【课标三维定向】 1.知识与技能
⑴以电解熔融的氯化钠为例,理解电解的基本原理,能够正确判断电解池的阴极和阳极。 ⑵了解氯碱工业、精炼粗铜及电镀铜的电解原理,能准确书写电极反应式和电解反应式;掌握惰性材料作电极时,离子的放电顺序。 2.过程与方法
⑴通过理解电解的基本原理,体会电解原理的应用及计算。
⑵通过电解熔融的氯化钠、观看氯碱工业的模型、精炼粗铜及电镀铜等,培养观察、分析、推理、归纳总结、迁移探究的能力。 3.情感态度与价值观
激发自主探究的意识,培养“由表及里”的分析问题的辩证唯物主义观点的教育。同时进行环境保护的教育,提高环保意识。 【学习策略指导】
学习重点:以电解熔融的氯化钠为例,理解电解的基本原理,初步掌握一般电解反应产物的判断方法。
学习难点:了解氯碱工业、精炼粗铜及电镀铜的原理,体会电解原理的应用。(阴极和阳极以及电极反应的概念、正确书写电极反应式。)
第一课时 电解原理
问题一、电解 【自主学习】
⒈电解熔融的氯化钠
离子在电场中的定向移动是电解质溶液和熔融电解质导电的原因。在电场作用下,熔融的氯化钠中的 和 分别移向与电源负极和正极相连的电极。与电源负极相连的电极带有 ,Na在这个电极上得到电子,被还原成钠原子: ;而与电源正极相连的电极带有 ,Cl在将电子转移给这个电极,自身被氧化成 ,最终生成 : 。将两个电极上所发生的反应组合起来,就是电解氯化钠制备金属钠的化学反应: 。
⒉电解的定义
-
+
在 的作用下,电解质在两个电极上分别发生 和 的过程。 [合作探究]:“电解”与“电离”是否是一回事? 电解与电离的比较 条件 过程 电离 特点 联系 电解 [要点强化指导]
⑴电解时所用的电流必须是直流电,而不是交流电。 ⑵熔融态电解质可被电解,电解质溶液也可被电解。
⑶电解的过程实质是一个氧化还原反应发生的过程,这一过程在通常情况下是不能进行的。
问题二、电解池 【自主学习】
⒈电解池的含义
将 转化为 的装置被称为电解池。 ⒉电解过程中的能量变化
在电解过程中,电源向反应体系提供 能,电能转化为 能而“储存”在反应物中。 ⒊电解池的构成
按照电化学规定,电解池中的两个电极是 极、 极,发生 的电极叫做阳极(阳极与电源的 相连);发生 的电极叫做阴极(阴极与电源的 极相连)。故电解池由 、 以及 组成。 问题三、电极反应及其反应式的书写 【自主学习】
⒈电极反应的含义
在电解池中,氧化反应和还原反应是在两个 上分别进行的。每个电极上或是发生 电子的变化,或是发生 电子的变化,分别相当于 的一半,这种反应常称为半反应。
在电极上进行的半反应叫做电极反应,阳极上发生 反应,阴极上发生 反应。 [合作探究1]:电极与电子的移动方向有怎样的特点?
