考點考點1 電解原理電解原理 1用惰性電極電解時，電解對象、電解產物與離子放電順序的關系陰離子放電順序：S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸F-陽離子放電順序：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+H+(水)Al3+Mg2+Na+電解質溶液電解規(guī)律與區(qū)、區(qū)與H+：電解電解質型與區(qū)：放氫生堿型與區(qū)：放氧生酸型與區(qū)、區(qū)與H+：電解水型2用惰性電極電解電解質溶液時各種變化情況簡析續(xù)表續(xù)表3.電極方程式、電解方程式的書寫書寫電解反應的一般步驟是：以寫出用石墨做電極電解CuSO4溶液的電極反應式及總的電解方程式為例。第一步：明確溶液中存在哪些離子溶液中的陽離子：Cu2+、H+，陰離子：OH-、 。第二步：判斷陰陽兩極附近離子種類及離子放電順序陰極：Cu2+H+陽極：OH- 第三步：寫電極反應式和總的電解方程式陰極：2Cu2+4e-=2Cu陽極：4OH-4e-=2H2O+O2或2H2O-4e-=O2+4H+24SO24SO使得失電子數相等，兩極反應式相加得總方程式：2Cu2+2H2O 2Cu+O2+4H+(離子方程式)或2CuSO4+2H2O 2Cu+O2+2H2SO4。電解電解注意：上述例子中的電極若換成銅棒，陽極電極反應式為：Cu-2e-=Cu2+，陰極電極反應式不變。電極反應式的書寫要以實際放電的離子表示，但電解方程式的書寫中，弱電解質要以分子式的形式書寫。如本例中的陽極反應式可寫為OH-，但是電解總反應方程式則必須寫為H2O。例例1(2010福建卷福建卷)鉛蓄電池的工作原理為：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。研讀下圖，下列判斷不正確的是()AK閉合時，d電極反應式：PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+B當電路中轉移0.2 mol 電子時，中消耗的H2SO4為0.2 mol4H+ CK閉合時，中SO向c電極遷移DK閉合一段時間后，可單獨作為原電池，d電極為正極24SOC 【解析】 本題考查電化學(原電池、電解池)的相關知識，K閉合時為原電池，為電解池，中發(fā)生充電反應，d電極為陽極發(fā)生氧化反應，其反應式為PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H+SO所以A正確。在上述總反應式中，得失電子總數為2e-，當電路中轉移0.2 mol電子時，可以計算出中消耗的硫酸的量為0.2 mol，所以B對。K閉合一段時間，也就是充電一段時間后可以作為原電池，由于c表面生成Pb，放電時做電源的負極，d表面生成PbO2，做電源的正極，所以D也正確。K閉合時d是陽極，陰離子向陽極移動，所以C錯?？键c考點2 電解計算電解計算1簡單裝置中各電極產物間的計算在一個裝置中進行電解時，各電極產物不同，但陰陽極得失電子數相等。根據此標準可對各電極產物、溶液中的產物，以及反應消耗的物質進行計算。2復雜裝置中(指多個裝置串聯(lián)連接)各電極產物的判斷在串聯(lián)電解裝置中，各電極電子轉移數相等。據此，可計算各電極產物，溶液中的c(H+)、c(OH-)的變化。3電解的計算特點有關電解的計算通常是求電解后某產物的質量、氣體的體積、某元素的化合價以及溶液的pH、物質的量濃度等。解答此類題的方法有兩種：一是根據電解方程式或電極反應式，應用陰、陽兩極得失電子守恒進行有關計算。二是用惰性電極進行電解的過程，若電解質的陰、陽離子不同時在兩極上放電，則陽離子放電的同時必有H+生成，n(H+)=n(陽離子)電荷數。也可利用物質的量關系(電子得失守恒)進行計算，如，H2Cl21/2O2Cu2Ag2H+2OH-。應用原電池、電解池進行有關化學計算，也常見于高考題中，抓住兩電極上通過的電子數目相等，是解答這類題的關鍵。 例例2 在500 g CuSO4溶液中插入兩根電極。一極為鐵，一極為含雜質鋅均勻的粗銅，通電一段時間后，切斷電源，立即將電極取出，這時鐵極上析出7.04 g銅，電解液增重0.02 g。求粗銅中鋅的質量分數。 【解析】 解本題的關鍵有兩點：一是正確寫出電極反應式。根據活性材料作陰極不參加反應，作陽極時被氧化，可知粗銅為陽極，鐵為陰極；二是根據“電解時，通過各串聯(lián)電極的電子的物質的量相等”建立關系式。 設參加反應的Cu和Zn的物質的量分別為x mol和y mol。生成的Cu的物質的量0.02mol65g/mol0.02mol65/ mol0.09mol64/ molggZn%=100%=18.4%【答案】 18.4% 用惰情電極電解電解質溶液時，若使電解后的溶液恢復原狀態(tài)，應遵循“缺什么加什么，缺多少加多少”原則。一般加入陰極產物與陽極產物的化合物。如電解CuSO4溶液，因從溶液中減少的是Cu和O2，且為2 1，相當于減少了CuO，所以恢復應加CuO。