專題4 電解池 第一時(shí)
【要點(diǎn)掃描】
1．能夠根據(jù)電解裝置與直流電的連接方式正確判斷電解池的陰、陽極。
2．能根據(jù)溶液中存在的陰、陽離子在外電場的作用下定向移動(dòng)以及電極材料，正確判斷電解池的陽、陰極的電極反應(yīng)
3．能夠根據(jù)電極反應(yīng)方程式，正確說明電解過程中電極區(qū)附近及溶液中的一些定性關(guān)系。
4．理解可充電電池在放電和充電時(shí)正、負(fù)極和陰、陽極的相互關(guān)系。
【知識(shí)梳理】
一、電解池的結(jié)構(gòu)
1、電解池的概念：
2．電解池的構(gòu)造：
3、電解池陰、陽極的判斷
4．原電池與電解池的比較
原電池電解池
能量轉(zhuǎn)換
裝置構(gòu)成
電極名稱
電極反應(yīng)
反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行
二、電解原理
1、電解池中的氧化還原反應(yīng)
陰極：
陽極：
2、溶液中離子放電規(guī)律：
電解質(zhì)溶液通電后，溶液中離子的定向移動(dòng)規(guī)律：
⑴ 用惰性電極進(jìn)行電解
陰極：
陽極：
分享：上述離子放電的規(guī)律與 是一致的。
⑵ 用非惰性電極進(jìn)行電解
陰極：
陽極：
分享：將⑴ ⑵兩種情況對照， 放電的規(guī)律與電極材料無關(guān)，
而 一定在電極上先放電，因此 。
3、電極反應(yīng)方程式和電解總方程式
練習(xí)1、寫出用惰性電極電解CuCl2溶液的電極方程式和總反應(yīng)方程式。
練習(xí)2、寫出用Cu電極電解AgNO3溶液的電極反應(yīng)和總反應(yīng)方程式。
4、電解過程中電極區(qū)附近及溶液中的一些定性關(guān)系
練習(xí)3、將一張濾紙用滴有酚酞的NaCl溶液浸濕后置于表面皿上，然后在濾紙上放置石墨電極（如右圖所示），接通直流電后，試分析濾紙上兩電極周圍溶液顏色有什么變化。
分享：通過此例，你認(rèn)為應(yīng)當(dāng)如何認(rèn)識(shí)電解過程中電極區(qū)附近及溶液的變化。
三、可充電電池
練習(xí)4、鉛畜電池是現(xiàn)代生活中廣泛使用的一種可充電電池，這種電池以Pb和PbO2為電極材料，電解液為硫酸，總反應(yīng)方程式為：
PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4+2H2O 。請分析此電池的電極和工作原理。
【典例精析】
例1：⑴電解AgNO3溶液（惰性電極）
陽極：
陰極：
總反應(yīng)式
⑵ 用Cu作陽極電解NaOH溶液
陽極：
陰極：
總反應(yīng)式
解題體會(huì)：
例2：有甲、乙、丙三個(gè)串聯(lián)的電解槽，如下圖所示連接。其中電極C、D、E、F都為Pt片，電極G是Fe片，H是Cu片。甲池中電解液為飽和食鹽水；乙池中電解液為稀硫酸；丙池中電解液為硫酸銅溶液。當(dāng)接通電路一段時(shí)間后，現(xiàn)象如圖所示。
⑴ A是 極，B是 極，
C是 極，D是 極。
⑵ 若向甲池中加入少許酚酞試液， 極附近顯紅色；若向甲池中加入少量淀粉碘化鉀溶液， 極附近顯藍(lán)色。
⑶ G極上的現(xiàn)象是 ，
H極上的現(xiàn)象是 ，
丙池是 裝置。
⑷ E極上發(fā)生 反應(yīng)，電極反應(yīng)式是 ；
F極上發(fā)生 反應(yīng)，電極反應(yīng)式是 。
解題體會(huì)：
例3：蓄電池在放電時(shí)起原電池的作用，在充電時(shí)起電解池的作用。下面是愛迪生蓄電池分別在充電和放電時(shí)發(fā)生的反應(yīng)
請分析此電池的電極和工作原理，并說明電池工作時(shí)電極周圍溶液酸堿性的變化和溶液酸堿性的變化。
解題體會(huì)：
【反饋練習(xí)】
1．把鋅片和鐵片放在盛有稀食鹽水和酚酞試液混合溶液的玻璃器皿中，經(jīng)過一段時(shí)間后，首先觀察到溶液變紅的區(qū)域是 （ ）
A Ⅰ和Ⅲ附近 B Ⅰ和Ⅳ附近
C Ⅱ 和 Ⅲ附近 D Ⅱ 和 Ⅳ附近
