1、1专题 1-2 电解池与电解原理应用，金属腐蚀1.电解池的构成条件。 2.电极的名称及判断。3.离子争先放电的情况。 4.微粒的移动情况。【跟踪练习】1.如图所示，E 为浸过含酚酞的 Na2SO4 溶液的滤纸。A、B 分别为铂片，压在滤纸两端，R、S 为电池的电极。 M、N 是用多微孔的 Ni 制成的电极，在碱溶液中可视为惰性电极。G 为电流计，K 为开关。C、 D 和电解池中都充满浓 KOH 溶液。若在滤纸中央滴一滴紫色的 KMnO4 溶液，将开关 K 打开，接通电源一段时间后，C、D 中有气体产生。请回答下列问题：(1)R 为_(填“正”或“负”) 极。(2)A 附近溶液的现象是 _，B
2、附近发生的电极反应式为_。(3)滤纸上的紫色点向_( 填“A”或“B”)方移动。2.如图，a、b 是石墨电极，通电一段时间后，b 极附近溶液显红色。则：X 极是 (填“正”或“负”)极;b 极是 (填“阳”或“阴”)极;3.如图所示，装置中电极的电极名称并写出各极的电极反应式。4.如图所示是处理低浓度 SO2废气的方法之一（1）Na 2SO3溶液吸收 SO2的化学方程式是 。（2）通过电解法可分离 NaHSO3与 Na2SO3混合物，实现Na2SO3的循环利用，示意图如下：回答下列问题：写出阴阳两极的电极反应式阳极： ； 阴极： 。b 室由 转化为 ；（填“NaHSO 3”或2“Na2SO3”
3、，下同） 。原因 。c 室由 转化为 ；（填“NaHSO 3”或“Na 2SO3”，下同） 。原因 。5.按下列要求写出电极反应式（1）工业上用电解法制备 K2FeO4。以铁为阳极电解氢氧化钠溶液，然后在阳极溶液中加入KOH。电解时阳极发生反应生成 FeO42-，该电极反应方程式为 。（2）工业上利用离子交换膜法通过电解制备碘酸钾，电极为惰性电极，氢氧化钾和碘化钾混合液为电解质溶液。电解时，阳极上发生反应的电极反应式为 。阴极上发生反应的电极反应式为 。（3）用惰性电极通过电解 ZnSO4和 MnSO4混合溶液制备 MnO2、Zn。写出电解过程中阳极的电极反应式 。（4）用惰性电极通过电解 N
4、aClO3水溶液的方法也可以制备 NaClO4，进而可以制备 HClO4，写出电解过程中阳极的电极反应式为 。【共同整合，提升知识】一、电解池及电解原理1.惰性阳极阴离子放电顺序2 阴极阳离子放电顺序惰性阳极电解类型【跟踪练习】6.用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶液，在电解的过程中，溶液的 pH 依次为升高、不变、降低的是( )AAgNO 3 CuCl 2 Cu(NO 3)2 BKCl Na 2SO4 CuSO4CCaCl 2 KOH NaNO3 DHCl HNO3 K2SO47.以石墨为电极分别电解水和饱和食盐水，关于两个电解池反应的说法正确的是( )A阳极反应式相同 B电解结束后所得
5、液体的 pH 相同C阴极反应式相同 D通过相同电量时生成的气体总体积相等(同温同压)8.四个电解装置都以 Pt 作电极，它们分别装着如下电解质溶液进行电解，电解一段时间后，测定其 pH 变化，所记录的结果正确的是( )选项 A B C D电解质溶液 HCl AgNO3 KOH BaCl2pH 变化 减小 增大 增大 不变9.某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题(甲、乙、丙三池中溶质足量)，当闭合该装置的电键 K 时，观察到电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题：(1)甲池为_( 填“原电池 ”“电解池”或“电镀池”)，A 电极的电极反应式为 3。(2)丙池中 F 电极为_( 填“