⑴阳极与电源的 相连,阳极上发生 反应,电子由电解质中的 放电经电解池 极、外电路到电源的 极,即: 极
电源的 极;
⑵阴极与电源的 极相连,阴极上发生 反应,电子由电源的 极、外电路到电解池 极被电解质中的阳离子得到,即:电源的 极
电解池的 极。
[要点强化指导]电极与溶液(或熔融电解质)中的离子移动
⑴电解池的 极上有富积的大量的 ,故电解质中带 电荷的 离子向该极移动;
⑵电解池的 极上缺失 ,故电解质中带 电的 离子向电解池的 极移动。
[规律指导与总结]:电极反应式的书写形式与步骤
⑴电极反应式的书写形式有两种(以Cl被氧化为例): ①2Cl- 2e= Cl2↑; ②2Cl →Cl2↑+ 2e 。 ⑵电极反应式的书写步骤:
①看电极:主要看阳极是何类型的电极,若为活性电极,电极本身被氧化;若为惰性电极,溶液或融化状态的电解质中的阴离子被氧化。阴极一般不参与反应。
②看离子:搞清溶液或融化状态的电解质中有哪些阳离子、阴离子,首先排出放电顺序,然后书写电极反应式。
③书写时一定不要忘了水的电离,水溶液中始终有H和OH,放电顺序中H和OH之后的离子一般不参与电极反应。
④两个电极反应式所带的电荷必相等。
⑤书写时可依据总的反应式和某一电极反应式来写另一电极反应式。用总的反应式减去某一电极反应式就等于另一电极反应式 问题四、电解质溶液中各离子的放电顺序 【自主学习】
⒈离子的放电是指 离子失去电子或 离子得到电子的过程。阴离子放电越容易, 电子就越容易, 性就越强;反之,阳离子放电越容易, 电子就越容易, 性就越强。
+
-
+
-
-
-
-
-
-
⒉阳离子的放电顺序:
K<Ca<Na<Mg<Al<H(H浓度较小)<Zn<Fe<Sn<Pb<H(H浓度较大)<Cu <Fe<Hg<Ag<Pt<Au
⒊阴离子的放电顺序:
S>I>Br>Cl>OH>含氧酸根离子(SO4、NO3等)>F 【问题分析示例】
例题1:工业制铝是采用电解熔融的氧化铝的方法。试分析电解熔融的Al2O3的原理,写出有关的电极反应式及总反应式。
针对性练习:
1.工业制镁是采用电解熔融的氯化镁的方法。试分析电解熔融的MgCl2的原理,写出有关的电极反应式及总反应式。
例题2::以石墨为电极电解Cu(NO3)2溶液。
⑴写出电极反应式; ⑵写出电解的总反应式和离子方程式。
针对性练习:
2.用惰性电极电解CuSO4和NaCl 的混合溶液,开始时阴极和阳极上分别析出的物质是( )A.H2和Cl2 B.Cu和Cl2 C.H2和O2 D.Cu和O2 【课堂练习达标】
3. 下列关于电解槽的叙述不正确的是( ) A.与电源正极相连的是电解槽的阴极 B.与电源负极相连的是电解槽的阴极
2-
-
-
-
-
2-
-
-
3+
2+
+
2+
3+
+
2+
+
2+
3+
+
+
2+
2+
2+
2+
+
+
2+
C.在电解槽的阳极上发生氧化反应
D.电子从电源的负极沿导线流入电解槽的阴极 4.能用电解的原理说明问题的是( )
①电解是把电能转化成化学能;②电解是把化学能转化成电能;③电解质溶液导电是化学变化,金属导电是物理变化;④某些不能自发的氧化还原反应,通过电解的原理可以实现;⑤任何溶液被电解时,必须导致氧化还原反应的发生。
A.①②③④ B.②③⑤ C.③④ D.①③④⑤ 5.电解下列物质的水溶液时,在阴极区无金属析出的是( ) A.AgNO3 B.CuCl2 C.NaOH D.CaCl2
6.用石墨作电极,下列离子浓度相同时,在电解过程中最容易发生的电极反应是( ) A.2Cl→Cl2↑+ 2e B.4OH → 2H2O + O2↑+ 4e C.S
2-
-
-
-
-
→S + 2e D.2Br→Br2 + 2e
-- -
7.若电解熔融的氢氧化钠,其有关的电极反应式及总反应式怎样?
