1、高考资源网（） 您身边的高考专家第二单元 化学能与电能的转化 第1课时原电池的工作原理目标要求1.理解原电池的工作原理，能够写出电极反应式和电池反应方程式。2.了解半反应、盐桥、内电路、外电路等概念。3.会判断原电池的正、负极，能够利用氧化还原反应设计简单的原电池。一、原电池1原电池定义：将化学能转变为电能的装置。2实质：将氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移动。即将化学能转化成电能。3简单原电池的构成条件：活泼性不同的两个电极，电解质溶液，形成闭合回路，能自发进行的氧化还原反应。二、原电池的工作原理工作原理：利用氧化还原反应在不同区域内进行，以适当方式连接起来，获得电流。以铜锌原电池为例：
2、1在ZnSO4溶液中，锌片逐渐溶解，即Zn被氧化，锌原子失电子，形成Zn2进入溶液，从锌片上释放的电子，经过导线流向铜片；CuSO4溶液中，Cu2从铜片上得电子，还原成为金属铜并沉积在铜片上。锌为负极，发生氧化反应，电极反应式为Zn2e=Zn2；铜为正极，发生还原反应，电极反应式为Cu22e=Cu。总反应式为ZnCu2=Zn2Cu，反应是自发进行的。2闭合回路的构成：外电路：电子从负极到正极，电流从正极到负极，内电路：溶液中的阴离子移向ZnSO4溶液，阳离子移向CuSO4溶液。3盐桥盐桥中通常装有含琼胶的KCl饱和溶液。当其存在时，随着反应的进行，Zn棒中的Zn原子失去电子成为Zn2进入溶液中
3、，使ZnSO4溶液中Zn2过多，带正电荷。Cu2获得电子沉积为Cu，溶液中Cu2过少，SO过多，溶液带负电荷。当溶液不能保持电中性时，将阻止放电作用的继续进行。盐桥的存在就避免了这种情况的发生，其中Cl向ZnSO4溶液迁移，K向CuSO4溶液迁移，分别中和过剩的电荷，使溶液保持电中性，反应可以继续进行。知识点一原电池1下列装置中能构成原电池产生电流的是()答案B解析A、D项中电极与电解质溶液之间不发生反应，不能构成原电池；B项符合原电池的构成条件，两电极发生的反应分别是Zn2e=Zn2，2H2e=H2；C项中酒精不是电解质，故不能构成原电池。2在图中的8个装置中，属于原电池的是()A B C
4、D答案D知识点二原电池的原理3用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂KNO3的U型管)构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是()在外电路中，电流由铜电极流向银电极正极反应为Age=Ag实验过程中取出盐桥，原电池仍能继续工作将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同A B C D答案C解析该原电池中Cu作负极，Ag作正极，负极反应式为Cu2e=Cu2，正极反应式为Age=Ag，因此对；在外电路中，电子由Cu电极流向Ag电极，而电流方向与电子流向相反，所以错；没有盐桥，原电池不能继续工作，所以错；无论是否为原电池，反应实质相同，均为氧化还原
5、反应，所以对。4下图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡片上记录如下：在卡片上，描述合理的是()NO.28Date：2009.11.8实验后的记录：Zn为正极，Cu为负极。H向负极移动。电子流动方向ZnCu。Cu极上有H2产生。若有1 mol电子流过导线，则产生H2为0.5 mol。正极的电子反应式为：ZnZn2e。A B C D答案B解析本题考查了锌、铜和稀H2SO4构成的原电池的基本工作原理。Zn比Cu活泼，Zn为负极，电极反应为：Zn2e=Zn2，Cu为正极，电极反应为2H2e=H2，每转移1 mol电子，产生H2 0.5 mol，电子由Zn流出，经导线流向铜片，
