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2019-2020年高中化學(xué) 1.2.3《電解池的工作原理及應(yīng)用》學(xué)案 蘇教版選修4 一、課標(biāo)解讀 1.理解電解原理 2.了解氯堿工業(yè)反應(yīng)原理及氯堿工業(yè)簡介 3.了解銅的電解精煉與鍍銅 二.知識再現(xiàn) 1.電解池構(gòu)成條件： 2.電極名稱及確定： 陽極： 陰極： 3.電極反應(yīng)式： 陽極：（1）惰性電極 （2）活性金屬電極 陰極： 4.電解各類電解質(zhì)溶液（惰性電極）的情況是歸納見下表： 電解類型 實例 陰極 陽極 電解反應(yīng)式 溶液pH 恢復(fù) 電解水 H2SO4 加H2O NaOH NaNO3 電解自身 HBr 通入HBr氣體 CuCl2 加入CuCl2固體 生堿析氫 NaCl 通入HCl氣體 生酸放氧 CuSO4 加入CuO固體或CuCO3固體 5. 電鍍： 三、典題解悟 例1. 熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率，因而受到重視，可用LiCO3和Na2CO3的熔融鹽混合物做電解質(zhì)，CO為陰極燃?xì)?，空氣與CO2的混合氣為陽極燃?xì)猓频迷?50℃下工作的燃料電池，完成有關(guān)的電池反應(yīng)式： 陰極反應(yīng)式：2CO+2CO32- 4CO2+4e- 陽極反應(yīng)式 ；總反應(yīng) 分析：根據(jù)教材提到的“犧牲陽極的陰極保護(hù)法”知，陽極也即是負(fù)極，陰極也即是正極，將原電池的材料拆分，陰極為：2CO+2CO32--4e-=4CO2； 陽極為：O2+2CO2+4e-=2CO32-，電池反應(yīng)為2CO+O2=2CO2，氧化劑含適量CO的O2就是為了平衡，保持電解質(zhì)溶液組成，濃度恒定。 答案：O2+2CO2+4e-=2CO32-，2CO+O2=2CO2 四、夯實雙基 1. 在外界提供相同電量的條件下，Cu2+或Ag+分別按Cu2++2e Cu或Ag++e Ag在電極上放電，若析出銅的質(zhì)量為1.92g，則析出Ag的質(zhì)量為（ ） A.1.62g B.6.48g C.3.24g D.12.96g 2. 用惰性電極電解M(NO3)x的水溶液，當(dāng)陰極上增重ag時，在陽極上同時產(chǎn)生bL氧氣（標(biāo)況），從而可知M的相對原子質(zhì)量為（ ） A. B. C. D. 放電 充電 3. 氫鎳電池是近年開發(fā)出來的可充電電池，它可以取代會產(chǎn)生鎘污染的鎘鎳電池。氫鎳電池的總反應(yīng)式是：1/2H2+NiO(OH) Ni(OH)2 ，根據(jù)此反應(yīng)判斷，下列敘述中正確的是（ ） A.電池放電時，是池負(fù)極周圍溶液的pH不斷增大 B.電池放電時，鎳元素被氧化 C.電池充電時，氫元素被還原 D.電池放電時，H2是負(fù)極 4. 將分別盛有熔融的氯化鉀.氯化鎂.氧化鋁的三個電解槽串聯(lián)，在一定條件下，通電一段時間后，析出鉀.鎂.鋁的物質(zhì)的量之比為（ ） A.1:2:3 B.3:2:1 C.6:3:1 D.6:3:2 5. 附圖中X，Y分別是直流電源的兩極，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，符合這一情況的是附表中的（ ） 附表 可供選擇的極板.電極和溶液組 組合 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 6.下列關(guān)于銅電極的敘述正確的是（ ） A.銅鋅原電池中銅是正極 B.用電解法精煉粗銅時粗銅做陰極 C.在鍍件上電鍍銅時，可用金屬銅做陽極 D.電解稀硫酸制H2，O2時銅做陽極 7. 銀鋅電池廣泛用作各種電子儀器的電源，它的充電和放電過程可表示為： 放電 充電 Ag+Zn(OH)2 Ag2O+Zn+H2O在此電池放電時，負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)的物質(zhì)是（ ） A. Ag B.Zn(OH)2 C.Ag2O D.Zn 8.