电解池知识点总结.doc

三．电解池
1、定义：借助外加电流引起的氧化还原反应，把电能转化为化学能的装置.
2．原电池和电解池的比较：
装置
原电池
电解池
实例

原理

形成条件
①电极：两种不同的导体相连;
②电解质溶液：能与电极反应。
①电源；
②电极(惰性或活性电极）;
③电解质(水溶液或熔化态）.
反应类型
自发的氧化还原反应
非自发的氧化还原反应
电极名称
由电极本身性质决定：
正极：材料性质较不活泼的电极；
负极:材料性质较活泼的电极。
由外电源决定:
阳极：连电源的正极；
阴极：连电源的负极；
电极反应
负极:Zn—2e—=Zn2+（氧化反应）
正极：2H++2e-=H2↑（还原反应)
阴极:Cu2+ +2e— = Cu （还原反应)
阳极：2Cl--2e-=Cl2↑ (氧化反应）
应用
①抗金属的电化腐蚀；
②实用电池.
①电解食盐水（氯碱工业）；②电镀(镀铜）；③电冶（冶炼Na、Mg、Al)；④精炼（精铜）.
3、电解反应中反应物的判断——放电顺序
⑴阴极A。阴极材料(金属或石墨）总是受到保护。
B。阳离子得电子顺序 — 金属活动顺序表的反表：K+ <Ca2+ < Na+ 〈 Mg2+ < Al3+〈 Zn2+ 〈 Fe2+ < Sn2+ < Pb2+ 〈 (H+) 〈 Cu2+ 〈 Hg2+ < Ag+ （阳离子放电顺序与浓度有关,并不绝对）
⑵阳极A.阳极材料是惰性电极（C、Pt、Au、Ti等）时：阴离子失电子：S2— ＞SO32-＞ I— ＞ Br— ＞ Cl- ＞ OH- ＞ NO3- 等含氧酸根离子 ＞F—
【说明】：若阳极是活泼电极时：电极本身被氧化,溶液中的离子不放电。
4、电解反应方程式的书写步骤：
①分析电解质溶液中存在的离子；
②看阳极电极材料，确定阳极参加反应的物质。若阳极材料为活性电极,则电极材料本身放电。若阳极材料为惰性电极，则阳极是溶液中的阴离子按照放电顺序进行放电③确定电极、写出电极反应式；
④写出电解方程式。
如:（阳极材料为惰性电极材料)
⑴电解NaCl溶液（放氢生碱型）：
2NaCl+2H2O H2↑+Cl2↑+2NaOH，溶质、溶剂均发生电解反应,PH增大。
⑵电解CuSO4溶液（放氧生酸型）：
2CuSO4 + 2H2O2Cu + O2↑+ 2H2SO4溶质、溶剂均发生电解反应， PH减小.
⑶电解CuCl2溶液（电解电解质本身）:
CuCl2 Cu＋Cl2 ↑
电解盐酸： 2HCl H2↑＋Cl2↑溶剂不变,实际上是电解溶质,PH增大。
⑷电解稀H2SO4、NaOH溶液、Na2SO4溶液（电解水型）：
2H2O 2H2↑ + O2↑，溶质不变，实际上是电解水，PH分别减小、增大、不变。酸、碱、盐的加入增加了溶液导电性，从而加快电解速率（不是起催化作用）。
⑸电解熔融NaOH： 4NaOH 4Na + O2↑ + H2O↑
若阳极材料为活性电极如
用铜电极电解Na2SO4溶液: Cu +2H2O Cu（OH）2 + H2↑ （注意：不是电解水。）
5、电镀（电解精炼铜）
1、定义:利用电解原理在某些金属表面镀上已薄层其他金属或合金的方法。其实质是一种特殊情况下的电解。
2、构成:
阴极:待镀金属制品 阳极：镀层金属 电镀液：含镀层金属离子的电解质溶液
如:在铁制品表面电镀铜:
阳极：Cu — 2e— == Cu2+
阴极：Cu2+ + 2e— == Cu
电解精炼铜的结果：阳极上粗铜逐渐溶解，杂质Ag、Pt等沉积在电解槽的底部，形成阳极泥，阴极上纯铜逐渐析出。电解质溶液浓度在电解后减少。
例题精讲
【例1】将两个铂电极插入500mL CuSO4溶液中进行电解,通电一定时间后，某一电极增重0。064g（设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化），此时溶液中氢离子浓度约为
　　A.4×10-3mol/L　 B。2×10-3mol/L　 C。1×10—3mol/L　 D.1×10—7mol/L
【例2】某碱性蓄电池在充电和放电时发生的反应为:
　　Fe+NiO2+2H2O Fe（OH)2+Ni（OH）2，下列说法中正确的是：
　　A、放电时,负极上发生反应的物质是Fe.