2．右圖中x、y分別是直流電的兩極，通電后發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量增加，b極板處有無色無臭氣體放出，符合這一情況的是 ( ) A
a極板b極板x電極Z溶液
A鋅石墨負(fù)極CuSO4
B石墨石墨負(fù)極NaOH
C銀鐵正極AgNO3
D銅石墨負(fù)極CuCl2
3．用鉑電極電解某溶液一段時(shí)間，該溶液濃度增大而pH減小，該溶液是 （ ）
A NaOH B CuCl2 C H2SO4 D CuSO4
4．在盛飽和碳酸鈉溶液的燒杯中，插入惰性電極，恒溫下通電一定時(shí)間后 （ ）
A 溶液的pH值將增大
B 鈉離子數(shù)和碳酸根離子數(shù)的比值將變小
C 溶液的濃度逐漸增大，有一定量晶體析出
D 溶液的濃度不變，有晶體析出
5．用石墨做電極電解AlCl3溶液時(shí)，下列電解液變化曲線合理的是（ ） AD
A B C D
6．堿性電池具有容量大、放電電流大的特點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。鋅—錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電池總反應(yīng)式為： Zn(s)+2nO2(s)+H2O(l) Zn(OH)2(s)+n2O3(s) 下列說法錯(cuò)誤的是 （ ）
A 電池工作時(shí)，鋅失去電子
B 電池正極的電極反應(yīng)式為：2nO2(s)+H2O(1)+2e—=n2O3(s)+2OH—(aq)
C 電池工作時(shí)，電子由正極通過外電路流向負(fù)極
D 外電路中每通過O.2mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減小6.5g
7．右圖裝置中，a、b都是惰性電極，通電一段時(shí)間后，b極附近溶液呈紅色。
回答下列問題。
⑴ 電的X極是 極。
⑵ 若左側(cè)燒杯中也為惰性電極，溶液發(fā)生的電極反應(yīng)為：
、
總反應(yīng)式為 。
⑶ 若將右側(cè)溶液倒入另一空燒杯中，充分?jǐn)嚢韬�，溶液�?色。
此時(shí)左側(cè)燒杯中溶液呈 性。
8．下圖中A～F均為中學(xué)化學(xué)中常見的物質(zhì)，它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下：
（1）若反應(yīng)①和②不需要特定的反應(yīng)條就能進(jìn)行，則A物質(zhì)的化學(xué)式可能 __；
（2）若反應(yīng)①和②需要在一定條下才能進(jìn)行，則C與D反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為
_____________ _ __；
（3）C與D的稀溶液不反應(yīng)，但若通入B氣體，在加熱條下可以反應(yīng)生成A溶液。
試寫出這一反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________ _________。
9．電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。右圖表示一個(gè)電解池，裝有電解液a；X、Y是兩塊電極板，通過導(dǎo)線與直流電相連。請回答以下問題：
（1）若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，同時(shí)在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則
① 電解池中X極上的電極反應(yīng)式為 。在X極附近觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 。
② Y電極上的電極反應(yīng)式為 。檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是 。
（2）如要用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO4溶液，則
① X電極的材料是 ，電極反應(yīng)式為 。
② Y電極的材料是 ，電極反應(yīng)式為 。
