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文檔簡介

1、電解池考點三突破電解池,應用“不尋常”六點”突破電解池 1 分清陰、陽極,與電源正極相連的為陽極,與電源負極相連的為陰極,兩極的反應為“陽 氧陰還”。 2 剖析離子移向,陽離子移向陰極,陰離子移向陽極。 3 注意放電順序。 4 書寫電極反應,注意得失電子守恒。 5 正確判斷產物。 (1) 陽極產物的判斷首先看電極,如果是活性電極作陽極,則電極材料失電子,電極溶解(注意:鐵作陽極溶解生成Fe2 ,而不是Fe3 );如果是惰性電極,則需看溶液中陰離子 的失電子能力,陰離子放電順序為S2 I Br Cl OH (水)。 (2) 陰極產物的判斷直接根據陽離子的放電順序進行判斷: Ag Hg2 Fe3

2、Cu2 H Pb2 Fe2 H (水) 6 恢復原態措施。 電解后有關電解質溶液恢復原態的問題應該用質量守恒法分析。一般是加入陽極產物和陰極產物的化合物,但也有特殊情況,如用惰性電極電解CuSO4溶液,Cu2 完全放電之 前,可加入CuO或CuCO3復原,而Cu2 完全放電之后,應加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3 復原。題組一 對可充電電池的深度剖析 1 Li/SO2電池具有輸出功率高和低溫性能好等特點,其電解質是LiBr,溶劑是碳酸丙烯酯和乙腈,電池反應式為2Li2SO2放電充電Li2S2O4。下列說法正確的是 ( ) A 該電池反應為可逆反應 B 放電時,Li 向負極移動 C 充

3、電時,陰極反應式為Li e =Li D 該電池的電解質溶液可以換成LiBr的水溶液 方法技巧 對于可充電電池,放電時為原電池,符合原電池工作原理,負極發生氧化反應,正極發生還原反應;外電路中電子由負極流向正極,內電路中陽離子向正極移動,陰離子向負極移動。 可充電電池充電時為電解池,陽極發生氧化反應,陰極發生還原反應;充電時電池的“”極與外接直流電源的正極相連,電池的“”極與外接直流電源的負極相連。 題組二 電解原理的“不尋常”應用 (一)處理廢水 3 某工廠采用電解法處理含鉻廢水,耐酸電解槽用鐵板作陰、 陽極,槽中盛放含鉻廢水,原理示意圖如右,下列說法不正確的是 ( ) A A為電源正極 B

4、陽極區溶液中發生的氧化還原反應為Cr2O726Fe2 14H =2Cr36Fe37H2O C陰極區附近溶液pH降低 D若不考慮氣體的溶解,當收集到H2 13.44 L(標準狀況)時,有0.1 mol Cr2O72被還原 題組二 電解原理的“不尋常”應用 (2) 制備物質 4 電解尿素CO(NH2)2的堿性溶液制氫氣的裝置示意圖如下:電解池中隔膜僅阻止氣體通過,陰陽兩極均為惰性電極, (1)A極為_,電極反應式為_。 (2)B極為_,電極反應式為_。 (3) 處理廢氣 5用NaOH溶液吸收煙氣中的SO2,將所得的Na2SO3溶液進行電解,可循環再生NaOH,同時得到H2SO4,其原理如下圖所示。

5、(電極材料為石墨) (1)圖中a極要連接電源的(填“正”或“負”)_極,C口流出的物質是_。 (2)SO 32放電的電極反應式為_。(3)電解過程中陰極區堿性明顯增強,用平衡移動原理解釋原因_。 考點四 “兩比較”“兩法”突破金屬的腐蝕與防護1 兩比較 (1)析氫腐蝕和吸氧腐蝕的比較 (2)腐蝕快慢的比較 一般來說可用下列原則判斷:電解池原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕化學腐蝕有防護措施的腐蝕。 對同一金屬來說,腐蝕的快慢:強電解質溶液中弱電解質溶液中非電解質溶液中。 活潑性不同的兩種金屬,活潑性差別越大,腐蝕越快。 對同一種電解質溶液來說,電解質溶液濃度越大,金屬腐蝕的速率越快。2 兩種保

6、護方法 (1)加防護層 如在金屬表面加上油漆、搪瓷、瀝青、塑料、橡膠等耐腐蝕的非金屬材料;采用電鍍或表面鈍化等方法在金屬表面鍍上一層不易被腐蝕的金屬。 (2)電化學防護 犧牲陽極的陰極保護法原電池原理:正極為被保護的金屬;負極為比被保護的金屬活潑的金屬; 外加電流的陰極保護法電解原理:陰極為被保護的金屬,陽極為惰性電極。題組一 兩種腐蝕的比較 1 利用下圖裝置進行實驗,開始時,a、b兩處液面相平,密封好,放置一段時間。下列說 法不正確的是 ( ) Aa管發生吸氧腐蝕,b管發生析氫腐蝕 B一段時間后,a管液面高于b管液面 Ca處溶液的pH增大,b處溶液的pH減小 Da、b兩處具有相同的電極反應式

