
Pt电极上的电极反应为:
O2+2H2O+4e-==4OH-
总反应的离子方程式为:
2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+
19.下列说法正确的是
A
B
C
D
通电一段时间后,搅拌均匀,溶液的pH不变
乙电极上的电极反应:
2H++2e-=H2↑
电解初期总反应:
Cu+2H+
Cu2++H2↑
盐桥中的K+移向KI溶液
20.如下图所示,将两烧杯中电极用导线相连,四个电极分别为Mg、Al、Pt、C。
当闭合开关S后,以下表述正确的是()
A.电流表指针不发生偏转B.Al、Pt两极有H2产生
C.甲池pH减小,乙池pH不变D.Mg、C两极生成的气体可以恰好完全反应
21.下图为阳离子交换膜法以石墨为电极电解饱和硫酸钠溶液的原理示意图。
已知Na2SO4溶液从A口进料,含少量NaOH的水从B口进料,据图分析,下列说法不正确的是
A.阳极的电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑
B.从E出口逸出的气体是H2
C.从D出口流出的是较浓的NaOH溶液
D.电路中转移4mol电子时,阳极区有1molH2SO4生成
22.(9分)某化学研究小组以铜为电极电解饱和食盐水,探究过程如下:
【实验1】:
如右下图装置,电源接通后,与电池负极相连的铜丝上有大量气泡产生;与电池正极相连的铜丝由粗变细。
电解开始30s内,阳极附近出现白色浑浊,然后开始出现橙黄色浑浊,此时测定溶液的pH约为10。
随着沉淀量的逐渐增加,橙黄色沉淀慢慢聚集在试管底部,溶液始终未出现蓝色。
【实验2】:
将实验1中试管底部的橙黄色沉淀取出,分装在两
支小试管中,以后的操作和现象如下:
序号
操作
现象
①
滴入稀硝酸溶液
沉淀溶解,有无色气泡产生,最终得到蓝色溶液。
②
滴入稀硫酸溶液
橙黄色沉淀转变为紫红色不溶物,溶液呈现蓝色
阅读资料:
常见铜的化合物颜色如下:
物质
颜色
物质
颜色
氯化铜
固体呈棕色,浓溶液呈绿色,稀溶液呈蓝色
氢氧化亚铜
(不稳定)
橙黄色
碱式氯化铜
绿色
氢氧化铜
蓝色
氧化亚铜
砖红色或橙黄色
氯化亚铜
白色
请回答下列问题:
(1)铜的常见正化合价为________、_______,最终试管底部橙黄色沉淀的化学式_______________。
(2)电解开始30s内,阴极上发生的反应为:
、阳极上发生的反应为:
。
(3)写出实验2中①、②的离子方程式:
①_______________;②___________________。
23.用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液,实验装置如图①。
电解过程中的实验数据如图②,横坐标表示电解过程中转移电子的物质的量,纵坐标表示电解过程中产生气体的总体积(标准状况)。
则下列说法正确的是
A.电解过程中,b电极表面先有红色物质析出,后有气泡产生
B.a电极上发生的反应方程式为:
2H++2e-=H2↑和4OH--4e-=2H2O+O2↑
C.曲线0~P段表示H2和O2混合气体的体积变化,曲线P~Q段表示O2的体积变化
D.从P到Q点时收集到的混合气体的平均摩尔质量为12g·mol-1
24.为研究金属腐蚀的条件和速率,某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在如下图所示的三个装置中,再放置于玻璃钟罩里保存相同的一段时间,下列对实验结束时现象的描述不正确的是
A装置a的左侧液面一定会下降B.左侧液面装置a比装置b的低
C.装置b中的铁钉腐蚀最严重D.装置C中的铁钉几乎没被腐蚀
25.氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如图所示,下列有关说法你认为不正确的是()
A.溶液A的溶质是氢氧化钠
B.电解饱和食盐水的总反应的离子方程式是
C.电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2~3,目的是减少氯气的溶解,利于氯气的逸出
D.该电解池的左边的电极是阴极,冇边的电极是阳极
26.铅蓄电池是一种二次电池,在现代生活中有广泛的应用。
其电极材料是Pb和PbO2,
电解质溶液为30%H2SO4溶液。
下列说法正确的是
A.电池充电时,电池负极和电源的负极相连接B.电池充电时,阴极反应为:
Pb-2e-+SO42-=PbSO4
C.电池放电时,电池负极周围溶液c(H+)不断增大D.电池放电时,每消耗1molPb,共生成1molPbSO4
27.某化学兴趣小组在家中进行化学实验,按照图甲连接好线路发现灯泡不亮,按照图乙连接好线路发现灯泡亮。
由此得出的结论正确的是
A.NaCl是非电解质B.NaCl溶液是电解质