6、溶液中H向正极移动，SO向负极移动，故选B。5把A、B、C、D四块金属泡在稀H2SO4中，用导线两两相连可以组成各种原电池。A、B相连时，A为负极；C、D相连时，D上有气泡逸出；A、C相连时，A极减轻；B、D相连时，B为正极。则四种金属的活动性顺序由大到小排列为()AABCD BACBD CACDB DBDCA答案C解析金属组成原电池，相对活泼的金属失去电子作负极，相对不活泼的金属作正极。负极被氧化，质量减轻，正极发生还原反应，有物质析出，由题意得活动性AB、AC、CD、DB，故正确答案为C。知识点三原电池的应用6已知电极材料：铁、铜、银、石墨、锌、铝；电解质溶液：CuCl2溶液、Fe2(SO
7、4)3溶液、硫酸。按要求回答下列问题：(1)电工操作上规定：不能把铜导线和铝导线连接在一起使用。请说明原因_。(2)若电极材料选铜和石墨，电解质溶液选硫酸铁溶液，外加导线，能否构成原电池？_。若能，请写出电极反应式，负极：_，正极：_。(若不能，后两空不填)(3)设计一种以铁和稀硫酸反应为原理的原电池，要求画出装置图(需标明电极材料及电池的正、负极)。答案(1)二者连接在一起时，接头处在潮湿的空气中形成原电池而被腐蚀(2)能Cu2e=Cu22Fe32e=2Fe2(3)解析(1)当Cu、Al导线连接时，接触到潮湿的空气就易形成原电池而被腐蚀。(2)因为FeCl3能与Cu发生反应：2FeCl3Cu
8、=2FeCl2CuCl2，因此根据给出的条件可以设计成原电池，其负极为Cu，反应为Cu2e=Cu2，正极为石墨，电极反应式为2Fe32e=2Fe2。(3)因为总反应式为FeH2SO4=FeSO4H2，所以负极为Fe，正极可为Cu、Ag或石墨，电解质为稀硫酸，即可画出装置图。7利用反应Fe3Zn=Fe2Zn2设计一个带盐桥的原电池，并在下面方框内画出实验装置图，并指出正极为_，电极反应式为_。负极为_，电极反应式为_。此装置中盐桥的作用为_。答案Pt2Fe32e=2Fe2ZnZn2e=Zn2使两个半电池连成一个通路；使两溶液保持电中性解析根据反应Zn2Fe3=Zn22Fe2知该反应中的氧化反应为
9、Zn2e=Zn2，故应采用Zn片作负极，还原反应为2Fe32e=2Fe2，故应选择比Zn不活泼的金属或非金属石墨等作正极，根据应选择与电极材料相同的阳离子的电解质溶液作电解液，故负极区应选含Zn2的盐溶液如ZnSO4溶液，正极区选含Fe3的溶液作电解液如FeCl3、Fe2(SO4)3溶液等。练基础落实1在理论上不能用于设计原电池的化学反应是()AH2SO4(aq)BaCl2(aq)=2HCl(aq)BaSO4(s)H0B2CH3OH(l)3O2(g)2CO2(g)4H2O(l)H0C4Fe(OH)2(s)2H2O(l)O2(g)=4Fe(OH)3(s)H0D3Cu(s)8HNO3(aq)=3C
10、u(NO3)2(aq)2NO(g)4H2O(l)Hc(H)，滴加石蕊溶液，a电极附近呈蓝色，同理b电极附近呈红色。知识点三电解规律应用6用惰性电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种纯净物(方括号内的物质)，能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是()AAgNO3AgNO3 BNaOHH2OCKClKCl DCuSO4Cu(OH)2答案B解析A项：4AgNO32H2O4AgO24HNO3脱离反应体系的物质是4AgO2，相当于2Ag2O，所以应当加入适量Ag2O才能复原。(加入AgNO3，会使NO的量增加)；B项：2H2O2H2O2脱离反应体系的是2H2O2，相当于2H2O，加入适量水可以复原。C
