高三化学014.doc

东北师范大学附属中学网校（版权所有 不得复制）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cpH溶液复原所需物质阳极阴极可溶性碱4OH4e=O2+2H2O4H+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)2Cl2e=Cl22H+2e=H2电解质减小增大电解质不活泼金属无氧酸盐(如CuCl2)2Cl2e=Cl2Cu2+2e=Cu电解质减小电解质活泼金属无氧酸盐(如NaCl)2Cl2e=Cl22H+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)4OH4e=O2+2H2O2Cu2+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=1.610-19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SO2I2。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1molL-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+ O22 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）264g 22.4Ly 2.8Ly=16gc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 264g 32g16g xx=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+2H2SO42mol 264g 2mol m 16g nm=n=0.25 mol已知电解前后体积不变则c（CuSO4）=（1molL-10.5L-0.25 mol）/0.5L=0.5 molL-1c（H2SO4）=0.25 mol0.5L-1=0.5 molL-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）pHa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pHa，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：C13、（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：DAaXY（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 。Y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X电极的材料是 ，电极反应式是 。Y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）2H2eH2 放出气体，溶液变红。2Cl2eCl2 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色。（2）纯铜：Cu22eCu 粗铜：Cu2eCu2（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）2I2eI2 （2）2H2eH2（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1molL1下列物质的溶液，溶液的pH值保持不变的是（ ）AHClBNaOHCNa2SO4DNaCl4、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（ ）AHClBNa2SO4C饱和NaClDH2SO45、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（ ）ANaOH H2SO4 Na2SO4BNaOH HCl NaClCCuSO4 CuCl2DKCl NaCl6、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、D2、BC3、C4、D5、AD6、(1)HNO3、H2SO4、Ba(NO3)2(2)CuSO4、AgNO3、Cu(NO3)2(3)HCl7、(1)阴 阳 正 Cu(2)2H+2eH2 Cu2eCu2+8、(1)阳 2Cl2eCl2 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+2eH2，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DpH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（ ）ACuCl2BAgNO3CBaCl2DH2SO43、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（ ）ABCD5、电解CuSO4溶液时，若要求达到如下三点要求：阳极质量减少，阴极质量增加，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)反应的化学方程式是_。(3)反应的化学方程式(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+eM(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、BD2、B3、AC4、CD5、AD6、(1)HCl(2)Cl2+2NaOH = NaCl+NaClO+H2O(3)N2+3H22NH37、(1)石灰水 生成白色沉淀(2)Co2+e=Co3+；2H+2e=H2(3)6Co3+CH3OH+H2O 6Co2+CO2+6H+