1、化学选修4(人教版)第三节电解池第1课时电解原理海尔不用洗衣粉洗衣机,彻底颠覆了传统洗衣机理念,在给消费者带来全新健康生活方式的同时,也为海尔带来了巨大的市场蛋糕。你想知道这种不用洗衣粉的洗衣机的洗涤原理吗?水平测试1(2013四川卷)下列离子方程式正确的是()ACl2通入水中:Cl2H2O=2HClClOB双氧水中加入稀硫酸和KI溶液:H2O22H2I=I22H2OC用铜作电极电解CuSO4溶液:2Cu22H2O2CuO2 4HDNa2S2O3溶液中加入稀硫酸:2S2O 4H =SO3S2H2O解析:A的HClO是弱电解质不拆;C中Cu做电解池电极时参加反应失电子做阳极,不是水中的氢氧根失去
2、电子,不放出O2;D项Na2S2O3溶液中加入稀硫酸:S2O2H =SO2 S2H2O;故答案为B。答案:B2下列各组中,每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是()AHCl、CuCl2、Ba(OH)2BNaOH、CuSO4、H2SO4 CNaOH、H2SO4、Ba(OH)2 DNaBr、H2SO4、Ba(OH)2 解析:本题考查电解产物的判断,意在考查考生对电解时放电顺序的理解。电解时只生成氧气和氢气,则电解质所含阳离子在金属活动性顺序表中位于铜之前,阴离子不是简单离子。A、B项中Cu2在H之前放电,错;D项中Br在OH前放电,错。答案:C3(2014四川省达州市高三理综)如图所示,将铁棒和
3、石墨棒插入饱和食盐水中。下列说法正确的是 ()A甲中铁被保护不会腐蚀B甲中正极反应式为4OH4e=2H2OO2C乙中铁电极上发生氧化反应D乙中石墨电极附近滴几滴碘化钾淀粉溶液变蓝色解析:A.甲是原电池,铁作负极被腐蚀,碳作正极,错误;B.甲中正极反应式为2H2O4eO2=4OH,错误;C.乙装置是电解池,Fe作阴极,阴极上发生还原反应,错误;D.乙中石墨电极为阳极,2Cl2e=Cl2,Cl22I=2ClI2,I2遇淀粉溶液变蓝色,正确。答案:D4用石墨作电极,电解1 mol/L下列物质的溶液,溶液的pH保持不变的是()AHClBNaOHCNa2SO4 DNaCl解析:选项A,电解1 mol/L
4、 HCl溶液,阴极2H2e=H2,阳极2Cl2e=Cl2,H得电子,c(H)浓度降低,pH增大。选项B,电解1 mol/L NaOH溶液,阴极4H4e=2H2,阳极4OH4e=2H2OO2,实质上电解水,NaOH浓缩,溶液的pH增大。选项C,电解1 mol/L Na2SO4溶液,阴极4H4e=2H2,阳极4OH4e=2H2OO2,实质上电解水,溶液的pH保持不变。选项D,电解1 mol/L NaCl溶液,阴极2H2e=H2,阳极2Cl2e=Cl2,破坏了水的电离平衡,c(OH)增大,pH增大。答案:C5在电解水制取氧气和氢气时,为了增强导电性,常常要加入一些电解质,最好选用下列物质中的()A氢
5、氧化钠 B氯化氢C氯化钠 D硫酸铜答案:A6如图所示,甲是刚浸过NaCl溶液的石蕊试纸,A、B两铜片通过导线连接电源两极,在铜片间的滤纸上滴一滴KMnO4溶液,通电一段时间后,发现A、B间的紫红色圆点向A极移动了一段距离,则与A相连的是电源的_极,可发现滤纸的_极边沿附近有蓝色出现。解析:当通电一段时间后,A、B间的紫红色圆点向A极移动了,由于紫红色是MnO的颜色,即MnO向A极移动,因阴离子向阳极移动,所以A为电解池的阳极(浸有NaCl溶液的石蕊试纸相当于电解池),则与A相连的是电池的正极,B为阴极。电源的正负极和电解池的阴阳极也就能确定了,从而分析出本题的答案。答案:正B能力提升7用石墨作
6、电极电解1 mol/L CuSO4溶液,当c(Cu2)为0.5 mol/L时,停止电解,向剩余溶液中加入下列何种物质可使电解质溶液恢复至原来状态()ACuSO4BCuOCCu(OH)2 DCuSO45H2O解析:电解过程中的反应为:阳极:4OH4e=2H2OO2阴极:2Cu24e=2Cu总反应为:2CuSO42H2O2H2SO42CuO2由以上反应可知,电解使2 mol CuSO4和2 mol H2O变成了2 mol H2SO4,同时析出铜,放出O2,溶液中每生成2 mol Cu则放出1 mol O2,故需补充CuO。答案:B8(2013大纲全国卷)电解法处理酸性含铬废水(主要含有Cr2O)时
7、,以铁板作阴、阳极,处理过程中存在反应Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O,最后Cr3以Cr(OH)3形式除去,下列说法不正确的是()A阳极反应为Fe2e=Fe2B电解过程中溶液pH不会变化C过程中有Fe(OH)3沉淀生成D电路中每转移12 mol电子,最多有1 mol Cr2O被还原解析:根据总方程式可知反应消耗H而酸性减弱,故B错误;阳极失去电子发生氧化反应,A正确;由Fe2e=Fe2,则6 mol的铁发生变化时候转移电子数12 mol,又据关系式得6Fe12e6Fe2Cr2O,所以D正确;在阴极发生还原反应,溶液中的氢离子减少,同时生成氢氧根,C正确。答案:B9按下图进行电解
8、实验(A、B、C、D均为惰性电极)。电极反应式:A极_;B极_;C极_;D极_。解析:由实验装置图可知甲、乙两池串联,四个电极通过的电量相等。NaCl为活泼金属的非含氧酸盐,用惰性电极电解时阴极反应式为2H2e=H2,阳极反应式为2Cl2e=Cl2。AgNO3为不活泼金属的含氧酸盐,用惰性电极电解时阴极反应式为4Ag4e=4Ag,阳极反应式为4OH4e=O22H2O。答案:2H2e=H22Cl2e=Cl24Ag4e=4Ag4OH4e=O22H2O10在下图电解装置中,电极A是由金属M制成的,B、C和D都是铂电极,甲中的电解质溶液为MSO4,乙中的电解质为H2SO4。E、F是外接直流电源的两极,
9、电路接通后,电极B上有金属M析出。(已知金属M无变价)(1)电池中E是_极,F是_极。(2)A极上电极反应为_,B极上电极反应为_,C极上电极反应为_,D极上电极反应为_。(3)当电路中通过2.4081022个电子时停止电解,发现B极上析出1.27 g M,则金属M的相对原子质量为_。(4)如果再将外接直流电源的正负极交换接入原电路,当通过1 mol电子后,B极的电极反应为_。解析:由甲装置B上有金属M析出,可得B端为阴极,进而得电源E为正极,F为负极,这样容易得A、B、C、D分别为阳极、阴极、阳极、阴极,电极反应很容易写(见答案)。由B极电极反应M22e=M,得M的物质的量为0.02 mol,进而M的相对原子质量为63.5。若将电源正负极互换,B端则为阳极,电极反应为4OH4e=2H2OO2。答案:(1)正负(2)M2e=M2M22e=M4OH4e=2H2OO24H4e=2H2(3)63.5(4)4OH4e=2H2OO2