11、项：2KCl2H2O2KOHH2Cl2脱离反应体系的是H2Cl2，相当于2HCl，应通入适量HCl气体才能复原。(加入盐酸时，同时也增加了水)D项：2CuSO42H2O2H2SO42CuO2脱离反应体系的是2CuO2，相当于2CuO，加入适量CuO可以复原。7用铂作电极电解某种溶液，通电一段时间后，溶液的pH变小，并且在阳极得到0.56 L气体，阴极得到1.12 L气体(两种气体均在相同条件下测定)。由此可知溶液可能是()A稀盐酸 BKNO3溶液 CCuSO4溶液 D稀硫酸答案D解析阳极与阴极产生的气体体积比为，相当于电解水，pH变小说明电解了含氧酸。练基础落实1如图中x、y分别是直流电源的两
12、极，通电后发现，a极板质量增加，b极板处有无色无味气体放出，符合这一情况的是()a极板b极板x电极z溶液A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨负极NaOHC银铁正极AgNO3D铜石墨负极CuCl2答案A2在水中加等物质的量的Ag、Pb2、Na、SO、NO、Cl，该溶液放在用惰性电极作电极的电解槽中，通电片刻，则氧化产物与还原产物质量比为()A35.5108 B16207 C81 D10835.5答案C解析溶液中的六种离子，有四种发生反应生成沉淀，AgCl=AgCl、Pb2SO=PbSO4，最后溶液就成了NaNO3溶液；而电解NaNO3溶液，实质上就是电解水，电解方程式为2H2O2H2O2。氧化产物和
13、还原产物的质量之比为m(O2)m(H2)(1 mol32 gmol1)(2 mol2 gmol1)81，即C项正确。3在100 mL H2SO4和CuSO4的混合液中，用石墨作电极电解，两极上均收集到2.24 L气体(标准状况下)，则原混合液中，Cu2的物质的量浓度为()A1 molL1 B2 molL1 C3 molL1 D4 molL1答案A解析两极均收集到气体时，阴极是Cu2放电后，H又放电生成氢气；阳极是OH放电生成氧气。n(H2)n(O2)2.24 L/22.4 Lmol10.1 mol，由电子守恒得n(Cu2)2n(H2)2n(O2)4，即：c(Cu2)0.1 L20.1 mol2
14、0.1 mol4，解得：c(Cu2)1 molL1，本题考查在阳离子阴极的放电顺序，Cu2H。4用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH。则电解过程中转移的电子的物质的量为()A0.1 mol B0.2 mol C0.3 mol D0.4 mol答案D解析由电解CuSO4溶液的反应的化学方程式2CuSO42H2O2CuO22H2SO4知，电解过程中只析出Cu和放出O2，故电解后加入CuO就可以复原。但本题提示加入0.1 mol Cu(OH)2可以复原，说明电解过程中不仅有CuSO4被电解，还有H2O被电解
15、。0.1 mol Cu(OH)2相当于0.1 mol CuO和0.1 mol H2O，由电子守恒0.1 mol CuO0.1 mol Cu0.2 mol e，0.1 mol H2O0.1 mol H20.2 mol e，共计0.4 mol e。练方法技巧5在25 时，将铜电极插入一定量的饱和硫酸钠溶液中进行电解，通电一段时间后，阴极逸出a mol气体，同时有b g Na2SO410H2O晶体析出。若温度不变，剩余溶液中溶质的质量分数是()A.100% B.100%C.100% D.100%答案C解析用铜作电极时，阳极上铜失去电子被氧化，电极反应为Cu2e=Cu2；阴极上生成H2，电极反应为2H
16、2e=H2，阴极区产生的OH与阳极区产生的Cu2结合生成Cu(OH)2沉淀。总反应为Cu2H2OCu(OH)2H2，即阴极每生成a mol H2，就有2a mol水被电解，发生电解的水与析出的Na2SO410H2O晶体可以组成该温度下的饱和溶液。该饱和溶液的质量为b g2a mol18 gmol1(b36a) g，溶质的质量为b g。故w(Na2SO4)100%100%。6铅蓄电池的工作原理为PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。研读下图，下列判断不正确的是()AK闭合时，d电极反应式：PbSO42H2O2e=PbO24HSOB当电路中转移0.2 mol电子时，中消耗的H2SO4为0