8.在蒸馏水中按物质的量之比为1∶1∶1∶1加入AgNO3、Ba(NO3)2、K2SO4、NaCl,充分搅
拌后,以铂电极电解该溶液,通电后最初所的还原产物与氧化产物的质量比为A.1∶8 B.137∶71 C.35.5∶108 D.108∶35.5
-
9.用碳棒作电极,在H、Na、Cu、Ag、Cl、NO3、SO4等离子中选出适当离子组成电解
+
+
2+
+
-
2-
质,电解其溶液:
⑴当阴极放出H2,阳极放出O2时,电解质的名称是 ; ⑵当阴极析出金属,阳极放出O2时,电解质的名称是 ; ⑶当阴极放出H2,阳极放出Cl2时,电解质的名称是 ; ⑷电解过程中电解质和水都减少时,电解质的名称是 ; ⑸通过电子的物质的量与阴极析出的金属、阳极析出的气体的物质的量之比为4∶2∶1时,电解质的化学式是 。
第二课时 电解原理的应用
问题一 、氯碱工业的电解原理(电解食盐水) 【自主学习】
氯碱工业就是电解饱和食盐水,在饱和食盐水溶液中,含有 、 、 、 ,阳离子 、 在阴极上的放电顺序是 ;阴离子 、 在阳极上放电顺序是 。所以,电极反应式为:阳极 ;阴极 。将两个电极反应式相加,得到电解的总反应式为 。故,在阴极上得到的产物是 和 ,阳极上得到的产物是 。 [合作探究]:电解熔融的食盐和饱和的食盐水的异同点? 目的 条件 电极反应 产物 阳极 阴极 电解熔融的食盐 制取金属钠 熔融(无水) 电解饱和的食盐水 制取NaOH和Cl 2 水溶液 总反应方程式 问题二、铜的精炼的原理(铜的电解精炼) 【自主学习】
⒈精炼粗铜是将 铜溶解重新冶炼成 铜的过程。
⒉利用电解的原理,若将粗铜溶解,必将粗铜作 极,精铜作 极,电解质溶液中必须含有 (离子),阳极上不活泼的金属以 的形式沉在电解池中,活泼的金属以
的形式进入溶液。阳极
(少
量 、 );阴极 。 问题三、生产生活中电镀的原理(电镀) 【自主学习】
⒈电镀是应用电解原理在金属表面镀上一薄层 的过程。
⒉电镀主要的目的是 、 或 。 ⒊电镀池的阳极是 ,阴极是 ,电镀液中一定含有 的 离子。 [合作探究1]:电解与电镀的异同点? 定义 形成条件 ⑴ ; ⑵ ; ⑶ ; ⑷ 电极反应 阳极: 反应,溶液中的 阳极:镀层金属 电子; 离子失电子或 失电子; 阴极: 反应,溶液中的 离子得电子 举例反应原理 (电解氯化铜) 阳极: 阴极: 总反应: 主要应用 [合作探究2]:用惰性电极电解电解质溶液的变化规律。
惰性电极电解电解质溶液时,溶液的PH值变化与发生电解反应的离子有密切关系,常见的一些物质的PH值及其它性质的变化如下所示: 类型 电极反应特点 物质类型及实例 电解的对象 电解质浓度的变化 PH值变化 恢复原浓度 (镀锌) 阳极: 阴极: 溶液中Zn浓度 变 2+电解 电镀 ⑴ ; ⑵ 阴极:电镀液中的 离子得电子 电解水型 水电离出 的 放电 强碱(如 ) 含氧酸(如 ) 阴极: 活 泼金属含氧酸盐阳极: (如 ) 电解电解质型 放H2生碱型 放O2生酸型 电解质电离出的阴无氧酸( ) 离子在 极上 不活泼金属无氧酸盐电子,阳离子在 ( ) 极上 电子 阴极:水电离出H放电 阳极:电解质电离出 的 离子在 极上失电子 +活泼金属无氧酸盐 ( ) 阴极:电解质电离出不活泼金属含氧酸盐 的 离子在 极( 、 ) 上得电子 阳极:水电离出的 放电, 问题四、电解的计算
⒈有关电解的计算通常是某些产物的质量、气体的体积、某元素的化合价以及溶液的PH值、物质的量浓度等。
⒉解答此类题目主要依据有:
⑴依据电解方程式或电极反应式,列比例式求解;
⑵依据各电极、线路中转移的电子守恒,特别多个电解池串联的,在各电极、线路中通过的电量相等,列等式求解。 【问题分析示例】
例题1:现在工业上主要采用离子交换膜法电解饱和食盐水制取NaOH、H2和Cl 2。请回答下列问题:
⑴在电解过程中,与电源正极相连的电极上所发生的电极反应式为 。 ⑵电解之前,食盐水需要精制,目的是除去粗盐中的、Ca、Mg、SO4等杂质离子,使用的试剂有:a.Na2CO3溶液,b.Ba(OH)2溶液,c.稀盐酸,其合理的加入顺序为(填试剂序号) 。
⑶如果在容积为10L的离子交换膜电解槽中,1min后在阴极可产生11.2L(标准状况)Cl2,
2+
2+
2-
这时溶液的pH值是 (填“升高”、“降低”或“不变”),溶液中c(OH)为(设体积保持不变) 。
⑷若没有阳离子交换膜的存在,则电解饱和食盐水的化学方程式是 . 针对性练习:1.氯碱工业中,能穿过离子交换膜的是( ) A.Cl B. OH C.Na D.Cl2
2.用石墨作电极,电解下列物质的溶液,溶液的pH值升高的是( ) A. H2SO4 B. NaOH C.Na2SO4 D.NaCl
例题2: 用石墨电极电解100 mLH2SO4和CuSO4的混合液,通电一段时间,两极上均产生2.24L(标准状况)气体,则原混合液中Cu的浓度是多少? 针对性练习:
3.1LK2SO4和CuSO4的混合液中c(SO4)= 2mol/L,用石墨电极电解此溶液,通电一段时间,两极上均产生22.4L(标准状况)气体,则原混合液中K的浓度是( ) A.0.5mol/L B.1mol/L C.1.5mol/L D.2mol/L
4.用惰性电极电解MCl2的水溶液,当阴极增重a g 时,在阳极上同时产生bL气体(标准状况),则M的相对原子质量为( ) A.