某電解池內(nèi)盛有Cu(NO3)2溶液，插入兩根電解，接通直流電源后，欲達(dá)到如下要求：（1）陽極質(zhì)量不變；（2）陰極質(zhì)量增加；（3）電解液pH減小，則應(yīng)選用的電極是（ ） A.陰極兩極都用石墨 B.銅作陽極鐵作陰極 C.鐵作陽極銅作陰極 D.鉑作陽極銅作陰極 9.用石墨作電極，電解1molL-1下列物質(zhì)的溶液，溶液的pH保持不變的是（ ） A. HCl B. NaOH C. Na2SO4 D. NaCl 10.我國工業(yè)上大多采用立式隔膜電解槽來電解食鹽水制燒堿和Cl2。電解槽中用 作陽極，用 作陰極。設(shè)置石棉網(wǎng)的作用的是 電解食鹽水的總的離子方程式為 。 11. 從H+、Cu2+、Na+、SO42-、Cl-五種離子中恰當(dāng)?shù)亟M成電解質(zhì)，按下列要求進(jìn)行電解： （1）以碳棒為電極，使電解質(zhì)質(zhì)量減少，水質(zhì)量不變，進(jìn)行電解，則可采用的電解質(zhì)是 。 （2）以碳棒為電極，使電解質(zhì)質(zhì)量不變，水質(zhì)量減少，進(jìn)行電解，則可采用的電解質(zhì)是 。 （3）以大棒為陽極，鐵棒為陰極，使電解質(zhì)和水質(zhì)量都減少，進(jìn)行電解，則電解質(zhì)為 。 11. 甲烷燃料電池是一種新型化學(xué)電源，該電池以鉑絲為電極，KOH為電解質(zhì)溶液，然后向兩極分別通入甲烷和氧，該電池的電極反應(yīng)為：X極：CH4+10OH--8e- CO32-+7H2O。Y極：2O2+4H2O+8e- 8OH ，關(guān)于此燃料電池的下列說法不正確的是（ ） A.通入CH4的X極為電池的負(fù)極 B.電池工作過程中溶液的pH下降 C.電池的總化學(xué)反應(yīng)為：CH4+2O2+2KOH K2CO3+3H2O D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下每消耗5.6L CH4時，必消耗11.2L O2，并可提供3.85105C的電量 12.某電解池中盛有CuCl2溶液，插入電極進(jìn)行電解，若達(dá)到下列要示：①一電極質(zhì)量減輕，另一電極質(zhì)量增加；②電解質(zhì)的組成不變。則應(yīng)選用的電極是（ ） A.陽極銅、陰極銅 B.陽極石墨、陰極銅 C.陽極鐵、陰極銅 D.陽極銅、陰極鐵 13. 從H+、Cu2+、Na+、SO42-、Cl-中恰當(dāng)?shù)亟M成電解質(zhì)，按下列要求進(jìn)行電解。 （1）以碳棒為電極，使電解質(zhì)質(zhì)量減少，水量不變進(jìn)行電解，采用的電解質(zhì)是 。 （2）以碳棒為電極，使水量減少，電解質(zhì)質(zhì)量不變進(jìn)行電解，采用的電解質(zhì)是 。 （3）以碳棒為陽極，鐵棒為陰極，使電解質(zhì)和水量都減少進(jìn)行電解，則電解質(zhì)是 。 14. 圖裝置中， （1）當(dāng)A鍵斷開，B、C閉合時，甲 為 池，乙為 池； （2）當(dāng)A、C兩鍵斷開時，乙中鐵極 增重1.6g，則被氧化的鐵有 g； （3）將乙中兩極都換成石墨，硫酸銅溶液換H2SO4后斷開B、C兩鍵，閉合A鍵，則甲為 池，乙為 池，當(dāng)甲中鋅極減輕6.5g時，乙中共放出氣體 mL（標(biāo)況）。 15. 用惰性電極電解下列溶液，電解一段時間后，陰極質(zhì)量增加，電解液的pH下降的是（ ） A.CuCl2 B.AgNO3 C.BaCl2 D.H2SO4 16. 將兩個鉑電極插入500mLCuSO4溶液中進(jìn)行電解，通電一定時間后，某一電極增重0.064g（設(shè)電解時該電極無氫氣析出，且不考慮水解和溶液體積變化）。此時，溶液中H+濃度約為（ ） A.410-3molL-1 B.210-3molL-1 C.110-3molL-1 D.110-7molL-1 17.1Lna2SO4和CuSO4的混合液中，c(SO42-)=2molL-1，用石墨做電極電解此溶液，當(dāng)通電一段時間后，兩極均收集到22.4L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體，則原溶液中c(Na+)為（ ） A.0.5molL-1 B.1 molL-1 C.1.5 molL-1 D.2 molL-1 18.