17、.2 molCK闭合时，中SO向c电极迁移DK闭合一段时间后，可单独作为原电池，d电极为正极答案C解析当K闭合时，装置中的电极为Pb和PbO2，应为原电池，b极(Pb)作负极，a极(PbO2)作正极；中的电极均为PbSO4，应为电解池，c极为阴极，d极为阳极。A项：K闭合时，d极发生氧化反应：PbSO42H2O2e=PbO24HSO，正确；B项：电路中转移0.2 mol电子时，中消耗0.2 mol H2SO4和0.1 mol Pb，正确；C项：中SO向阳极(d极)迁移，错误；D项：K闭合一段时间后，c极表面生成Pb，d极表面生成PbO2，装置可单独作为原电池，d电极为正极，正确。7在25 时，
18、用石墨电极电解2.0 L 0.5 molL1 CuSO4溶液。5 min后，在一个石墨电极上有6.4 g Cu生成。试回答下列问题：(1)发生氧化反应的是_极，电极反应式为_。(2)若电解后溶液的体积不变，则电解后溶液的pH为_。(3)若将溶液恢复到与电解前一样，则需加入_ mol的_。(4)若用等质量的两块铜片代替石墨作电极，电解后两铜片的质量相差_g，电解液的pH_。(填“变小”、“变大”或“不变”)答案(1)阳4OH4e=2H2OO2(2)1(2)0.1CuO(4)12.8不变解析(1)n(CuSO4)2.0 L0.5 molL11.0 mol，而在阴极析出的Cu为0.1 mol，故Cu
19、SO4未完全电解，阳极发生氧化反应，电极反应为4OH4e=2H2OO2。(2)总反应为2CuSO42H2O2CuO22H2SO42 22 1201 mol0.1 mol 0.1 mol0.05 mol0.1 mol所以电解后c(H)0.1 molL1，故pHlg 0.11。(3)电解后生成的0.1 mol Cu和0.05 mol O2脱离该体系，即相当于0.1 mol CuO，因此若将溶液复原，则应加入0.1 mol CuO。(4)此时成为电镀池，阳极：Cu2e=Cu2，阴极：Cu22e=Cu，因此若阴极上析出6.4 g铜，则阳极溶解6.4 g铜，电解后两铜片质量差为6.4 g6.4 g12.
20、8 g，而电解液的pH不变。练综合拓展8在50 mL 0.2 molL1 CuSO4溶液中插入两个电极，通电电解(不考虑水分蒸发)。则：(1)若两极均为铜片，试说明电解过程中CuSO4溶液的浓度_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(2)若阳极为纯锌，阴极为铜片，阳极反应式是_。(3)若阳极为纯锌，阴极为铜片，如不考虑H在阴极上放电，当电路中有0.04 mol e通过时，阴极增重_g，阴极上的电极反应式是_。答案(1)不变(2)Zn2e=Zn2(3)1.28Cu22e=Cu解析(1)两极均为铜片，电解液为CuSO4溶液，这是一个电镀装置，电解过程中电解质溶液的浓度不变。(2)阳极为纯锌，为活泼
21、金属，通电电解时，锌发生氧化反应：Zn2e=Zn2。(3)若阳极为纯锌，阴极为铜片，不考虑H在阴极上放电，则阴极反应为Cu2得电子的还原反应：Cu22e=Cu。当电路中有0.04 mol电子通过时，有0.04 mol/264 gmol11.28 g铜析出。第4课时电解原理的应用目标要求1.了解氯碱工业、电镀、精炼铜的原理。2.掌握电解原理及其应用。电解原理的应用1氯碱工业：电解饱和食盐水，制取烧碱、氯气和氢气。电极的反应式(并注明反应类型)阳极：2Cl2e=Cl2(氧化反应)；阴极：2H2e=H2(还原反应)。总反应式：2NaCl2H2O2NaOHCl2H2。其中阴极反应中的H是由水电离产生的
