高三化学014.doc

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期数： 0509 HXG3 014
学科：化学 年级：高三 编稿老师：张晓娟
审稿老师：曲宝琦

[同步教学信息]
复 习 篇

第四单元 电解原理及应用
复习篇
【基础知识梳理】

【难疑点悟】
1、电解质溶液的电解规律
(1)电解电解质本身：不活泼金属的卤化物、氢卤酸(除F外)。如CuCl2、HBr溶液等。(2)电解水：活泼金属的含氧酸盐、含氧酸、强碱溶液，其实质是电解水。如KNO3、H2SO4、NaOH溶液等。
(3)电解质与水都发生部分电解：活泼金属的卤代物、不活泼金属的含氧酸盐溶液，电解时，电解质和水电离出的离子均有放电。如NaCl、Cu(NO3)2溶液等。
(4)惰性电极电解酸、碱、盐的一般规律
物质类型
电极反应
电解
对象
电解质的
浓度c
pH
溶液复原所需物质
阳极
阴极
可溶性碱
4OH－－4e－=O2↑+2H2O
4H++4e－=2H2↑
水
增大
增大
水
含氧酸
同上
同上
水
增大
减小
水
活泼金属的含氧酸盐
同上
同上
水
增大
不变
水
无氧酸
(如HCl)
2Cl－－2e－=Cl2↑
2H++2e－=H2↑
电解质
减小
增大
电解质
不活泼金属无氧酸盐
(如CuCl2)
2Cl－－2e－=Cl2↑
Cu2++2e－=Cu
电解质
减小

电解质
活泼金属
无氧酸盐
(如NaCl)
2Cl－－2e－=Cl2↑
2H++2e－=H2↑
电解质和水
生成新物质
增大
相应的非金属氢化物
不活泼金属
含氧酸盐
(如CuSO4)
4OH－－4e－=O2↑+2H2O
2Cu2++4e－=2Cu
电解质和水
生成新物质
减小
相应的碱
性氧化物
(5)在同一电解池中，阴、阳两极失去电子和得到电子数守恒且与串联电路通过的电量守恒。
（Q=It qe=1.6×10-19库仑）
【典型题解析】
例1、工业上为了处理含有Cr2O72-酸性的工业废水，采用下面的处理方法：往工业废水中加
入适量NaCl，以Fe为电极进行电解，经过一段时间，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成，工业废水中铬的含量已低于排放标准。请回答下列问题：
（1）两极发生反应的电极反应式
（2）写出Cr2O72-变为Cr3+的离子方程式： 。
（3）工业废水由酸性变为碱性的原因是 。
（4） （填“能”或“不能”）改用石墨电极，原因是 。
[解析]由题可知以Fe为电极电解时，Fe在阳极溶解Fe-2e-Fe2+ ，Fe2+具有还原性，使废水中的Cr2O72-被还原为Cr3+ ，发生反应为Cr2O72-+6Fe2++14H+=6Fe3++ Cr2++7H2O，消耗了部分H+，但主要是电解池的阳极是H+，放电；2H++2e-= H2↑，破坏了水的电离平衡，使溶液中的OH-，浓度逐渐增加，因而逐渐生成Fe(OH)3和Ca(OH)2沉淀，从而达到降低废水中铬的含量的目的。
答：（1）Fe-2e-Fe2+；2H++2e- H2↑。
（2）Cr2O7+6Fe2++14H+= Cr2++6Fe3++ 7H2O。
（3）H+不断放电，Cr2O72-与Fe2+反应中消耗H+，破坏了水的电离平衡，使溶液C（OH-）>C（H+）。
（4）不能。因为用石墨作电极，阳极产生Cl2，得不到Fe2+，缺少还原剂，不能使Cr2O72-→Cr3+→Cr（OH）3↓而除去。

例2、已知SO2（H2SO3）能使碘水褪色，且相互定量反应，简答用惰性电极电解物质的量浓度相等的BaI2和SO2混合溶液（含少量淀粉）时的现象和反应问题：
（1）电解时，在阳极附近的溶液中，将先后观察到什么反应现象？请写出先后相应发生的两步阳极反应式。
答： 。
（2）写出第二步电解的化学方程式： 。
（3）如此分步电解的理论依据是什么 ？

。
命题目的：考查离子放电顺序的实质及运用信息解决问题的能力。
解题思路：在电解池中离子放电顺序实质就是阴离子还原能力的强弱顺序和阳离子氧化能力的强弱顺序，我们只把常见的阴、阳离子放电先后加以排序。对于给出的信息实际上是反应：I2+ SO2+ H2O4H++2I-+ SO42-，还原性SO2〉I2。即SO2优先I-放电。
答：（1）先析出白色沉淀，后溶液变蓝色。
第一步：H2SO3+ H2O+Ba2+ BaSO4↓+4H++2e；
第二步：I--2e I2
（2）2HIH2+I2
（3）因为SO2的还原性比I-强，前者先放电。然后再开始I-放电。
例3：按下图装置实验：[A]、[B]两烧杯分别盛放10%NaOH溶液200g和1mol·L-1的CuSO4溶液500mL,a、b、c、d都是铂电极，通电一段时间后，在c极增重，又测出[A]杯中NaOH溶液的浓度变为10.23%，试回答： （1）电源P为 极。
（2）b极放出气体 L（标准状况）。
（3）c极的电极反应 ，c极增重 g。
（4）d极上的电极反应式 ，电极产物的质量为 g。
（5）通电后[B]池CuSO4的物质的量浓度为 ；H2SO4的物质的量的浓度为 。([B]池电解后溶液体积变化忽略不计。)