右圖為氫氧燃料電池原理示意圖，按照此圖 的提示，下列敘述不正確的是（ ） A. a電極是負(fù)極 B. b電極的電極反應(yīng)為：4OH--4e-=2H2O+O2 C. 氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源 D. 氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑 全部儲藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置 19. 堿性電池具有容量大、放電電流大的特點，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)+2MnO2(s)+H2O(l) Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)下列說法錯誤的是（ ） A.電池工作時，鋅失去電子 B.電池正極的電極反應(yīng)式為：2MnO2(s)+H2O(l)+2e- Mn2O3(s)+2OH-(aq) C.電池工作時，電子由正極通過外電路流向負(fù)極 D.負(fù)電路中每通過0.2mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減少6.5g 20. 下圖中能驗證氯化鈉溶液（含酚酞）電解產(chǎn)物的裝置是（ ） 五、能力提高 1.用惰性電極實現(xiàn)電解，下列說法正確的是（ ） A. 電解稀硫酸，實質(zhì)上是電解水，故溶液pH不變 B. 電解稀NaOH溶液，要消耗OH-，故溶液pH減小 C. 電解Na2SO4溶液，在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1:2 D. 電解CuCl2溶液，在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1:1 2.用兩支惰性電極插入500mLAgNO3溶液中，通電電解。當(dāng)電解液的pH從6.0變?yōu)?.0時（設(shè)電解時陰極沒有氫氣析出，且電解液在電解前后體積變化可以忽略），電極上應(yīng)析出銀的質(zhì)量是（ ） A.1:2:3 B.3:2:1 C.6:3:1 D.6:3:2 3.甲、乙兩個電解池均以Pt為電極且互相串聯(lián)。甲池盛有AgNO3溶液，乙池盛有一定量的某鹽溶液，通電一段時間后，測得甲池陰極質(zhì)量增加2.16g，乙池電極析出0.64g金屬，則乙池中溶質(zhì)可能是（ ）（相對原子質(zhì)量：Cu—64 Mg—24 Al—27 Na—23） A.CuSO4 B.MgSO4 C.Al(NO3)2 D.Na2SO4 4.通以相等的電量，分別電解等濃度的硝酸銀和硝酸亞汞（亞汞的化合價為-1）溶液，若被還原的硝酸銀和硝酸亞汞的物質(zhì)的量之比n(硝酸銀):n(硝酸亞汞)=2:1，則下列表述正確的是（ ） A.在兩個陰極上得到的銀和汞的物質(zhì)的量之比n(硝酸銀):n(硝酸亞汞)=2:1 B.在兩個陽極上得到的產(chǎn)物的物質(zhì)量不相等 C.硝酸亞汞的分子式為HgNO3 D.硝酸亞汞的分子式為Hg2(NO3)2 5. 鉛蓄電池的兩極分別為Pb、PbO2，電解液為硫酸，工作時反應(yīng)為Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O，下列結(jié)論正確的是（ ） A. Pb為正極被氧化 B. SO42-只向PbO2極移動 C. 電池液密度不斷減小 D. 溶液的pH值不斷減小 6. 如圖：通電5min后，電池5質(zhì)量 增加2.16g，試回答： （1）電源：a 極 C池 池 A池電極反應(yīng)： C池電極反應(yīng)： （2）若B槽中共收集到224mL氣體（標(biāo)況），且溶液體積為200mL（設(shè)電解過程中溶液體積不變），則通電前溶液中的Cu2+物質(zhì)的量濃度為 。 （3）若A池溶液體積為200mL，且電解過程中溶液體積不變，則電解后，溶液pH為 。 7.用Pt作電極，電解串聯(lián)電路中分裝在甲.乙兩個燒杯中的200mL 0.3molL-1的NaCl溶液和300mL 0.2molL-1的AgNO3溶液，當(dāng)產(chǎn)生0.56L（標(biāo)況）Cl2時，停止電解，取出電極，將兩杯溶液混合，混合液的pH為（混合后溶液體積為500mL）。（ ） A.1.4 B.5.6 C.7 D.12.6 8.將500mL pH=5的CuSO4溶液用惰性電極電解一段時間，溶液的pH變?yōu)?，若使溶液的濃度.pH與電解前相同，可采取的方法是（　　?。? A.向溶液中加入0.245g Cu(OH)2 B.向溶液中加入0.31g CuCO3 放電 充電 C.向溶液中加入0.0025mol H2SO4 D.向溶液中加入0.2g CuO 9.鎳—鎘（Ni—Cd）可充電電池可以發(fā)生如下反應(yīng)Cd(OH)2+2Ni(OH)2 Cd+2NiO(OH)+2H2O由此可知，該電池的負(fù)極材料是（ ） A.Cd B.NiO(OH) C.Cd(OH)2 D.Ni(OH)2 冷 10.根據(jù)下列事實：（1）X+Y2+=X2++Y；（2）Z+2H2O Z(OH)2+H2↑ （3）Z2+氧化性比X2+弱；（4）由Y、W電極組成的原電池，電極反應(yīng)為：W2++2e=W，Y-2e=Y2+，可知X、Y、Z、W的還原性由強(qiáng)到弱的順序是（ ） A.X＞Z＞Y＞W(wǎng) B.Z＞W(wǎng)＞X＞Y C.Z＞X＞Y＞W(wǎng) D.Z＞Y＞X＞W(wǎng) 六、高考聚焦 1.用惰電極電解AgNO3溶液500mL；當(dāng)電解液的pH值從6.0變?yōu)?.0(設(shè)電解時無氫氣逸出，且電解液在電解前后體積變化可以忽略)，電極上析出銀的質(zhì)量為（ ） A.27mg B.54mg C.108mg D.216mg 2.某學(xué)生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用石墨作電極電解飽和氧化鈉溶液，通電時，為使Cl2被完全吸收制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液，設(shè)計了如圖的裝置，則對電源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是（ ） A. a為正極，b為負(fù)極；NaClO和NaCl B. a為負(fù)極，b為正極；NaClO和NaCl C. a為陽極，b陰極， HClO和NaCl D. a為陰極，b為陽極，HClO和NaCl 3. 通以相等的電量，分別電解等濃度的硝酸銀和硝酸亞汞（亞汞的化學(xué)價為+1）溶液，若被還原的硝酸銀和硝酸亞汞的物質(zhì)的量之比n(硝酸銀):n(硝酸亞汞)=2:1，則下列表述正確的是（ ） A. 在兩個陰極上得到的銀和汞的物質(zhì)量之比n(Ag):n(Hg)=2:1 B. 在兩個陽極上得到的產(chǎn)物的物質(zhì)的量不相等 C. 硝酸亞汞的分子式為HgNO3 D. 硝酸亞汞的分子式為Hg2(NO3)2 參考答案 四、夯實雙基 1.B 2.C 3.CD 4.D 5.A 6.AC 7.D 8.AD 9.C 電解 10.石墨；鐵網(wǎng)；防止H2和O2混合又避免O2和NaOH作用； 2Cl-+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH- 11.（1）HCl、CuCl2 （2）H2SO4.Na2SO4 （3）CuSO4.NaH 12.D 13.AD 14.（1）原電，原電 （2）1.4 （3）原電；電解；3360 15.B 16.A 17.D 18.B 19.C 20.D 五.能力提高 1.D 2.B 3.A 4.D 5.C 6.（1）負(fù) 電解 A：陽極：2Cl—2e-Cl2↑ 陰極：2H++2eH2↑ C：陽極：Cu-2e-Cu2+ 陰極：Ag++e-Ag （2）0.025molL-1 （3）B 7.C 8.BD 9.A 10.C 六.高考聚焦 1.B 2.B 3.D