　　B、放电时，正极反应是：NiO2+2e-+2H+=Ni（OH）2
　　C、充电时，阴极反应是:Ni(OH）2—2e-+2OH—=NiO2+2H2O
　　D、充电时，阳极附近pH值减小.
【例3】甲、乙两个容器中,分别加入0。1mol/LNaCl溶液与0.1mol/LAgNO3溶液后,以Pt为电极进行电解时，在A、B、C、D各电极上生成物的物质的量之比为：_____________
【例4】有三个烧杯，分别盛有氯化铜，氯化钾和硝酸银三种溶液；均以Pt作电极，将它们串联在一起电解一定时间，测得电极增重总和2.8克,这时产生的有色气体与无色气体的物质的量之比为
　　A、4：1　　 B、1：1　　 C、4：3　　 D、3:4
一、选择题(本题包括10小题，每小题6分，共60分。每小题只有一个选项符合题意）
1． （原创）下列有关电解原理的说法不正确的是（ ）
A．电解饱和食盐水时，一般用铁作阳极,碳作阴极
B．电镀时，通常把待镀的金属制品作阴极，把镀层金属作阳极
C．对于冶炼像钠、钙、镁、铝等这样活泼的金属，电解法几乎是唯一可行的工业方法
D．电解精炼铜时,用纯铜板作阴极,粗铜板作阳极
2．用铂电极电解CuSO4和KNO3的混合溶液500mL，经过一段时间后，两极均得到标准状况下11.2L气体，则原混合溶液中CuSO4的物质的量浓度为（ ）
A 0。5 mol/L B 0.8 mol/L C 1。0 mol/L D 1。5 mol/L
5． 某溶液中含有两种溶质AlCl3和H2SO4,它们的物质的量之比为2:1。用石墨做电极电解该混合溶液时，根据电极产物，可分为若干个阶段，下列叙述不正确的是( ）
A．阴极自始至终只有H2 B．阳极先析出Cl2后析出O2
C．电解最后阶段为电解水 D．溶液中先有白色沉淀生成后沉淀全部溶解
6．（改编）关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是 （ ）
A．电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠
B．若在阳极附近的溶液中滴入KI淀粉试液，溶液呈蓝色
C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液仍无色
D．电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中，加入适量盐酸充分搅拌后溶液可恢复原状况
7．（原创）下图是电解精炼铜装置，其中c、d为铜电极。则下列有关的判断不正确的是
A．c为粗铜板、d为纯铜板
B． 电解过程中，SO42-浓度几乎不变
C．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等
D． 电解过程中，c电极板附近沉积不溶物，d电极板质量增加
8、（改编）用惰性电极电解下列溶液,一段时间后，再加入一定质量的另一物质（中括号内)，溶液能与原来溶液完全一样的是
A． CuCl2［CuCl2溶液] B．AgNO3[Ag2O］
C．NaCl[HCl溶液] D．CuSO4[Cu(OH）2］
9．PH＝a的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后,溶液的pH〉a,则该电解质可能是
A．NaOH B．H2SO4 C．AgNO3 D．Na2SO4
10．（浙江省09年模拟试题）市场上经常见到一种标记为Li-ion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体),电解质为一种能传导Li+的高分子材料。这种锂离子电池的电极反应式为：
Li + 2Li0.35NiO2 2Li0.85NiO2
下列说法不正确的是：( )
A。 放电时，负极的电极反应式为：Li—e—== Li+
B。 充电时，Li0。85NiO2既发生氧化反应又发生还原反应
C．该电池不能用水溶液作为电解质
D．放电过程中Li+ 向负极移动
第Ⅱ卷 （非选择题，共40分）
三、(本题包括3小题，共40分）
11．从NO3-、SO42-、Cl—、H+、Cu2+、Ba2+、Ag+等离子中选出适当的离子组成电解质，采用惰性电极对其溶液进行电解。若两极分别放出气体，且体积比为1∶1,电解质的化学式可能是 。
12．室温下某金属为液态，当电解它的一价金属的硝酸盐溶液时,阴极得到的产物是该金属的单质.当阴极消耗2 mol该盐的阳离子时，阳极可得1 mol的气体产物，则此气体的产物是 （填分子式）.由此可推断得知该盐的化学式是 ,其阴极上所发生的还原反应方程式是： 。