B.
C.
D.
+
2-2+
-
-
+
-
【课堂练习达标】
5.在铁制品上镀一定厚度的锌层,以下设计方案正确的是( ) A.锌作阳极,铁制品作阴极,溶液中含有锌离子 B.锌作阴极,铁制品作阳极,溶液中含有锌离子 C.锌作阳极,铁制品作阴极,溶液中含有亚铁离子 D.锌作阴极,铁制品作阳极,溶液中含有亚铁离子
6.用惰性电极电解下列溶液,一段时间后,加入一定质量的另一种物质(括号中),溶液能与原溶液完全相同的是( )
A.CuCl2(CuSO4) B.NaOH(H2O) C.NaCl(HCl) D.CuSO4(Cu2O) 7.关于电解食盐水,下列说法正确的是( ) A.电解时阳极得到氯气,阴极得到金属钠
B.若在阳极附近滴入KI溶液,溶液呈棕色 C.若在阴极附近滴入酚酞溶液,溶液呈无色
D.电解一段时间后,将全部电解质转移到烧杯中,充分搅拌后溶液呈中性
用两支惰性电极插入500mL AgNO3溶液中,通电电解。当电解液的c(H)从1×10mol·L8.
-1
+
-6
变为1×10mol·L时(设电解时阴极没有氢气析出且电解液在电解前后体积变化可以
-3-1
忽略不计),电极上析出银的质量约是( )
A. 27mg B.54mg C.108mg D.216mg
9.通以相等的电量,分别电解等浓度的硝酸银和硝酸亚汞(亚汞的化合价为+1)溶液,若被还原的硝酸银和硝酸亚汞的物质的量之比为n(硝酸银)∶n(硝酸亚汞)= 2∶1,则下列表述正确的是( )
A.在两个阴极上得到的银和汞的物质的量之比为n(银)∶n(汞)= 2∶1 B.在两个阳极上得到的产物的物质的量不相等 C.硝酸亚汞的分子式为HgNO3 D.硝酸亚汞的分子式为Hg2(NO3)2
10.如图为相互串联的甲乙两个电解池,E、F为 直流电源的两个电极。乙池溶液是滴有酚酞的食盐 水电解过程中,发现电极D附近先变红。请回答: ⑴电源E极为 极。
⑵甲池若为精炼铜的装置,A极是 极, 材料是 ,电极反应为 ;B极是 极,材料是 ,电极反应
为 ,电解质溶液为 。
⑶若甲池阴极增重12.8g,则乙池阴极放出气体在标准状况下的体积为 。
【本节三维体系构建】
答案:1.氯碱工业;2.精炼铜;3.电镀;4.电解池由直流电源;5.固体电极材料;6.电解质溶液或熔融电解质组成;7.形成闭合回路;8.依据电解方程式或电极反应式;9.依据各电极、线路中转移的电子守恒。
第二节 电解 参考答案
第一课时
例题1:解析:熔融氧化铝的中自由移动的Al和O,其中O定向向阳极移动,在阳极上发生氧化反应:6 O- 12 e=3O2↑;Al定向向阴极移动,在阴极上发生还原反应:4 Al+ 12 e=4 Al。总反应式为:2 Al2O3
2-
-
3+
-
2-
-
3+
3+
3+
2-
2-
4 Al + 3O2↑。
-
答案:阳极 6 O- 12 e=3O2↑;阴极 4 Al+ 12 e=4 Al。
总反应式为:2 Al2O3
4 Al + 3O2↑。
+
例2:解析: Cu(NO3)2的水溶液中有Cu(NO3)2和H2O两种物质组成,而H2O电离出的H
-
-
-
和OH中的OH放电,在改写总化学方程式时,来自于H2O的OH要改写作H2O。Cu(NO3)2的水溶液中Cu、H两种阳离子和NO3、OH两种阴离子。Cu、H在阴极上的放电顺序是:Cu>H ;OH、NO3在阳极上放电顺序是:OH>NO3。所以,电极反应式为:阳极 4OH → 2H2O + O2↑+ 4e;
阴极 2 Cu +4e→ 2 Cu 将两个电极反应式相加,得到电解的总反应式为:
2+
-
-
2+
+
-
-
-
-
-
2+
+
-
-
2+
+
