高一化學(xué)電解池的工作原理(文件)
【正文】 電 HCl 電解 質(zhì) 減小 變 大 加氯 化氫 CuCl2 電解質(zhì) 減小 加氯 化銅 放 H2生 堿型 陰極： H2O放H2，生堿 陽(yáng)極：電解質(zhì)陰離子放電 NaCl 電解質(zhì) 和水 生成新 電解質(zhì) 增大 加氯 化氫 放 O2生 酸型 陰極：電解質(zhì)陽(yáng)離子放電 陽(yáng)極： H2O放O2，生酸 CuSO4 電解質(zhì) 和水 生成新 電解質(zhì) 減小 加氧化 銅或碳 酸銅 ? ? (1)常見(jiàn)計(jì)算類(lèi)型： ? ① 兩極產(chǎn)物的定量計(jì)算 (求析出固體的質(zhì)量 、產(chǎn)生氣體的體積等 )； ? ② 溶液 pH的計(jì)算； ? ③ 相對(duì)原子質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)測(cè)定的計(jì)算； ? ④ 某元素的化合價(jià)或確定物質(zhì)的化學(xué)式； ? ⑤ 根據(jù)電量求產(chǎn)物的量或根據(jù)產(chǎn)物的量求電量等 。全國(guó)理綜 Ⅰ )電解 100 mL含 c(H＋ )＝ mol/L的下列溶液 ， 當(dāng)電路中通過(guò) mol電子時(shí) ， 理論上析出金屬質(zhì)量最大的是 ( ) ? A． mol/L Ag＋ B ． mol/L Zn2＋ ? C． mol/L Cu2＋ D ． mol/L Pb2＋ ? 【 解析 】 電解含有 Zn2＋ 、 Pb2＋ 的溶液 ，H＋ 得電子生成 H2， 不能析出金屬 ， B、 D項(xiàng)錯(cuò)；電解含有 Ag＋ 的溶液 ， 可得 Ag molmol－ 1＝ g。 通電一段時(shí)間后 ，若 A極恰好全部溶解 ， 此時(shí) B極質(zhì)量增加 g， 溶液質(zhì)量增加 g， 則 A極合金中 Cu、 Zn的原子個(gè)數(shù)之比為 ( ) ? A． 4∶ 1 B． 3∶ 1 ? C． 2∶ 1 D． 任意比 ? 【 解析 】 B極增加的質(zhì)量為 Cu的質(zhì)量 ，其物質(zhì)的量為 mol， 則合金中銅和鋅的總物質(zhì)的量也為 mol。 電鍍時(shí) ， 鍍層金屬作陽(yáng)極 ， 鍍件作陰極 ， 含鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液作電鍍液 。 3 ． 電冶金 電解熔融電解質(zhì)，可煉得活潑金屬。 ? 【 案例 3】 (1)原電池反應(yīng)通常是放熱反應(yīng) ， 在理論上可設(shè)計(jì)成原電池的化學(xué)反應(yīng)是 ____________( 填序號(hào) ) ， 理由是___________________________________________。現(xiàn)將你設(shè)計(jì)的原電池通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與右圖中的電解池相連 ， 其中 ， a為電解液 ， X和 Y是兩塊電極板 ， 則： ? 如果用電解方法精煉粗銅 (含 Fe、 Zn、 Ag、Au等雜質(zhì) )， 電解液 a選用 CuSO4溶液 ， 則 ? ① X極的材料是 ________， 電極反應(yīng)為_(kāi)__________。 a 溶液是________ ， 工作過(guò)程中 a 溶液的濃度________， pH________。 ? 【 答案 】 (1)D D中反應(yīng)是放熱反應(yīng) ，且是能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng) ? (2)① 純銅 Cu2＋ ＋ 2e－ ===Cu ? ② 粗銅 Cu－ 2e－ ===Cu2＋ ， Fe－ 2e－===Fe2＋ ， Zn－ 2e－ ===Zn2＋ ? ③ 減小 ? (3)鐵棒 Zn2＋ ＋ 2e－ ===Zn ? 鋅 Zn－ 2e－ ===Zn2＋ ? ZnSO4溶液 不變 不變 ? 【 即時(shí)鞏固 3】 如下圖所示，下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述正確的是 ( ) a電極 b電極 X溶液 實(shí)現(xiàn)現(xiàn)象 A 石墨 石 墨 CuCl2 a電極質(zhì)量增加， b電極放出無(wú)色氣體 B Fe 石 墨 KNO3 a電極質(zhì)量增加， b電極放出無(wú)色氣體 C Fe Cu CuSO4 a電極質(zhì)量增加， b電極質(zhì)量減小 D 石墨 石 墨 HCl a電極放出無(wú)色氣體， b電極放出無(wú)色氣體 ? 【 解析 】 這是一個(gè)電解裝置 ， 其中 A、D選項(xiàng)中是惰性電極 ， 且電解液都含有氯離子 ， 所以 b電極應(yīng)該放出淡黃綠色的氣體 (氯氣 )； B選項(xiàng)中的 a電極質(zhì)量不變； C選項(xiàng)中所組成的電解池相當(dāng)于電鍍池 ， 其中 b電極的銅溶解 ， 質(zhì)量減小 ， 而 a電極上析出銅 ， 質(zhì)量增加 。 ? (3)原電池原理引起的腐蝕速率：兩電極金屬活動(dòng)性相差越大 ， 越易腐蝕 。 ? (3)電化學(xué)保護(hù)法 ? ① 外加電源的陰極保護(hù)法 電解裝置????? 陰極：被保護(hù)金屬，跟電源負(fù)極相連陽(yáng)極：惰性電極，跟電源正極相連 ? ② 犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法 原電池裝置????? 正極：被保護(hù)金屬負(fù)極：活潑金屬 ? 比被保護(hù) 金屬活潑 ? ? 靈犀一點(diǎn)： ? ① 在金屬活動(dòng)性順序表中 ， “ H” 前面的金屬既可以發(fā)生析氫腐蝕也可以發(fā)生吸氧腐蝕； “ H” 后面的金屬只能發(fā)生吸氧腐蝕 。 ? 【 解析 】 ① 中由于水中溶解了氧氣 ， 鐵與雜質(zhì)碳會(huì)形成原電池 ， 發(fā)生電化學(xué)腐蝕 。 ⑥ 中鐵與電源的負(fù)極相連 ， 作陰極 ， 受到保護(hù) 。 ? 【 答案 】 A 。 ? 【 答案 】 ⑤ ④ ① ② ③ ⑥ ? 【 即時(shí)鞏固 4】 為了探究金屬腐蝕的條件和快慢，某課外學(xué)習(xí)小組用不同的細(xì)金屬絲將三根大小相同的普通鐵釘分別固定在如
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