加1 mol Cu(OH)2則多加1 mol H2O，反過來，如果需要加Cu(OH)2才能恢復，說明CuSO4電解質電解完后還電解了水，且CuO和H2O為1 1。 1.(2011上海卷上海卷)用電解法提取氯化銅廢液中的銅，方案正確的是( )A用銅片連接電源的正極，另一電極用鉑片B用碳棒連接電源的正極，另一電極用銅片C用氫氧化鈉溶液吸收陰極產物D用帶火星的木條檢驗陽極產物 【解析】 用電解法提取氯化銅廢液中的銅時，銅必須作陰極，陽極是銅或惰性電極，陰極的反應式為：Cu2+2e- =Cu。B2.(2011全國卷全國卷)用石墨做電極電解CuSO4溶液。通電一段時間后，欲使用電解液恢復到起始狀態(tài)，應向溶液中加入適量的( ) ACuSO4 BH2O CCuO DCuSO4 5H2OC 【解析】 用石墨做電極電解CuSO4溶液的電解方程式是2CuSO4+2H2O 2H2SO4+2Cu+O2，根據缺什么補什么的，選項C正確。電解3.(2011山東卷山東卷)以KCl和ZnCl2混合液為電鍍液在鐵制品上鍍鋅，下列說法正確的是( )A未通電前上述鍍鋅裝置可構成原電池，電鍍過程是該原電池的充電過程B因部分電能轉化為熱能，電鍍時通過的電量與鋅的析出量無確定關系C電鍍時保持電流恒定，升高溫度不改變電解反應速率D鍍鋅層破損后對鐵制品失去保護作用C 【解析】 電鍍時，通常把待鍍的金屬制品作陰極，把鍍層金屬作陽極，用含有鍍層金屬離子的溶液作電鍍液。因此在鐵制品上鍍鋅時，鐵作陰極，鋅作陽極，由于鋅比鐵活潑，因此未通電前可以構成原電池，但此時鋅作負極失去電子，鐵作正極，而電鍍時鋅仍然失電子，所以選項A不正確；在氧化還原反應中必需滿足得失電子守恒，因此電鍍時通過的電量與鋅的析出量有確定關系而與能量變化無關，B不正確；由于電鍍時保持電流恒定，因此導線中通過的電子速率是不變的，所以升高溫度不能改變電解反應速率，C正確；鍍鋅層破損后，由于鋅比鐵活潑，所以即使發(fā)生電化學腐蝕也是鋅失去電子而保護了鐵，即選項D也不正確。4.右圖為直流電源電解稀Na2SO4水溶液的裝置。通電后在石墨電極a和b附近分別滴加一滴石蕊試液，下列實驗現象中正確的是( )A逸出氣體的體積a電極的小于b電極的B一電極逸出無味氣體，另一電極逸出刺激性氣味氣體Ca電極附近呈紅色，b電極附近出現藍色Da電極附近呈藍色，b電極附近出現紅色D 【解析】 電解稀Na2SO4水溶液，其本質是電解水。 b極為陽極：4OH-4e-=2H2O+O2 a極為陰極：4H+4e-=2H2 a極逸出氣體為氫氣，b極逸出氣體為氧氣，二者都是無色無味的氣體，且a極氫氣的體積是b極氧氣的體積的2倍，則A、B均錯誤；a極氫離子得電子，所以a極附近氫氧根離子濃度增大，遇石蕊試液變藍；b極氫氧根離子放電，致使b極附近氫離子濃度增大，遇石蕊試液變紅色，則C錯，D正確。5.(2011北京市海淀區(qū)高三模擬北京市海淀區(qū)高三模擬)加碘食鹽中含有碘酸鉀(KIO3)，現以電解法制備碘酸鉀，實驗裝置如圖所示。先將一定量的碘溶于過量氫氧化鉀溶液，發(fā)生反應：3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O，將該溶液加入陽極區(qū)，另將氫氧化鉀溶液加入陰極區(qū)，開始電解。下列說法正確的是( )Aa電極是陰極Ba極區(qū)的KI最終轉變?yōu)镵IO3D電解過程中OH-從a極區(qū)通過離子交換膜c進入b極區(qū)C陽極電極反應：4OH-4e-=2H2O+O2B6.(2010慈利一中高三期終考試慈利一中高三期終考試)如圖所示，a、b、c均為石墨電極，d為碳鋼電極，通電進行電解。假設在電解過程中產生的氣體全部逸出，下列說法正確的是( )A.甲、乙兩燒杯中溶液的pH均升高B.當b極增重5.4 g時，d極產生的氣體為2.24 L(標準狀況)C.當電解一段時間后，將甲、乙兩溶液混合，一定會生成沉淀D.乙燒杯中c的電極反應式為2Cl-2e-=Cl2D7.下圖是一個乙醇燃料電池工作時的示意圖，乙池中的兩個電極一個是石墨電極，一個是鐵電極，工作時M、N兩個電極的質量都不減少，請回答下列問題：(1)M電極的材料是_，電極名稱是_，N的電極反應式為_，加入乙醇的鉑電極的電極反應式為_。鐵陰極4OH-4e-=2H2O+O2C2H5OH-12e-+16OH-=2CO+11H2O7.下圖是一個乙醇燃料電池工作時的示意圖，乙池中的兩個電極一個是石墨電極，一個是鐵電極，工作時M、N兩個電極的質量都不減少，請回答下列問題：(2)在此過程中，乙池中某一電極析出金屬銀4.32 g時，甲池中理論上消耗氧氣為_L(標準狀況下)；若此時乙池溶液的體積為400 mL，則乙池中溶液的pH為_。0.2241(3)若在常溫常壓下，1 g C2H5OH燃燒生成CO2和液態(tài)H2O時放出29.71 kJ熱量，表示該反應的熱化學方程式為 _ _。7.下圖是一個乙醇燃料電池工作時的示意圖，乙池中的兩個電極一個是石墨電極，一個是鐵電極，工作時M、N兩個電極的質量都不減少，請回答下列問題： C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) DH=-1366.7 kJ/mol