2Cu(NO3)2 + 2 H2O
或2Cu2+ + 2 H2O
2 Cu +O2↑+ 4HNO3 。
2 Cu +O2↑+ 4H+。
2+
-
-
练习:1.解析:熔融的氯化镁中自由移动的Mg和Cl,其中Cl定向向阳极移动,在阳极上发生氧化反应: 2Cl- 2e= Cl2↑;Mg定向向阴极移动,在阴极上发生还原反应:Mg+ 2 e=Mg。总反应式为:MgCl2
-
-
-
2+
2+
Mg + Cl2↑。
2+
+
+
2.解析:在CuSO4和NaCl 的混合溶液中,存在的阳离子放电顺序是:Cu>Na>H;存在
-
的阴离子放电顺序是:Cl>OH>NO3。所以,开始的电极反应式为:
-
-
阳极 2Cl→Cl2↑+ 2e;阴极 Cu +2e→ Cu 答案:B
3.解析:电解槽中的两个电极是阴、阳极,发生氧化反应的电极叫做阳极,与电源的正极相连;发生还原反应的电极叫做阴极,与电源的负极相连。电解槽中的电子由阳极 源的正极;由电源的负极答案:A
4.解析:从能量的角度看,电解是把电能转化成化学能的过程故①对②错。电解质溶液导电的过程,必须伴随着两个电极上氧化还原反应的发生,同时生成新的物质,故③、⑤对。某些不能自发的氧化还原反应,通过电源提供能量可以实现。故④对。 答案:D
+
5.解析:在各溶液中,阳离子的放电顺序是:Ag>Cu>H>Na>Ca。所以在各溶液中的
+
2+
+
2+
- -2+-
电
电解池的阴极。
阴极区产生的物质是:Ag、Cu、H2、H2 。 答案CD
6.解析:下列离子浓度相同时,阴离子的放电顺序是:S>Br>Cl>OH 。答案:C 7.解析:熔融的氢氧化钠电离出Na和OH。OH在电压的作用下定向向阳极移动,在阳极上发生氧化反应;而Na定向向阴极移动,在阴极上发生还原反应。因此:
⑴电极反应式:阳极:4OH - 4e = 2H2O + O2↑;
阴极:4Na + 4e = 4Na 。
⑵总反应式为:4NaOH
4Na + 2H2O + O2↑。
+
-
-
-
+
+
-
-
2-
-
-
-
8.解析:当在蒸馏水中按物质的量之比为1∶1∶1∶1加入AgNO3、Ba(NO3)2、K2SO4、NaCl时,首先会立即生成AgCl、BaSO4沉淀,成为KNO3和NaNO3的溶液,有K+、Na+、NO3-、H和
+
OH,再电解,实质是电解的水,产物分别是H2和 O2,故质量之比为1∶8 。 答案:A
9.析:⑴当阴极放出H2,阳极放出O2时,说明离子放电顺序中,阳离子氧化性排在H后面
+-2-
的离子,如:Na;阴离子还原性排在OH后面的含氧酸根离子,如:NO3-、SO4。
+
⑵当阴极析出金属,阳极放出O2时,说明离子放电顺序中,阳离子氧化性排在H前面的离
2++-2-
子,如:Cu、Ag;阴离子还原性排在OH后面的含氧酸根离子,如:NO3-、SO4。注意:Ag2SO4是沉淀。
⑶当阴极放出H2,阳极放出Cl2时,说明离子放电顺序中,阳离子氧化性排在H后面的离
+-
子,如:Na;阴离子是Cl。
2++
⑷电解过程中电解质和水都减少时,说明可能是电解质中的阳离子(Cu、Ag)与水电离-2--
的OH,此时,电解质中的阴离子应是NO3-、SO4;或可能是电解质中的阴离子(Cl)与
++
水电离的H,此时,电解质中的阳离子应是Na。注意:Ag2SO4是沉淀。
⑸通过电子的物质的量与阴极析出的金属的物质的量之比为4∶2时,说明此金属为+2价
2+
金属,即为Cu,通过电子的物质的量与阳极析出的气体的物质的量之比为4∶1时,说明产
-2-
SO4生的气体的元素的原子为-2价,即为O2,则应来自于OH,进一步说明溶液中含有NO3、
-
+
+
