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H2ONaOHNaNO3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為陰極燃氣，空氣與CO2的混合氣為陽極燃氣，制得在650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法”知，陽極也即是負極，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.1.62gB.6.48gC.3.24gD.12.96g2. 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.1:2:3B.3:2:1C.6:3:1D.6:3:25. 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鋅石墨負極CuSO4B石墨石墨負極NaOHC銀鐵正極AgNO3D銅石墨負極CuCl26.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，負極上發(fā)生的反應(yīng)的物質(zhì)是（ ）A. AgB.Zn(OH)2C.Ag2OD.Zn8.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. HClB. NaOHC. Na2SO4D. NaCl10.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+3H2OD.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，插入電極進行電解，若達到下列要示：一電極質(zhì)量減輕，另一電極質(zhì)量增加；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.CuCl2B.AgNO3C.BaCl2D.H2SO416. 將兩個鉑電極插入500mLCuSO4溶液中進行電解，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-1B.210-3molL-1C.110-3molL-1D.110-7molL-117.1Lna2SO4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-1B.1 molL-1C.1.5 molL-1D.2 molL-118.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電極是負極B. b電極的電極反應(yīng)為：4OH-4e-=2H2O+O2C. 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極D.負電路中每通過0.2mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減少6.5g20. 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1:2D. 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1:12.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.1:2:3B.3:2:1C.6:3:1D.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：Cu64 Mg24 Al27 Na23） A.CuSO4B.MgSO4C.Al(NO3)2D.Na2SO44.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)=2:1B.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HgNO3D.硝酸亞汞的分子式為Hg2(NO3)25. 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.1.4B.5.6C.7D.12.68.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)2B.向溶液中加入0.31g CuCO3放電充電C.向溶液中加入0.0025mol H2SO4D.向溶液中加入0.2g CuO9.鎳鎘（NiCd）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，該電池的負極材料是（ ）A.CdB.NiO(OH)C.Cd(OH)2D.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的還原性由強到弱的順序是（ ） A.XZYWB.ZWXYC.ZXYWD.ZYXW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.27mgB.54mgC.108mgD.216mg2.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為負極；NaClO和NaClB. a為負極，b為正極；NaClO和NaClC. a為陽極，b陰極， HClO和NaClD. a為陰極，b為陽極，HClO和NaCl3. 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)=2:1B. 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HgNO3D. 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.NaH12.D 13.AD 14.（1）原電，原電 （2）1.4 （3）原電；電解；336015.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 電解A：陽極：2Cl2e-Cl2陰極：2H+2eH2C：陽極：Cu-2e-Cu2+陰極：Ag+e-Ag（2）0.025molL-1 （3）B7.C 8.BD 9.A 10.C六.高考聚焦1.B 2.B 3.D