22、。2电镀(1)电镀是应用电解的原理在金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法。(2)电镀在电镀过程中，电镀液的浓度不变。3电解精炼(如电解精炼铜，杂质为铁、锌、金、银)(1)粗铜作阳极，电极反应Cu2e=Cu2；精铜作阴极，电极反应Cu22e=Cu；电解质溶液CuSO4溶液。(2) 活泼性较强的铁、锌以离子形式进入溶液，活泼性较差的金、银形成阳极泥。4电冶金制取金属Na、Ca、Mg、Al等活泼金属，很难用还原剂从它们的化合物中还原得到单质，因此必须通过电解熔融的化合物的方法得到。如电解熔融的氯化钠可以得到金属钠：阴极：2Na2e=2Na，阳极：2Cl2e=Cl2，总反应式：2NaCl(熔融)2N
23、aCl2。知识点一氯碱工业1.某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图所示的装置，以下对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是() Aa为正极，b为负极；NaClO和NaClBa为负极，b为正极；NaClO和NaClCa为阳极，b为阴极；HClO和NaClDa为阴极，b为阳极；HClO和NaCl答案B解析电解饱和食盐水的方程式为2NaCl2H2O电解,2NaOHH2Cl2，NaOH在阴极区生成，Cl2在阳极区生成。按照该学生制作的竖直的家用环保型消毒装置，若将阳极置于上方，则氯气一生成即逸出，
24、不能完全与NaOH反应。显然，应将阳极置于下方，阴极置于上方，下方阳极生成的氯气通过溶液时即可很好地被阴极生成的NaOH吸收。反应为Cl22NaOH=NaClNaClOH2O。还应注意的是图中电极a、b是电源的电极而非电解池的电极。与电解装置上方阴极相连的a为电源的负极，则b为正极。2.如图所示是用石墨和铁作电极电解饱和食盐水的装置，请填空： (1)X的电极名称是_极，发生的电极反应式为_，Y极的电极材料是_，检验X极产物的方法是_。(2)某同学在实验时误将两种电极材料接反，导致X极上未收集到预期产物，一段时间后又将两极的连接方式纠正过来，发现X极附近出现了白色沉淀，此沉淀是_(填化学式)，其
25、形成原因是_，该沉淀在空气中放置，现象是_。(3)工业上电解饱和食盐水的方法之一是将两个电极室用离子交换膜隔开(如图所示)，其目的是_，阳极室(A处)加入_，阴极室(B处)加入_，离子交换膜只许_离子通过。答案(1)阳2Cl2e=Cl2Fe用湿润的淀粉碘化钾试纸放在X极附近，若试纸变蓝，说明生成了Cl2(2)Fe(OH)2铁作阳极时被氧化为Fe2，纠正错误后，这一端又变为阴极，2H2e=H2，生成的OH与Fe2结合成Fe(OH)2先变灰绿色，后变红褐色(3)防止H2与Cl2混合发生爆炸，防止Cl2与NaOH反应生成NaClO，使NaOH不纯饱和食盐水纯水(或NaOH稀溶液)Na解析与电源正极相
26、接的为电解池的阳极，与电源负极相接的为电解池的阴极，若接反则金属Fe失去电子而产生Fe(OH)2沉淀。知识点二电镀池与精炼铜3在铁制品上镀上一层锌层，以下电镀方案中合理的是()A锌作阳极，铁制品作阴极，溶液中含Fe2B锌作阴极，铁制品作阳极，溶液中含Zn2C锌作阴极，铁制品作阳极，溶液中含Fe3D锌作阳极，铁制品作阴极，溶液中含Zn2答案D解析要在铁制品上镀锌，应该用锌作阳极，铁制品作阴极，含有Zn2的溶液作电镀液，所以D项正确。4金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是(已知：氧化性Fe2Ni2Cu2)()A阳极发生还原反应，