-
。
答案:⑴H2SO4、HNO3、Na2SO4、NaNO3;⑵CuSO4、Cu(NO3)2、AgNO3;⑶HCl、NaCl;⑷NaCl、CuSO4、Cu(NO3)2、AgNO3;⑸CuSO4、Cu(NO3)2。 课外天地
金属的冶炼
人们日常应用的金属材料,多为合金或纯金属,这就需要把金属从矿石中提炼出来,这就是人们常说的金属的冶炼。金属的冶炼方法很多,其实质是用还原法使金属化合物中金属离子得到电子变成金属原子。由于金属的活性不同,金属离子得到电子还原成金属原子的能力也不同,因此采取的方法也不同。工业上冶炼金属一般用热分解法、热还原法或电解法。 1. 热分解法:对于有些不活泼的金属仅用此法制取。一般是位于金属活动顺序表中氢后
面的金属。如:2HgO
2Hg + O2↑;2Ag2O
4Ag + O2↑。
2. 热还原法:大多数金属的冶炼用此法。常用的还原剂有焦碳、一氧化碳、氢气和活泼
金属等。如:Fe2O3 + 3CO + 2Al
2Fe + Al2O3 。
2Fe + 3CO2;WO3 + 3H2
W + 3H2O ;Fe2O3
3.电解法:在金属活动性顺序表中,钾、钠、钙、镁、铝等几种金属的还原性很强,这些金属都很容易失去电子,因此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来,而只
能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。如:2Al2O3
4Al + 3O2↑;MgCl2
Mg + Cl2↑。对于某些不活泼的金属,如铜、银等,也常用电解其盐溶液的方法进行精炼,但电解法要消耗大量电能,成本较高。
第二课时 电解原理的应用
例题1:解析:此题是在考查电解食盐水的基础之上,同时考查粗盐的精制。解题时,要紧扣电解原理,电子守恒分析。
⑴与电源正极相连的是阳极,阴离子Cl放电,电极反应式为:2Cl → Cl2↑+2e。 ⑵加入Ba(OH)2后过量的Ba应该用Na2CO3溶液除去,最后加入盐酸除去,并调节溶液的酸碱性(加盐酸之前,必须过滤,否则沉淀又溶解了)。
⑶电解饱和食盐水过程中产生了NaOH,使溶液的碱性增强,pH值升高;依据总方程式:2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl 2↑知,n(OH)= 2n(Cl 2)= 2×
-
-
2+
-
-
-
=
1.0 mol ,则c(OH)= =0.1mol· 。
⑷由于Cl 2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O,与电解食盐水的总反应方程式2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl 2↑相加,可得:NaCl+H2O
-
-
NaClO+H2↑
答案:⑴2Cl → Cl2↑+2e; ⑵b、a、c; ⑶升高,0.1mol·
; ⑷NaCl+H2O
NaClO+H2↑
例题2:解析:此题是在考查电解的原理及有关计算,依据是在各电极、线路中通过的电量相等,列等式求解。在H2SO4和CuSO4的混合液中,阴极:4OH→2H2O+O2↑+4e,产 生n(O2)=
2+
-
-
-
= 0.1mol ,转移的电子n(e)=0.1mol ×4 = 0.4mol,又阳
+
-
-
极:Cu +2e→ Cu ,2H+2e→ H2↑,产生n(H2)=
-
= 0.1mol ,产
-