6、正极” “负极” “阴极”或“阳极”)，该池的总反应方程式为_。(3)当乙池中 C 极质量减轻 10.8 g 时，甲池中 B 电极理论上消耗 O2 的体积为_ mL(标准状况)。(4)一段时间后，断开电键 K，下列物质能使丙池恢复到反应前浓度的是_(填选项字母)。ACu BCuO CCu(OH) 2 DCu 2(OH)2CO3【共同整合，提升知识】二.电解规律【问题情境 3】1.如何用电解方法制备家用漂白液？2.粗铜如何精炼？其的装置图及反应原理。3.如何在铁片的表面镀上铜？其的装置图及反应原理。4.如何冶炼金属钠、钙、铝、镁？【跟踪练习】10.下列有关电化学装置的说法正确的是( )A利用图
7、a 装置处理银器表面的黑斑 Ag2S，银器表面发生的反应为Ag2S2e =2AgS 2 B图 b 电解一段时间，铜电极溶解，石墨电极上有亮红色物质析出C图 c 中的 X 极若为负极，则该装置可实现粗铜的精炼D图 d 中若 M 是海水，该装置是通过“牺牲阳极的阴极保护法”使铁不被腐蚀11.电解硫酸钠溶液联合生产硫酸和烧碱溶液的装置如图所示，其中阴极和阳极均为惰性电极。测得同温同压下，气体甲与气体乙的体积比约为 12，以下说法正确的是( )Aa 极与电源的负极相连B产物丙为硫酸溶液C离子交换膜 d 为阴离子交换膜Da 电极反应式：2H 2O2e =H22OH 12.用图 2 所示装置进行第二组实验
8、。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（FeO 42-）在溶液中呈紫红色。（1）电解过程中，X 极区溶液的 pH （填“增大” 、 “减小”或“不变” ） 。（2）电解过程中，Y 极发生的电极反应为 Fe - 6e- + 8OH- = FeO42- + 4H2O 和。（3）若在 X 极收集到 672 mL 气体，在 Y 极收集到 168 mL 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。（4）在碱性锌电池中，用高铁酸钾作为正极材料，电池反应为：图 242K2FeO4 + 3Zn
9、 = Fe2O3 +ZnO +2K2ZnO2该电池正极发生的反应的电极反应式为 。13.实验室利用如右图模拟处理含 Cr2O72-的废水，阳极反应是 Fe-2e-=Fe2+，阴极反应式是 2H+2e-=H2。Fe 2+与酸性溶液中的 Cr2O72-反应的离子方程式是 ，上述反应得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全，从其对水的电离平衡角度解释其原因 。若溶液中含有 0.01mol Cr2O72-，则阳离子全部生成沉淀的物质的量是_mol。 （填“能”或“不能” ）改用石墨电极，原因是 。14.利用如图装置电解制备 LiOH,两电极区电解液分别为 LiOH 和 LiCl 溶液。B 极区电解液为 溶液
10、(填化学式),阳极电极反应式为 ；电解过程中 Li+向 (填“A”或“B”)电极迁移。 15.离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系，由有机阳离子、Al 2Cl7和 AlCl4组成的 离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的 极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为 。16.化学在环境保护中起着十分重要的作用,催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电化学降解 N 的原理如题图所示。电源正极为 (填“A”或“B”),阴极反应式为 。若电解过程中转移了 2 mol 电子,则膜两侧电解液的质量变化差(m 左 -m 右 )为 g。【共同
11、整合，提升知识】三、电解原理的应用1.电解饱和食盐水 2电解精炼铜3电镀铜 4电冶金1、在 25时，将两个惰性电极插入一定质量的硫酸钠饱和溶液中进行电解，通电一段时间后，阴极上析出 a mol 气体，同时有 W g Na2SO410H2O 晶体析出。若温度不变，剩余溶液中溶质的质量分数为 A %108aW B %1036a C. %36170（aW D167（2、某混合溶液中含有两种溶质 NaCl 和 H2SO4，且 n(NaCl): n(H2SO4)=3:1。若以石墨电极电解该混合液时，根据电极产物，可明显分为三个阶段，下列叙述中不正确的是 A阴极自始至终只析出 H2 B阳极先析出 Cl2，