7、:Fe2e =Fe2 失誤防范正確判斷“介質”溶液的酸堿性是分析析氫腐蝕和吸氧腐蝕的關鍵。潮濕的空氣、中性溶液發生吸氧腐蝕;NH4Cl溶液、稀H2SO4等酸性溶液發生析氫腐蝕。 題組二 腐蝕快慢與防護方法的比較 3 (2012山東理綜,13)下列與金屬腐蝕有關的說法正確的是 ( ) A 圖a中,插入海水中的鐵棒,越靠近底端腐蝕越嚴重 B 圖b中,開關由M改置于N時,Cu-Zn合金的腐蝕速率減小 C 圖c中,接通開關時Zn腐蝕速率增大,Zn上放出氣體的速率也增大 D 圖d中,Zn-MnO2干電池自放電腐蝕主要是由MnO2的氧化作用引起的 4 下列與金屬腐蝕有關的說法,正確的是 ( ) A圖1中,

8、鐵釘易被腐蝕 B圖2中,滴加少量K3Fe(CN)6溶液,沒有藍色沉淀出現 C圖3中,燃氣灶的中心部位容易生銹,主要是由于高溫下鐵發生化學腐蝕 D圖4中,用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕,鎂塊相當于原電池的正極考點五 正確理解“電解池”的串聯 突破電化學的計算 電化學計算的基本方法和技巧: 原電池和電解池的計算包括兩極產物的定量計算、溶液pH的計算、相對原子質量和阿伏加德羅常數的計算、產物的量與電量關系的計算等。通常有下列三種方法: 1 根據電子守恒計算 用于串聯電路中陰陽兩極產物、正負兩極產物、相同電量等類型的計算,其依據是電路中轉移的電子數相等。 2 根據總反應式計算 先寫出電極反應

9、式,再寫出總反應式,最后根據總反應式列出比例式計算。 3 根據關系式計算 根據得失電子守恒定律關系建立起已知量與未知量之間的橋梁,構建計算所需的關系式。 如以通過4 mol e 為橋梁可構建如下關系式: 4e2Cl2(Br2、I2)O2 陽極產物 2H22Cu4Agn4M陰極產物 (式中M為金屬,n為其離子的化合價數值) 該關系式具有總攬電化學計算的作用和價值,熟記電極反應式,靈活運用關系式便能快速解答常見的電化學計算問題。 題組一 無明顯“外接電源”的電解池“串聯”的判斷與計算 1 如下圖所示,其中甲池的總反應式為2CH3OH3O24KOH=2K2CO36H2O,下列說法正確的是A 甲池是電

10、能轉化為化學能的裝置,乙、丙池是化學能轉化電能的裝置 B 甲池通入CH3OH的電極反應式為CH3OH6e2H2O=CO328H C 反應一段時間后,向乙池中加入一定量Cu(OH)2固體能使CuSO4溶液恢復到原濃度 D 甲池中消耗280 mL(標準狀況下)O2,此時丙池中理論上最多產生1.45 g固體2 在如圖所示的裝置中,若通直流電5 min時,銅電極質量增加2.16 g。試回答下列問題。 (1) 電源中X電極為直流電源的_極。 (2) pH變化:A:_,B:_,C:_(填“增大”、“減小”或“不變”) (3) 通電5 min時,B中共收集224 mL(標準狀況下)氣體,溶液體積為200 m

11、L,則通電前CuSO4溶液的物質的量濃度為_(設電解前后溶液體積無變化)。 (4) 若A中KCl足量且溶液的體積也是200 mL,電解后,溶液的pH為_(設電解前后溶液體積無變化)。 失誤防范 (1)無明顯“外接電源”的電解池的“串聯”問題,主要是根據“原電池”的形成條件判斷“電源”的正、負極,從而判斷陰、陽極。 (2)有明顯“外接電源”的電解池的“串聯”問題,主要是根據“電極現象”判斷陰、陽極,從而判斷電源的正、負極,進一步判斷其它“電解池”的陰、陽極。 專題突破練1 某小組為研究電化學原理,設計如圖裝置。下列敘述正確的是( ) A a和b用導線連接時,鐵片上會有金屬銅析出 B a和b用導線