10．柯爾貝反應(yīng)是2RCOO+H2O R-R+H2+2CO2+2OH ( R-代表烴基 )。
請根據(jù)電解原理說明四種產(chǎn)物分別主要出現(xiàn)在電解池的電極區(qū)域。
11．由于Fe(OH)2極易被氧化，所以實(shí)驗(yàn)室難用亞鐵鹽溶液與燒堿反應(yīng)制得白色純凈的Fe(OH)2沉淀。若用下圖所示實(shí)驗(yàn)裝置可制得純凈的Fe(OH)2沉淀。兩極材料分別為石墨和鐵。
⑴ a電極材料_______，其電極反應(yīng)式為_____________________。
⑵ 電解液d可以是_______，則白色沉淀在電極上生成；也可以是_______，則白色沉淀在兩極之間的溶液中生成。
A．純水 B．NaCl溶液 C．NaOH溶液 D．CuCl2溶液
⑶ 液體c為苯，其作用是________________，在加入苯之前，對d溶液進(jìn)行加熱處理的目的是__________________________。
⑷ 若d改為Na2SO4溶液，當(dāng)電解一段時(shí)間，看到白色沉淀后，再反接電，繼續(xù)電解，除了電極上看到氣泡外，另一明顯現(xiàn)象為_______________________________________。
12．X、Y、Z、W為按原子序數(shù)由小到大排列的四種短周期元素。已知：
① X可分別與Y、W形成X2Y、X2Y2、XW等共價(jià)化合物；
② Z可分別與Y、W形成Z2Y、Z2Y2、ZW等離子化合物。
請回答：
⑴ Z2Y的化學(xué)式是 。
⑵ Z2Y2與X2Y反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。
⑶ 如圖所示裝置，兩玻璃管中盛滿滴有酚酞的溶液的ZW飽和溶液，C（Ⅰ）、C（Ⅱ）為多孔石墨電極。接通S1后，C(Ⅰ)附近溶液變紅，兩玻璃管中有氣體生成。一段時(shí)間后（兩玻璃管中液面未脫離電極），斷開S1，接通S2，電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。此時(shí)：
C(Ⅰ)的電極名稱是 （填寫正極或負(fù)極）；
C(Ⅱ)的電極反應(yīng)式是 。
⑷ 銅屑放入稀硫酸不發(fā)生反應(yīng)，若在稀硫酸中加入X2Y2，銅屑可
逐漸溶解，該反應(yīng)的離子方程式是 。
電解池 第一時(shí) 參考答案
【典例精析】
例1：略
例2：⑴ 負(fù) 正 陰 陽
⑵ C D
⑶ 有紅色固體析出 銅棒逐漸變細(xì) 電鍍
⑷ 還原 4H++4e- =2H2↑ 氧化 4OH--4e-=2H2O+O2↑
例3：略
【反饋練習(xí)】
1．B 2．A 3．C 4．D 5．AD 6．C
7．⑴ 正 電的X極是 極。
⑵ 陰極 2Cu2++4e-=2Cu
陽極4OH--4e-=2H2O+O2↑
2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4
⑶ 紅 酸
8．（1） Cu（NO3)2 或AgNO3
（2）Cu+2H2SO4（濃） CuSO4+SO2↑+2H2O
（3）2Cu+2H2SO4+O2 2CuSO4+2H2O
9．⑴ ① 2H++2e－==H2↑ 放出氣體，溶液變紅
② 2Cl－—2e－==Cl2↑ 把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在Y電極附近，試紙變藍(lán)色
⑵ ①純銅 Cu2++2e－==Cu ②粗銅 Cu－2e－==Cu2+
10．陰極產(chǎn)物為 ：H2 和 OH
陽極產(chǎn)的為 ： R-R和2CO2
11．⑴ Fe，F(xiàn)e-2e—=Fe2+
⑵ C；B
⑶ 隔絕空氣，防止產(chǎn)物被氧化；趕盡溶液中的氧氣
⑷ 白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色
12．⑴ Na2O
⑵ 2Na2O2 +2H2O == 4NaOH + O2↑
⑶ 負(fù)極 Cl2 + 2e—== 2Cl-
⑷ Cu + H2O2 + 2H+ == Cu2+ + 2H2O
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