12、后析出 O2C电解最后阶段为电解水 D电解液的 pH 不断增大，最终等于Fe的 废 水-27OrC含 和稀 HS453、将 0.2molAgNO3、0.4molCu(NO 3)2、0.6molKCl 溶于水，配成 100ml 溶液，用惰性电极电解一段时间后，若在一极析出 0.3molCu，此时在另一极产生的气体体积（标准状况）为 A、4.48L B、5.6L C、6.72L D、7.84L4、采用惰性电极从 NO3- SO42- H+ Cu2+ Ba2+ Ag+ Cl-等离子中，选择适当的离子组合电解质，对其溶液进行电解： 两极分别放出 H2和 O2时，电解质的化学式可能是： 若阴极析出金属，
13、阳极放出氧气时，电解质的化学式可能是： 两极分别放出气体，且体积比为 1：1 时，电解质的化学式可能是： 阴、阳两极生成的物质与电路中通过的电子的物质的量之比为 4：1：4 时，电解质的化学式可能是： ；电解反应的离子方程式是： 9电解尿素CO(NH 2)2的碱性溶液制氢气的装置如图所示(电解池中隔膜仅阻止气体通过，a、b 极均为惰性电极)。下列说法正确的是( )A电解时，b 极发生氧化反应B溶液中 OH 逐渐向 b 极移动C电解时 a 极的电极反应式为 CO(NH2)28OH 6e =CO N 26H 2O23D若在 b 极产生标况下 224 mL H2，则消耗尿素 2 g1. 近年来，加“
14、碘” 食盐较多的使用了碘酸钾(KIO 3)，碘酸钾在工业上可用电解法制取。以石墨和不锈钢为电极，以 KI 溶液为电解液，在一定条件下电解，反应方程式为：KI + 3H2O KIO3 + 3H2。下列有关说法正确的是A电解 时，石墨作阴极，不锈钢作阳极B电解时，阳极反应是：I 6e + 3H2O = IO3 + 6H+C溶液调节至 强酸性，对生产有利D电解前后溶液的 pH 几乎不变2. 某同学设计了一种电解法制取 Fe(OH)2 的实验装置( 如右图)。通电后，溶液中产生白色沉淀，且较长时间不变色。下列说法中正确的是 A电源中“a”为负极， “b”为正极 B. 电解池中的电解液不可以是 NaCl
15、 溶液a电源bAB电解6C B 电极发生的反应：2H 2O+2e-=H2+2OH- DA.B 两端都必须使用铁作电极3. 以 Fe 为阳极，Pt 为阴极，对足量的 Na2SO4 溶液进行电解，一段时间后得到 4 mol Fe(OH)3 沉淀，此间共消耗水的物质的量为 A6mol B8mol C10mol D12mol4、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，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是（ ）A、a 为正极，b 为负极；NaClO 和 NaClB、a 为负极，b 为
16、正极；Na ClO 和 NaClC、 a 为阳极，b 为阴极；HClO 和 NaClD、a 为阴极，b 为阳极；HClO 和 NaCl5 该小组同学模拟工业上用离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。该电解槽的阳极反应式为_。此时通过阴离子交换膜的离子数_(填“大于” 、 “小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。通电开始后，阴极附近溶液 pH 会增大，请简述原因_。若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极的电极反应式为_三、金属的腐蚀与防护1化学腐蚀与电化学腐蚀。化学腐蚀 电化学腐蚀定义金属跟接触到的物质(如
