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高一化學電解池的工作原理(編輯修改稿)

2024-12-17 04:30 本頁面
 

【文章內容簡介】 2O+ O2↑; ② 中負極: 2H+ + 2e-===H2↑ ? D. c(Cu2+ ): ① 中不變; ② 中減小 ? 【 解析 】 由裝置特點可知 , ① 為電解池 ,② 為原電池 。 A項 , ① 中 Cu棒與電源正極相連 , 作陽極; ② 中 Cu棒為正極 。 B項 ,① 中 Cu棒失電子而溶解變細 , Fe棒有 Cu析出: Cu2+ + 2e- ===Cu; ② 中 Cu棒有 Cu極出: Cu2+ + 2e- ===Cu, Zn棒失電子而溶解變細 , 顯然導線上通過相同的物質的量電子時 , ①② 中析出的物質的質量相等 。 C項 ,① 中陽極反應為 Cu- 2e- ===Cu2+ ; ② 中負極反應式為 Zn- 2e- ===Zn2+ 。 D項 , ① 為電鍍銅 , Cu作陽極 , 溶液中 c(Cu2+ )不變;② 為 Zn- Cu原電池 , Cu2+ 在正極上得電子析出 , 溶液中 c(Cu2+ )減小 。 【 答案 】 D ? 電解電解質溶液的規(guī)律及電解的有關計算 ? 1. 電解類型 類型 電極反應特點 實例 電解 對象 電解質 濃度 pH 電解質 溶液復 原 電解 水型 陰極:4H++ 4e-―→ 2H2↑ 陽極:4OH-―→ 2H2O+O2↑+ 4e- NaOH 水 增大 增大 加水 H2SO4 水 增大 減 小 加水 Na2SO4 水 增大 不變 加水 分解電 解質型 電解質電離出的陰、陽離子分別在兩極放電 HCl 電解 質 減小 變 大 加氯 化氫 CuCl2 電解質 減小 加氯 化銅 放 H2生 堿型 陰極: H2O放H2,生堿 陽極:電解質陰離子放電 NaCl 電解質 和水 生成新 電解質 增大 加氯 化氫 放 O2生 酸型 陰極:電解質陽離子放電 陽極: H2O放O2,生酸 CuSO4 電解質 和水 生成新 電解質 減小 加氧化 銅或碳 酸銅 ? ? (1)常見計算類型: ? ① 兩極產物的定量計算 (求析出固體的質量 、產生氣體的體積等 ); ? ② 溶液 pH的計算; ? ③ 相對原子質量和阿伏加德羅常數(shù)測定的計算; ? ④ 某元素的化合價或確定物質的化學式; ? ⑤ 根據(jù)電量求產物的量或根據(jù)產物的量求電量等 。 ? (2)解答此類問題的常用方法: ? ① 守恒法:原子守恒 、 電量守恒等; ? ② 總反應式法; ? ③ 關系式法 , 如: ? 物質 (或微粒 ): ? H2~ O2~ Cl2~ Cu~ Ag~ H+ ~OH- ~ e- ? n(mol) 2 1 2 2 4 4 4 4 ? 靈犀一點: ? ① 應用得失電子守恒 , 可以解決有關電極產物的定量關系 , 同時注意電極產物變化的情況 。 ? ② 應用得失電子守恒 , 也可以解決電解質溶液的 pH的變化 、 某些離子濃度的變化及晶體的析出等定量問題 。 ? 【 案例 2】 (2020全國理綜 Ⅰ )電解 100 mL含 c(H+ )= mol/L的下列溶液 , 當電路中通過 mol電子時 , 理論上析出金屬質量最大的是 ( ) ? 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項錯;電解含有 Ag+ 的溶液 , 可得 Ag molL- 1 L 108 gmol- 1= g,電解含有 Cu2+ 的溶液 , 可得銅 molL-1 L 64 gmol- 1= g。 ? 【 答案 】 C ? 【 規(guī)律方法 】 ① 解答有關電解的計算 ,關鍵是正確判斷離子的放電順序及電極產物 。 ? ② 利用電子守恒法計算時 , 務必弄清電極(或線路 )上通過的電子的物質的量與已知量及未知量之間的關系 。 ? 【 即時鞏固 2】 按右圖的裝置進行電解實驗 , A極是銅鋅合金 ,B極為純銅 , 電解質溶液中含有足量的銅離子 。 通電一段時間后 ,若 A極恰好全部溶解 , 此時 B極質量增加 g, 溶液質量增加 g, 則 A極合金中 Cu、 Zn的原子個數(shù)之比為 ( ) ? A. 4∶ 1 B. 3∶ 1 ? C. 2∶ 1 D. 任意比 ? 【 解析 】 B極增加的質量為 Cu的質量 ,其物質的量為 mol, 則合金中銅和鋅的總物質的量也為 mol。 由溶液增加的質量可求得 Zn的物質的量為: ? Zn+ Cu2+ ===Zn2+ + Cu Δm ? 1 mol 1 g ? x mol g ? 求得 x= , 由此可知合金中 Cu的物質的量 n(Cu)= mol- mol= mol,所以選項 B符合題意 。
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