27、其电极反应式：Ni22e=NiB电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2和Zn2D电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt答案D解析此题考查的是电解的基本原理。在电解池中，阳极失去电子，化合价升高，发生氧化反应，而阴极得到电子，化合价降低，发生还原反应。题目中已经告诉氧化性：Fe2Ni2FeNiCuPt(惰性金属不放电)，阴极的放电顺序为：Zn2Fe2Ni2阴极质量的增加。C：溶液中除了Fe2和Zn2还有Ni2、H等。5火法炼铜得到的粗铜中含多种杂质(如锌、金和银等)，其性能远不能达到电气工业的要求，工业上常使用电解精炼法将粗铜提纯。在电解精炼
28、时()A粗铜接电源负极B纯铜作阳极C杂质都将以单质形式沉积到池底D纯铜片增重2.56 g，电路中通过电子为0.08 mol答案D解析电解精炼铜时，用粗铜作阳极，用精铜作阴极，所以A、B不正确；锌比铜活泼，失电子变成锌离子进入溶液中，金、银不活泼，以单质形式沉淀到池底，C不正确；n(e)20.08 mol，D正确。知识点三电化学计算6有三个烧杯，分别盛有氯化铜、氯化钾和硝酸银三种溶液，均以Pt作电极，将它们串联在一起电解一定时间，测得电极增重总和2.8 g，这时产生的有色气体与无色气体的物质的量之比为()A41 B11 C43 D34答案C解析串联电路中，相同时间内各电极得或失的电子的物质的量相
29、同，各电极上放出气体的物质的量之比为定值。不必注意电极增重是多少，只要判断出生成何种气体及生成该气体一定物质的量所得失电子的物质的量，就可以通过得失电子守恒，判断气体体积之比，第一个烧杯中放出Cl2，第二个烧杯中放出Cl2和H2，第三个烧杯中放出O2。在有1 mol电子转移时，生成的气体的物质的量分别是0.5 mol、0.5 mol、0.5 mol和0.25 mol。所以共放出有色气体(Cl2)0.5 mol0.5 mol1 mol，无色气体(O2和H2)0.5 mol0.25 mol0.75 mol。7将含有0.4 mol Cu(NO3)2和0.4 mol KCl的水溶液1 L，用惰性电极电
30、解一段时间后，在一电极上析出19.2 g Cu；此时，在另一电极上放出气体的体积在标准状况下为(不考虑产生的气体在水中的溶解)()A3.36 L B5.6 L C6.72 L D13.44 L答案B解析根据电解原理，阴、阳两极发生的电极反应为阴极：Cu22e=Cu，阳极：2Cl2e=Cl2。由题意知，在阴极上析出Cu：0.3 mol，则转移电子0.6 mol，根据电子得失守恒分析，阳极上除Cl放电外，OH也会放电产生O2，即4OH4e=2H2OO2，经计算可知得到Cl2 0.2 mol，得到O2 0.05 mol，故阳极放出气体的体积为 (0.2 mol0.05 mol)22.4 Lmol15
31、.6 L。练基础落实1关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是()A电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠B若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色C若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色D电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性答案B解析电解食盐水时发生的反应：阳极：2Cl2e=Cl2阴极：2H2O2e=H22OH总反应：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2对照分析选项，A错误；阳极附近的溶液中会溶有少量的Cl2，滴加KI溶液后发生反应：Cl22I=I22Cl，溶液呈棕色，B正确；阴极附近产生大量的OH，滴加酚酞后变红色，C错误；电解后生成NaOH，溶液呈碱