13．工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质,可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜（只允许阳离子通过），其工作原理如图所示。
①该电解槽的阳极反应式为 ；
②通电开始后，阴极附近溶液pH会增大;其原因是 ；
③除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出品 （填写“A"或“B”）导出。
提高能力
3．．（原创）用惰性电极在一定温度下电解某Na2SO4饱和溶液200 g。当两极共产生标准状况下67。2L气体时，从溶液中析出64。4g Na2SO4•10H2O 晶体。则剩余溶液的溶质质量分数约是 （ ）
A．64.7% B．47.5％ C． 32.2％ D．28.3％
4． （原创）在25℃时,将两个铜电极插入一定质量的硫酸钾饱和溶液中进行电解。通电一段时间后，阴极上逸出a mol气体，同时有W g 无水硫酸钾晶体析出。在温度不变条件下，下列说法不正确的是 ( )
A．电解过程中共消耗2amol水B．剩余溶液中有大量蓝色沉淀产生
C．剩余溶液中溶质的质量分数为 W / (W+18a） ×100％
D．剩余溶液中溶质的质量分数为 W / (W+36a) ×100％
电解池答案与解析
1． A 【解析】A中电解饱和食盐水时，Fe不可作阳极，否则Fe—2e=Fe2+，则OH-不能失电子。
电解
2． C
3． D 【解析】Na2SO4是强酸强碱盐,电解该溶液实质上是电解水。2H2O 2H2↑+O2↑
共产生6个2L气体时，
则被电解的水为
据电解前后溶液均为饱和溶液，可选出D答案。
4． C 【解析】
用铜电极电解时：阳极 Cu—2e- =Cu2+电解
阴极 2H++2e=H2↑
电池总反应式：Cu+2H2O Cu（OH)2↓+H2↑
所以，A、B均正确。
剩余溶液中溶质的质量分数=
所以不正确的是C.
5．D 【解析】 以石墨作电极电解混和液时，第一阶段发生如下电极反应 2Cl--2e-=Cl2↑ 第二阶段， 2Cl— —2e- =Cl2↑
2H++2e-=H2↑ 2H++2e-=H2↑ 此时H+是 由水电离得到的 第三阶段 4OH—4e— =2H2O+O2↑
6． B 【解析】电极反应式为 2Cl- —2e-=Cl2↑
2H++2e—=H2↑(H+由水提供） 所以，A错,B正确，C中阴极显碱性,滴酚酞应变红色。 D中电解一段时间，加入氯化氢可复原。D不正确。
7． C 【解析】C与电源正极相连为C为粗铜，d为纯铜，A正确电极反应式为 Cu—2e— =Cu2+ 所以,SO42-浓度几乎不变，B正确Cu2++2e—=Cu粗铜中含杂质，所以粗铜减少的质量多于析出的纯铜，C错，D正确。
8． B 【解析】 复原的原则是出来什么，加回什么,所以应选B.
9．【解析】 A
B和C的H+变大，PH变小，D电解水，PH不变
10．【解析】 D
11．BaCl2 、 HCl
【解析】 两极均放出气体，阳离子不可选Cu2+、Ag+，只能选出H+和Ba2+；阴离子可选NO3-、SO42-、Cl—。放出气体体积比为1:1，不能为电解水.所以只能用HCl和BaCl2溶液，不用含氧酸及其盐溶液。
12．O2 Hg2（NO3)2 Hg22+＋2e－＝2Hg
【解析】电解硝酸盐时阳极发生的反应为4OH- -4e- = 2H2O+O2↑产生1molO2需转移4mol电子，则金属阳离子也产生4mole—，金属又为负价。所以，该盐必为Hg2(NO3）2，阴极反应为2Hg22++4e—=4Hg。
13．①4OH－–4e－＝2H2O+O2↑
②H+放电，促进H2O的电离,从而使OH－浓度增大
③B
【解析】电解时，含氧酸根放电顺序在OH-放电之后，所以阳极反应式4OH— -4e— =2H2O+O2↑;电解开始后，阴极反应式：4H++4e-=2H2↑，H+由水提供,所以PH升高.B出口得到除杂后的KOH溶液。
14．①构成原电池，负极铝加快腐蚀
②能 Cu–2e－ == Cu2+ 2Fe3++2e－＝2Fe2+
③见下图(其他合理答案均得分）
【解析】（1）满足形式原电池的条件,可形成原电池，导致铝腐蚀加快。
(2）能。负极材料失电子：Cu—2e- =Cu2+
正极:2Fe3+ +2e— =2Fe2+
（3)设计时Cu做负极材料，电解质溶液中能提供H+失电子,不能有氧化性强于H+的粒子.