17、 O2、 Cl2、SO2等)_发生 _反应而引起的腐蚀不纯金属与电解质溶液接触时，发生_反应，_的金属失电子而被氧化本质 _电流产生 _电流产生现象 金属被_( 氧化) _金属被腐蚀(氧化)实例 金属与 Cl2、O2 等物质直接发生化学反应 钢铁在潮湿的空气中生锈实质与联系实质都是金属原子_电子被_而损耗；化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍、危害性更大、腐蚀速率更快72.钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀。析氢腐蚀 吸氧腐蚀条件 水膜酸性较_ 水膜酸性_或_正极反应 _ _负极反应 _ _2图中烧杯中盛的是天然水，铁腐蚀的速率由快到慢的顺序是( )A B C D强化练习1.肼(N 2H
18、4)暴露在空气中容易爆炸，但利用其作燃料电池是一种理想的电池，具有容量大、能量转化效率高、产物无污染等特点，其工作原理如图所示，下列叙述正确的是A电池工作时,正极附近的 pH 降低B当消耗 1molO2时，有 2mol Na+由甲槽向乙槽迁移C负极反应为 4OH +N2H4 4e = N2+4H 2OD若去掉离子交换膜电池也能正常工作2.有人设想以 N2和 H2为反应物，以溶有 A 的稀盐酸为电解质溶液，制造出新型燃料电池，装置如图所示，下列有关说法正确的是A通入 N2的一极为负极B通入 H2的电极反应为：H 2+2e =2H+C物质 A 是 NH4ClD反应过程中左边区域溶液 pH 逐渐减小
19、3.混合动力汽车（HEV）中使用了镍氢电池，其工作原理如图所示：其中 M 为储氢合金，MH 为吸附了氢原子的储氢合金，KOH 溶液作电解液。关于镍氢电池，O28放电 充电 放电充电下列说法不正确的是A充电时，阴极附近 pH 降低 B电动机工作时溶液中 OH 向甲移动C放电时正极反应式为： NiOOHH 2Oe Ni(OH)2OH D电极总反应式为：MNi(OH) 2 MHNiOOH 4 ）甲醇-空气燃料电池（DMFC）是一种高效能、轻污染的车载电池，其工作原理如下图。下列有关叙述正确的是AH+从正极区通过交换膜移向负极区B负极的电极反应式为：CH3OH(l) + H2O(l)6eCO2(g)
20、+ 6H+Cd 导出的是 CO2D图中 b、c 分别是 O2、甲醇5.高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn2K2FeO48H2O 3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH，下列叙述不正确的是（ ）A放电时负极反应为：Zn2e2OHZn(OH)2B充电时阳极反应为：Fe(OH)33e5OHFeO424H2O C放电时每转移 3mol 电子，正极有 1mol K2FeO4 被还原D放电时正极附近溶液的碱性减弱 6）蓄电池在放电时起原电池作用，在充电时起电解池的作用。爱迪生蓄电池分别在充电和放电时发生的反应为：Fe+NiO 2+2
21、H2O Fe(OH)2+Ni(OH)2。放电时，正极为 。正极的电极反应式为 。充电时，阴极的电极反应式为 。该蓄电池中的电解质溶液应为 （选填“酸性”或“碱性” ）溶液。7） 1991 年我国首创以铝空气 海水电池为能源的新型海水标志灯已经研制成功。这种灯以海水为电解质溶液，靠空气中的氧使铝不断氧化而产生电流。只要把灯放入海水数分钟就发出耀眼的闪光，其能量比干电池高 2050 倍。试写出这种新型电池的电极反应式：正极 ，负极 。8）熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视。可用 Li2CO3 和 Na2CO3 的熔融盐混合物作电解质，CO 为负极燃气，空气与 CO2 的混合气为正极助燃气，制得在 650下工作的燃料电池。已知负极反应式为：2CO+2CO 32-=4CO2+4e。则正极反应式为 ，总电池反应式为 。9）氢镍电池是新型的二次电池，它的突出优点是循环寿命长，1987 年起在地球同步轨道条件下工作寿命超过 10 年。其正极为氧化镍，负极为氢电极。电解质溶液为密度1.3g/cm3 左右的氢氧化钾水溶液。电池总反应为：H 2+2NiOOH 2Ni(OH)2。则放电时的电极反应式为：正极 ，负极 。
