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2011版高中化学全程学习方略课件:1.2电能转化为化学能——电解(鲁科版选修4)概要
3.如图两个电解槽中,A、B、C、D均为石墨电极。如果电解过程中共有0.02 mol电子通过,下列叙述中正确的是( ) A.甲烧杯中A极上最多可析出铜0.64 g B.甲烧杯中B极上电极反应式为 4OH- 2H2O+O2↑+4e- C.乙烧杯中滴入酚酞试液,D极附近先变红 D.乙烧杯中C极上电极反应式为 4H++4e- 2H2↑ 【解析】选C。本题考查电解原理和计算。解题时应看 清仪器的连接方式,判断准电极和电极反应。首先根据 与电源正负极的连接判断出A、C为阳极,而B、D为阴 极,甲电解池中,A极发生4OH- 2H2O+O2↑+4e-,B 极发生Cu2++2e- Cu,而乙电解池中C极发生2Cl- Cl2↑+2e-,而D极发生2H++2e- H2↑,从而破 坏水的电离平衡,使c(OH-)>c(H+),使酚酞变红色。 4.电解100 mL含c(H+)=0.30 mol/L的下列溶液,当电路 中通过0.04 mol电子时,理论上析出金属质量最大的是 ( ) A.0.10 mol/L Ag+ B.0.20 mol/L Zn2+ C.0.20 mol/L Cu2+ D.0.20 mol/L Pb2+ 【解析】选C。解答本题时首先要考虑阳离子的放电顺 序,然后再考虑电子守恒的应用。对于选项A,Ag+先放 电,H+后放电,电极反应式为Ag++e- Ag,2H++2e- H2↑,当电路中通过0.04 mol电子时,只析出 0.01 mol金属银,即1.08 g。与选项A类似,选项C中析 出金属铜0.02 mol,即1.28 g。对于选项B,H+先放 电,Zn2+后放电,电极反应式为2H++2e- H2↑, Zn2++2e- Zn,当电路中通过0.04 mol电子时,先放 出0.015 mol H2,后最多析出0.005 mol金属锌,即 0.325 g。与选项B类似,选项D中最多析出0.005 mol金 属铅,即1.035 g。 【规范解答】选A。a极板质量增加,必定是金属在a极析出。a极一定是阴极,则X一定为电源的负极,所以C选项电源电极名称错,B选项Z溶液为NaOH溶液,电解时无金属析出,被排除。又因为b极有无色无臭气体放出,该气体只能是O2,而D选项电解CuCl2溶液,阳极产生的气体是黄绿色的有剌激性气味的Cl2,D选项被排除。 【变式训练】如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是( ) A.逸出气体的体积,a电极的小于b电极的 B.一电极逸出无味气体,另一电极逸出刺激性气味气体 C.a电极附近呈红色,b电极附近呈蓝色 D.a电极附近呈蓝色,b电极附近呈红色 【解析】选D。本题考查电解原理。解题时首先分析阴、 阳极反应,写出电极反应式再进行判断。 由图可知a为阴极,b为阳极,由于电极为石墨,且在溶 液中存在的微粒为Na+、SO42-、H+和OH-,故电极反应为: 阳极4OH- O2↑+2H2O+4e-;阴极4H++4e- 2H2↑, 两极均产生无色、无味气体,且阳极气体比阴极气体 少;由于阳极附近OH-减少,故c(H+)>c(OH-),呈酸 性,由于阴极附近H+减少,故c(H+)<c(OH-),呈碱性, 故滴入石蕊,阳极附近显红色,阴极附近显蓝色。 【例2】电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池,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____________。 【规范解答】此题是考查电解饱和食盐水的相关知识。 根据电源的正负极可以确定X应为电解池的阴极,发生 还原反应:2H++2e- H2↑,同时有碱生成;Y为电解 池的阳极,发生氧化反应:2Cl- Cl2↑+2e-,实验 室检验Cl2一般使用湿润的淀粉碘化钾试纸,若变蓝证 明有Cl2生成;根据电解精炼铜的原理可知,阳极Y极应 用粗铜,阴极X极
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