12、連接時,銅片上發生的反應為2H 2e =H2 C 無論a和b是否連接,鐵片均會溶解,溶液從藍色逐漸變成淺綠色 D a和b分別連接直流電源正、負極,電壓足夠大時,Cu2 向銅電極移動 專題突破練2 用如圖所示裝置進行實驗,下列敘述不正確的是 ( ) AK與N連接時,鐵被腐蝕 BK與N連接時,石墨電極產生氣泡CK與M連接時,一段時間后溶液的pH增大 DK與M連接時,石墨電極反應式:4OH4e =2H2OO2 3 研究發現,可以用石墨作陽極、鈦網作陰極、熔融CaF2CaO作電解質,利用右圖所示裝置獲得金屬鈣,并以鈣為還原劑還原二氧化鈦制備金屬鈦。下列說法中,正確的是 ( ) A 由TiO2制得1 m

13、ol金屬Ti,理論上外電路轉移2 mol電子 B 陽極的電極反應式為C2O2 4e =CO2 C 在制備金屬鈦前后,整套裝置中CaO的總量減少 D 若用鉛蓄電池作該裝置的供電電源,“”接線柱應連接Pb電極 4 在下列裝置中,MSO4和NSO4是兩種常見金屬的易溶鹽。當K閉合時,SO42 從右到左 通過交換膜移向M極,下列分析正確的是 ( ) A 溶液中c(M2 )減小 B N的電極反應式:N=N22e C X電極上有H2產生,發生還原反應 D 反應過程中Y電極周圍生成白色膠狀沉淀 7 早在1807年化學家戴維用電解熔融氫氧化鈉制得鈉:4NaOH(熔)=電解4NaO22H2O;后來蓋呂薩克用鐵與

14、熔融氫氧化鈉作用也制得鈉:3Fe4NaOH=1 100 Fe3O42H24Na。下列有關說法正確的是 ( )A 電解熔融氫氧化鈉制鈉,陽極發生電解反應為2OH2e=H2O2 B 蓋呂薩克法制鈉原理是利用鐵的還原性比鈉強 C 若戴維法與蓋呂薩克法制得等量的鈉,則兩反應中轉移的電子總數不同 D 目前工業上常用電解熔融氯化鈉法制鈉(如上圖),電解槽中石墨極為陰極,鐵為陽極 8 相同材質的鐵在圖中四種情況下最不易被腐蝕的是 ( ) 9 下列圖示中關于銅電極的連接錯誤的是 ( ) 10某小組按圖1所示的裝置探究鐵的吸氧腐蝕。 完成下列填空: (1) 圖2是圖1所示裝置的示意圖,在圖2的小括號內填寫正極材

15、料的化學式;在方括號內用箭頭表示出電子流動的方向。 (2) 寫出正、負極反應的方程式。 正極:_,負極:_。 (3) 按圖1裝置實驗,約8分鐘才看到導管中液柱上升,下列措施可以更快更清晰地觀察到液柱上升的是_(填字母序號)。 a 用純氧氣代替具支試管內的空氣 b 用食鹽水浸泡過的鐵釘再蘸取鐵粉和炭粉的混合物 c 用毛細尖嘴管代替玻璃導管,并向試管的水中滴加少量紅墨水 (4) 升高溫度可以加快化學反應速率,建議用酒精燈加熱具支試管。這一措施_(填“可行”或“不行”)。 12A、B、C三種強電解質,它們在水中電離出的離子如下表所示: 如圖1所示裝置中,甲、乙、丙三個燒杯中依次盛放足量的A溶液、足量

16、的B溶液、足量的C溶液,電極均為石墨電極。接通電源,經過一段時間后,測得乙中c電極質量增加了16 g。常溫下各燒杯中溶液的pH與電解時間t的關系如圖2所示。請回答下列問題: (1) M為直流電源的_極,b電極上發生的電極反應為_。 (2) 計算e電極上生成的氣體在標準狀況下的體積為_。 (3) 寫出乙燒杯中的總反應的離子方程式:_。 (4) 要使丙燒杯中的C溶液恢復到原來的狀態,需要進行的操作是(寫出要加入的物質和質量)_。 13以黃銅礦精礦為原料,制取硫酸銅及金屬銅的工藝如下所示: .將黃銅礦精礦(主要成分為CuFeS2,含有少量CaO、MgO、Al2O3)粉碎。.采用如下裝置進行電化學浸出實驗將精選黃銅礦粉加入電解槽陽極區,恒速攪拌,使礦粉溶解。在陰極區通入氧氣,并加入少量催化劑。 .一段時間,抽取陰極區溶液,向其中加入有機萃取劑(RH)發生反應2RH(有機相)Cu2(水相)=R2Cu(有機相)2H(水相)分離出有機相,向其中加入一定濃度的硫酸,使Cu2得以再生。 .電解硫酸銅溶液制得金屬銅。 (1) 黃銅礦粉加入陽極區與硫酸及硫酸鐵主要發生以下反應: CuFeS24H =Cu2Fe22H2S 2Fe3 H2S=2Fe

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