解析 （1）根据c极增重，可判断c为阴极，d为阳极，阳极是与电源正极直接相连的极，所以Q是正极，P是负极。
（2）[A]池实质上是电解水（a极放H2，b极放O2）。设被电解的水的质量为x。

x=4.5(g)
设b极在标准状况下放出O2的体积为V。
2H2O 2H2↑+ O2↑
2 1

（3）[B]池为电解CuSO4溶液，又因为是串联电池，通过电量相等。设析出Cu质量为y。
根据 2Cu ～ O2（均得失4e）
2×64g 22.4L
y 2.8L
y=16g
c极的电极反应:Cu2++2e=Cu
(4)d极为阳极,其电极反应:
4OH--4e=2H2O+ O2↑
设d极产物O2的质量为x。
2Cu ～ O2
2×64g 32g
16g x
x=4g
（5）设[B]池反应中消耗CuSO4物质的量为m，生成H2SO4物质的量为 。根据[B]池总反应计算：
2CuSO4+2H2O 2Cu+ O2↑+2H2SO4
2mol 2×64g 2mol
m 16g n
m=n=0.25 mol
已知电解前后体积不变
则c（CuSO4）=（1mol·L-1×0.5L-0.25 mol）/0.5L
=0.5 mol·L-1
c（H2SO4）=0.25 mol·0.5L-1=0.5 mol·L-1
答：（1）负 （2）2.8L
（3）Cu2++2e-=Cu ；16g
（4）4OH--4e-=2H2O+ O2↑；4g
（5）0.5 mol/L；0.5 mol/L
【高考真题演练】
（2004、广东）pH＝a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
答案：A
（2003、上海）右图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关的判断正确的是
A a为负极、b为正极 B a为阳极、b为阴极
C 电解过程中，d电极质量增加 D 电解过程中，氯离子浓度不变
答案：C
13、（2004、上海）下图中能验证氯化钠溶液（含酚酞）电解产物的装置是