C.NaCl是弱电解质D.NaCl在水溶液中电离出了可以自由移动的离子
28.根据右图,可判断出下列离子方程式中错误的是()
A.2Ag(s)+Cd2+(aq)=2Ag+(aq)+Cd(s)
B.Cd(s)+Co2+(aq)=Cd2+(aq)+Co(s)
C.2Ag+(aq)+Cd(s)=2Ag(s)+Cd(aq)
D.2Ag+(aq)+Co(s)=2Ag(s)+Co(aq)
29.关于铜锌原电池和电解CuCl2溶液的装置(如右图),下列说法正确的是
A.锌是负极,铜片上有气泡产生,电流从锌片经导线流向铜片
B.铜片质量逐渐减少,氢离子在铜片表面被还原
C.d为阳极,电极反应为:
2Cl—-2e—=Cl2↑
D.电解过程中,d电极质量增加
30.镁电池毒性低、污染小,电压高而平稳,它逐渐成为人们研制绿色电池的关注焦点。
其中一种镁电池的反应原理为:
。
下列说法不正确的是
A.放电时,Mo3S4发生氧化反应B.放电时,正极反应式:
Mo3S4+2xe-→Mo3S42x-
C.充电时,Mg2+向阴极迁移D.充电时,阴极反应式:
xMg2++2xe-→xMg
31.用铜片、银片设计成如图所示的原电池。
以下有关该原电池的叙述正确的是()
A.电子通过盐桥从乙池流向甲池
B.铜导线替换盐桥,原电池仍继续工作
C.开始时,银片上发生的反应是:
Ag—eAg+
D.将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池总反应相同
32.(14分)某课外小组分别用下图所示装置对原电池和电解原理进行实验探究。
请回答:
I.用图1所示装置进行第一组实验。
(1)在保证电极反应不变的情况下,不能替代Cu做电极的是(填字母序号)。
A.铝B.石墨C.银D.铂
(2)N极发生反应的电极反应式为。
(3)实验过程中,SO42-(填“从左向右”、“从右向左”或“不”)移动;滤纸上能观察到的现象有。
II.用图2所示装置进行第二组实验。
实验过程中,两极均有气体产生,Y极区溶液逐渐变成紫红色;停止实验,铁电极明显变细,电解液仍然澄清。
查阅资料发现,高铁酸根(FeO42-)在溶液中呈紫红色。
(4)电解过程中,X极区溶液的pH(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(5)电解过程中,Y极发生的电极反应为Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O和
4OH--4e-=2H2O+O2↑,若在X极收集到672mL气体,在Y极收集到168mL气体(均已折算为标准状况时气体体积),则Y电极(铁电极)质量减少g。
(6)在碱性锌电池中,用高铁酸钾作为正极材料,电池反应为:
2K2FeO4+3Zn=Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2
该电池正极发生的反应的电极反应式为。
33.(19分)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c;A、B是两块电极板,通过导线与直流电源相连。
请回答以下问题:
(1)若A、B都是惰性电极,c是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在U形管两边各滴入几滴酚酞试液,则:
①B是极(填“阴”或“阳”)B极逸出(填:
黄绿或无色)气体,同时B极附近溶液呈色。
②电解池中A极上的电极反应式为。
B极上的电极反应式为。
(2)如要进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼,电解液c选用CuSO4溶液,则:
①A电极的材料是,电极反应式是 。
②B电极的材料是,电极反应式是。
(说明:
杂质发生的电极反应不必写出)
③下列说法正确的是________。
a.电能全部转化为化学能b.在电解精炼过程中,电解液中伴随有Al3+、Zn2+产生
c.溶液中Cu2+向阳极移动d.利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
(3)用惰性电极电解CuSO4溶液。
若阴极析出Cu的质量为12.8g,则阳极上产生的气体在标准状况下的体积为L。
(4)利用反应2Cu+O2+2H2SO4===2CuSO4+2H2O可制备CuSO4,若将该反应设计为电解池,其电解质溶液需用 ,阳极材料是用 ,阴极电极反应式为 。
34.(8分)工业上采用的一种污水处理方法是:
保持污水的pH在5.0-6.0之间,通过电解生成Fe(OH)3沉淀。
Fe(OH)3有吸附性,可吸附污物而沉积下来,具有净化水的作用。
某科研小组用此法处理污水,设计装置示意图,如图所示。
⑴实验时若污水中离子浓度较小,导电能力较差,无法使悬浮物形成浮渣。
此时,应