32、性，D错误。2下列关于电解法精炼粗铜的叙述中不正确的是()A粗铜板作阳极B电解时，阳极发生氧化反应，而阴极发生的反应为 Cu22e=CuC粗铜中所含Ni、Fe、Au、Ag等金属杂质，电解后以单质形式沉积槽底，形成阳极泥D电解铜的纯度可达99.95%99.98%答案C3用惰性电极电解M(NO3)x的水溶液，当阴极上增重a g时，在阳极上同时产生b L氧气(标准状况)，从而可知M的相对原子质量为()A. B. C. D.答案C解析根据得失电子守恒列出物质间的对应关系，设M的相对原子质量为Mr。MxxeO2Mr g22.4 La gb L解得Mr。4依据下图判断，下列叙述正确的是()A是原电池，是电
33、镀装置B、装置中锌极上均发生氧化反应C、装置中，铜极均发生氧化反应而溶解D、装置中Cu2浓度基本不变答案A解析仔细观察三个装置，为原电池，电极反应式为负极(Zn)：Zn2e=Zn2，正极(Cu)：Cu22e=Cu，为电镀池，电极反应式为阳极(Cu)：Cu2e=Cu2，阴极(Zn)：Cu22e=Cu，为电解池，电极反应式为阳极(Zn)：Zn2e=Zn2，阴极Cu：Cu22e=Cu。练方法技巧5电解CuSO4溶液时，若要达到以下三点要求：阳极质量减少；阳极质量增加；电解液中c(Cu2)不变，则可选用的电极是()A含Zn、Ag的铜合金作阳极，纯铜作阴极B纯铜作阳极，含Zn、Ag的铜合金作阴极C用纯铁
34、作阳极，用纯铜作阴极D用石墨作阳极，用惰性电极(Pt)作阴极答案B解析根据，须选择非惰性电极(除石墨、金、铂外的电极)作阳极；根据，须选择纯铜为阳极，含有Cu2的盐(如硫酸铜溶液)作电解液。至于阴极材料则选择的余地较大，如B选项中用含Zn、Ag的铜合金作阴极，当然也可用纯铜、石墨、铂等作阴极。6.请按要求回答下列问题。 (1)根据图1回答：打开K2，合并K1。A电极可观察到的现象是_；B极的电极反应式为_。打开K1，合并K2。A电极可观察到的现象是_；B电极的电极反应式为_；(2)根据图2回答：将较纯净的CuSO4溶液放入如图所示的装置中进行电解，石墨电极上的电极反应式为_，电解反应的离子方程
35、式为_；实验完成后，铜电极增重a g，石墨电极产生标准状况下的气体体积为_L。答案(1)锌不断溶解Cu22e=CuA镀上一层红色的铜Cu2e=Cu2(2)4OH4e=2H2OO22Cu22H2O2CuO24H解析(1)此时为原电池，锌为负极，不断溶解，B极为正极，反应为Cu22e=Cu。此时为电解池，A极为阴极，反应为Cu22e=Cu，故A极上镀上一层红色的铜，B极为阳极，反应为Cu2e=Cu2。(2)此时为惰性电极电解CuSO4，石墨极上的反应为4OH4e=2H2OO2，总反应的离子方程式为2Cu22H2O2CuO24H，V(O2)22.4 L L。7如图所示，若电解5 min时，测得铜电极
36、的质量增加2.16 g。试回答：(1)电源中X极是_(填“正”或“负”)极。(2)通电5 min时，B中共收集到224 mL(标准状况)气体，溶液体积为200 mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计)，则通电前c(CuSO4)_。(3)若A中KCl溶液的体积也是200 mL，电解后溶液中仍有Cl，则电解后溶液的pH_。答案(1)负(2)0.025 molL1(3)13解析要注意电解的阶段性。如含Cl的溶液中Cl电解完后继续通电会使OH放电，Cu2在阴极上被电解完全后H又会放电等。电极反应式和总反应方程式、电解产物物质的量与得失电子数之间的关系式是电化学计算的主要依据。(1)铜极增重，说明银在铜极