生H2转移的电子n(e)=0.1mol ×2 = 0.2mol,则生成Cu转移的电子n(e)=0.4mol -0.2mol= 0.2mol,故 n(Cu)= 0.1mol,所以,c(Cu)= 答案:原混合液中Cu的浓度是1mol/L。 练习:
1.解析:在氯碱工业中,所用的是阳离子交换膜,且只许Na通过。 答案:C 2.解析:电解H2SO4、NaOH和Na2SO4实质电解的水,而三者的浓度增大,H2SO4的pH值降低,
Na2SO4的pH值不变,NaOH的pH值升高,而电解NaCl产生NaOH,其pH值升高。 答案:BD
3.解析:在K2SO4和CuSO4的混合液中,阴极:4OH→2H2O+O2↑+4e,产生n(O2)=
= 1mol ,转移的电子n(e)=1mol ×4 = 4mol,又阳极:Cu +2e→
-
2+
-
-
-
+
2+
2+
2+
= 1mol/L。
Cu ,2H+2e→ H2↑,产生n(H2)=
-
+-
= 1mol ,产生H2转移的电子n(e)
-
=1mol ×2 = 2mol,则生成Cu转移的电子n(e)=4mol -2mol= 2mol,故 n(CuSO4)= 1mol,所以,c(K2SO4)= 2mol/L×1L-1mol=1mol,故c(K)=答案:C
4.解析: MCl2
M + Cl2↑
+
=2mol/L。
x g 22.4L a g b L 解之,得:x = 答案:A
5.解析:电镀池的阳极是镀层金属,阴极是镀件,电镀液中一定含有镀层金属的阳离子。 答案:A
6.解析:电解后的溶液要恢复原来的浓度,所加的物质必须是电解时脱离溶液的元素按脱离.............、NaOH(H2O)。 比组成的化合物。故:CuCl2(CuCl2)、CuSO4(CuO)....... 答案:C
7.解析:电解食盐水,阴极上得到的是氢氧化钠和氢气,而不是金属钠,若滴入酚酞溶液,溶液呈红色;阳极得到的是氯气,若滴入KI溶液,会析出I2,溶液呈棕色。电解一段时间后,产生的氢气和氯气都已跑掉,况且它们既不是电解质又不是非电解质,所以,充分搅拌后溶液仍呈碱性。 答案:B
8.解析:c(H)从1×10mol·L变为1×10mol·L时,1×10mol·L太小可忽略不计。 4AgNO3 + 2H2O
4Ag + O2↑ + 4HNO3
+
-6
-1
-3
-1
-6
-1
4×108g 4
x 1×10mol·L×0.5L
解之,得:x = 54mg 答案:B
9.解析:由于银和汞的化合价相等,通入的电量相等,在两个阴极上得到银和汞的物质的量应相等,而被还原的硝酸银和硝酸亚汞的物质的量之比为n(硝酸银)∶n(硝酸亚汞)= 2∶1,说明一分子硝酸亚汞中含有两个亚汞离子,故硝酸亚汞的分子式为Hg2(NO3)2;在两个阳
-3
-1
极上得到的产物的物质的量也应相等。 答案:D
10.解析:由电极D附近变红,可知D电极为阴极,F为电源的负极,E为电源的正极,则甲池中A极为阳极,精炼铜时应为粗铜,电极反应为Cu → Cu+2e(少量Fe → Fe+2e、Zn → Zn+2e);B为阴极,材料为精铜,电极反应为Cu +2e→ Cu,电解质溶液为CuSO4、Cu(NO3)CuCl2等可溶性铜盐。则n(Cu)= 2、甲池阴极电极反应为Cu +2e→ Cu,= 0.2mol,n(e)=0.4mol,则乙池阴极的电子的物质的量也是0.4mol,电极反应为2H+2e→ H2↑,产生的气体体积0.2mol×22.4L/mol=4.48L。 答案:⑴正极
⑵阳极 粗铜 Cu → Cu+2e 阴极 精铜 Cu +2e→ Cu; ⑶4.48L。 2+
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