答案：D
A
a
X
Y
（2004、全国统一）电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：
（1）若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则
①电解池中X极上的电极反应式为 。在X极附近观察到的现象是 。
②Y电极上的电极反应式为 ，检验该电极反应产物的方法是 。
（2）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则
①X电极的材料是 ，电极反应式是 。
②Y电极的材料是 ，电极反应式是 。
（说明：杂质发生的电极反应不必写出）
答案：
（1）①2H＋＋2e－＝H2↑ 放出气体，溶液变红。
②2Cl－－2e－＝Cl2↑ 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色。
（2）①纯铜：Cu2＋＋2e－＝Cu ②粗铜：Cu－2e－＝Cu2＋
（2004、全国理综）在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相溶的中性液体。上层液体中插入两根石墨电极，圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅棒，可以上下搅动液体，装置如右图。接通电源，阳极周围的液体呈现棕色，且颜色由浅变深，阴极上有气泡生成。停止通电，取出电极，用搅棒上下剧烈搅动。静置后液体又分成两层，下层液体呈紫红色，上层液体几乎无色。根据上述实验回答：
（1）阳极上的电极反应式为_____________________。
（2）阴极上的电极反应式为_____________________。
（3）原上层液体是_____________________________。
（4）原下层液体是_____________________________。
（5）搅拌后两层液体颜色发生变化的原因是 。
（6）要检验上层液体中含有的金属离子，其方法是 ，现象是 。
答案：（1）2I－－2e－＝I2
（2）2H＋＋2e－＝H2↑
（3）KI（或NaI等）水溶液
（4）CCl4（或CHCl3等）
（5）I2在CCl4中的溶解度大于在水中溶解度，所以绝大部分I2都转移到CCl4中
（6）焰色反应 透过蓝色钴玻璃观察火焰呈紫色（其它合理答案同样给分。例如，若③中答NaI水溶液，这里答火焰呈黄色。）
【达标训练】
（※）级
一、选择题
1、电解时间一定，对析出某物质的质量没有影响的因素是（ ）
A．该元素的相对原子质量 B．该元素的化合价
C．通过的电流强度 D．电极材料
2、下列有关叙述正确的是（ ）
A．原电池中，阴离子向正极移动
B．原电池工作时，正极上不一定析出单质
C．电解池的阴极一定不参加反应
D．电解池工作时，阳极上一定析出物质
3、用石墨作电极，电解1mol·L－1下列物质的溶液，溶液的pH值保持不变的是（ ）
A．HCl B．NaOH C．Na2SO4 D．NaCl
4、在相同温度下，电解下列物质的水溶液一段时间后，溶液中[OH－]减小的是（ ）
A．HCl B．Na2SO4 C．饱和NaCl D．H2SO4
5、用惰性电极电解下列各组物质的水溶液时，发生的电极反应完全相同的是（ ）
A．NaOH H2SO4 Na2SO4 B．NaOH HCl NaCl
C．CuSO4 CuCl2 D．KCl NaCl
6、采用惰性电极从NO3－、SO42－、H+、Cu2+、Ba2+、Ag+、Cl－等离子中，选用适当的离子组成电解质对其溶液进行电解。
(1)两极分别放出H2和O2，电解质是_______。
(2)阴极析出金属，阳极放出O2，电解质是______。
(3)两极分别放出气体，且体积比为1：1，电解质是_______。
7、如图abcd是一张浸有饱和食盐水和滤纸，E、F为铂片，其附近滴有两滴石蕊试液。X、Y为Cu、Zn组成。
(1)若工作时，E附近出现蓝色，则E为_______极，F为_______极；Y为_______，Y极材料为_______。
(2)若E、F均为铜片，其余不变，则E、F的电极反应：E极：_______，F极：_______。
8、右图是用石墨和铁作电极电解饱和食盐水的装置。请填空：
(1)X的电极名称是_______ 极，发生的电极反应式为______________，Y极的电极材料是_______。检验X极的产物方法是______________。
(2)某同学在实验时误将两种电极材料接反，导致X极上未收到预期产物。一段时间后又将两极的连接方式纠正过来，发现X一端出现了白色沉淀，此沉淀是_______(填化学式)。其形成原因是_______ ，该沉淀在空气中放置，现象是_______ 。
参考答案：
1、D 2、BC 3、C 4、D 5、AD
6、(1)HNO3、H2SO4、Ba(NO3)2
(2)CuSO4、AgNO3、Cu(NO3)2
(3)HCl
7、(1)阴 阳 正 Cu
(2)2H++2e－H2↑ Cu－2e－Cu2+
8、(1)阳 2Cl－－2e－Cl2↑ Fe 用湿润的淀粉碘化钾试纸放在管口，若变蓝，说明有Cl2产生
(2)Fe(OH)2 铁作阳极时被氧化为Fe2+，纠正错误后，这一端又变为阴极，
2H++2e－H2↑，生成的OH－与Fe2+结合成Fe(OH)2 先变灰绿色，后变红褐色
（※※）级
1、在一定温度下，用铂电极电解饱和Na2SO4溶液，对电解质溶液判断正确的是（ ）
A．不会有晶体析出 B．浓度变大
C．浓度变小 D．pH值不变
2、用惰性电极电解下列溶液，电解一段时间后，阴极质量增加，电解质溶液的pH下降的是（ ）
A．CuCl2 B．AgNO3 C．BaCl2 D．H2SO4
3、下列关于铜电极的叙述正确的是（　 ）
A．铜锌原电池中铜是正极
B．用电解法精炼粗铜时粗铜作阴极
C．在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极
D．电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极
4、用惰性电极电解M(NO3)x的水溶液，当阴极增重ag时，在阳极同时产生bL气体(标准状况)，从而可知M的相对原子质量为（ ）
A． B． C． D．
5、电解CuSO4溶液时，若要求达到如下三点要求：①阳极质量减少，②阴极质量增加，③电解液中[Cu2+]保持不变。则可选用的电极是（ ）
A．纯铜作阳极，含Zn、Ag的铜合金作阴极
B．纯铜作阴极，含Zn、Ag的铜合金作阳极
C．纯铁作阳极，纯铜作阴极
D．纯铜作阳极，Pt作阴极
6、图中每一方框中的字母代表一种反应物或生成物

各物质组成情况表
C D I
起始组成/mol 6 4 0
某时刻组成/mol 3 3 2
物质A跟B反应生成E、F和G，物质C跟D反应生成I，某温度下该反应起始和某时刻的反应混合物组成如上表，请填写下列空白：
(1)物质H的分子式是__________。
(2)反应①的化学方程式是_________。
(3)反应②的化学方程式(须注明反应条件)是_________。
7、有一种模拟电化学方法处理废水的微型实验，其基本原理是在电解过程中使低价金属离子Mn+(例如Co2+)氧化为高价态的金属离子，然后以此高价态的金属离子作氧化剂把废水中的有机物氧化分解成CO2而净化。该电化学净化法又称间接电化学氧化。其阳极反应式为：Mn+－e－→M(n+1)+。若现按下图所示进行实验，试问回答下列问题：

(1)井穴板穴孔内应盛放__________溶液以便检验电解时产生的CO2气体，现象是：___________________。
(2)写出电解过程中的电极反应式：
阳极______________________________；
阴极______________________________。
(3)写出M(n+1)+氧化有机物(以甲醇为代表)的离子方程式：____________________
参考答案
1、BD 2、B 3、AC 4、CD 5、AD
6、(1)HCl
(2)Cl2+2NaOH = NaCl+NaClO+H2O
(3)N2+3H22NH3
7、(1)石灰水 生成白色沉淀
(2)Co2+－e－=Co3+；2H++2e－=H2↑
(3)6Co3++CH3OH+H2O → 6Co2++CO2↑+6H+