37、析出，则铜极为阴极，X为负极。(2)C中铜极增重2.16 g，即析出0.02 mol Ag，线路中通过0.02 mol电子。由4eO2，可知B中产生的O2只有0.005 mol，即112 mL。但B中共收集到224 mL气体，说明还有112 mL是H2，即Cu2全部在阴极放电后，H接着放电产生了112 mL H2，则通过0.01 mol电子时，Cu2已被电解完。由2eCu，可知n(Cu2)0.005 mol，则：c(CuSO4)0.005 mol0.2 L0.025 molL1。(3)由4e4OH知，A中生成0.02 mol OH，则：c(OH)0.1 molL1，pH13。练综合拓展8电解原
38、理在化学工业中有着广泛的应用。如图所示表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。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，则电解池中X极上的电极反应式为_。在X极附近观察到的现象是_。Y极上的电极反应式为_，检验该电极反应产物的方法是_。(2)如果用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则X电极的材料是_，电极反应式为_。Y电极的材料是_，电极反应式为_(说明：杂质发生的电极反应不必写出)。答案(1)2H2e=H2有气泡冒出，溶液变红2Cl2e=Cl2把湿润的淀粉碘化钾试纸放在Y电极附近，
39、试纸变蓝(2)纯铜Cu22e=Cu粗铜Cu2e=Cu2解析(1)与电源负极相连的为阴极，因此，X极为阴极，2H2e=H2，反应过程中消耗了水电离出来的H，溶液呈碱性，加入酚酞试液变成红色；Y极为阳极，2Cl2e=Cl2，产生的Cl2能使湿润的淀粉KI试纸变蓝。(2)电解精炼粗铜时，用含杂质的Cu作为阳极，纯Cu为阴极。反应过程中阳极上的Cu失去电子，成为离子进入溶液，在阴极Cu2得电子。9.如图，X和Y均为石墨电极。 (1)若电解液为滴有酚酞的饱和食盐水，电解反应的离子方程式为_；电解过程中_极(填“阴”或“阳”)附近会出现红色。(2)若电解液为500 mL含A溶质的某蓝色溶液，电解一段时间后
40、，观察到X电极表面有红色的固态物质生成，Y电极有无色气体生成；溶液中原有溶质完全电解后，停止电解，取出X电极，洗涤、干燥、称量，电极增重1.6 g。电解后溶液的pH为_；要使电解后溶液恢复到电解前的状态，需加入一定量的_(填加入物质的化学式)。(假设电解前后溶液的体积不变)Y电极产生气体的体积为_L。请你推测原溶液中所含的酸根离子可能是_；并设计实验验证你的推测，写出实验的操作步骤、现象和结论：_。答案(1)2Cl2H2O2OHCl2H2阴(2)1CuO或CuCO3(仅答1种即可)0.28硫酸根离子取少量待测液于试管中，滴加盐酸无明显现象，继续加入氯化钡溶液，若有白色沉淀产生，则证明是硫酸根离
41、子(或：硝酸根离子取少量待测液于试管中，加热浓缩后滴加浓硫酸和铜粉，若有红棕色气体产生，则证明是硝酸根离子)解析(1)电解饱和食盐水的离子方程式：2Cl2H2O2OHCl2H2，在阴极区生成NaOH，使酚酞溶液变红。(2)蓝色溶液中可能含有Cu2，并且在电解过程中析出红色固体，进一步验证析出的是铜；Y电极上析出无色气体，应该是O2，电解离子方程式：2Cu22H2O2CuO24H。根据电解离子方程式得：n(H)2n(Cu2)20.05 mol，故溶液中c(H)0.1 molL1，溶液的pH1。要使溶液恢复到以前，可以加入CuO或CuCO3。根据电解离子方程式得：n(O2)n(Cu)0.012 5mol，在标准状况下的体积V(O2)22.4 Lmol10.012 5 mol0.28 L。溶液中存在的必须是含氧酸根离子，可以是SO或NO；然后利用实验进行检验。- 27 - 版权所有高考资源网
