2017電解后溶液復(fù)原分析

電解后的溶液復(fù)原例析,重慶市忠縣忠州中學(xué)唐大財,一、知識點(diǎn)電解質(zhì)溶液進(jìn)行電解時，大致分三種情況，電解質(zhì)本身被電解；溶劑水被電解；電解質(zhì)和水同時被電解。因此要使電解后的溶液恢復(fù)原狀，必須根據(jù)電解的化學(xué)反應(yīng)原理來確定。同學(xué)們可記為：“出去什么就加什么”。,電解質(zhì)本身被電解，如電解HCl溶液：2HClH2+Cl2應(yīng)向原溶液中通HCl氣體，類似的情況還有電解HBr、CuCl2等溶液。溶劑水被電解，如電解NaOH溶液：2H2O2H2+O2應(yīng)向原溶液中加H2O。類似的情況還有電解H2SO4、Na2SO4、KNO3等溶液。,剖析思路,電解質(zhì)和水同時被電解,如電解NaCl溶液：2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2從表面上看少的是NaCl和H2O，加NaCl和H2O，就能使NaCl溶液恢復(fù)原狀，其實不行，因為無論以什么比例加NaCl和H2O，也解決不了NaOH的存在。怎么辦哪？我們可以換一個角度來思考，從電解質(zhì)溶液出去的是H2和Cl2，H2和Cl2的化身就是HCl氣體，因此我們可以向溶液中通HCl氣體，由于HCl和生成的NaOH發(fā)生：HCl+NaOHNaCl+H2O反應(yīng)，使得溶液恢復(fù)原狀。類似的情況還有電解KBr、AgNO3、CuSO4等溶液。,二、例題【例題1】（2011年全國高考卷）用石墨作電極電解CuSO4溶液。通電一段時間后，欲使電解液恢復(fù)到起始狀態(tài)，應(yīng)向溶液中加入適量的A.CuSO4B.H2OC.CuOD.CuSO45H2O解析：用石墨做電極電解CuSO4溶液的電解方程式是2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2，根據(jù)缺什么補(bǔ)什么的原則，選項C正確。答案：C,【例題2】用惰性電極分別電解下列各物質(zhì)水溶液，一段時間后，向剩余電解質(zhì)溶液中加入適量相應(yīng)的溶質(zhì)能使溶液恢復(fù)到電解前濃度的是（）A.AgNO3B.Na2SO4C.CuCl2D.KCl解析：直接加入溶質(zhì)就能使溶液恢復(fù)到電解前的濃度應(yīng)屬于電解溶質(zhì)型，即選C。AgNO3發(fā)生的電解反應(yīng)是：4AgNO3+2H2O4Ag+O2+4HNO3，可加Ag2O、加Ag2CO3。Na2SO4的水溶液實際電解的是水，KCl的水溶液實際電解的是溶質(zhì)和溶劑，類似電解NaCl溶液，應(yīng)通HCl氣體，能恢復(fù)原狀。答案：C,變式1：改變題目要求,【例題3】用惰性電極分別電解下列各物質(zhì)水溶液，一段時間后，向剩余電解質(zhì)溶液中加入適量水能使溶液恢復(fù)到電解前濃度的是（）A.AgNO3B.Na2SO4C.CuCl2D.KCl解析：向剩余電解質(zhì)溶液中加入適量水能使溶液恢復(fù)到電解前濃度，屬于溶劑水被電解型，在上述選項中只有B屬于電解水型。答案：B,變式2：改變考查內(nèi)容,【例題4】用惰性電極分別電解下列各物質(zhì)的水溶液，一段時間后，陰極質(zhì)量增加，電解液的pH明顯下降的是（）A.AgNO3B.Na2SO4C.CuCl2D.KCl解析：電解A溶液時，生成Ag、HNO3和O2，Ag在陰極上析出，使陰極質(zhì)量增加，由于生成HNO3使溶液pH明顯下降；而B屬于電解水型，陰極質(zhì)量不增加，溶液pH不變化；C屬于溶質(zhì)分解型，雖然陰極質(zhì)量增加，但溶液pH并無明顯變化；D溶液電解沒有固體在兩極上析出，且溶液pH變小。因此選A。答案：A答案：A,三、拓展練習(xí),變式1：判斷電解類型【例題5】電解水時為了增強(qiáng)其導(dǎo)電性不應(yīng)加入的電解質(zhì)是（）NaOHB.CuSO4C.H2SO4D.KNO3解析：電解時只是為了增強(qiáng)其導(dǎo)電性，則應(yīng)加入的是電解時是電解水的物質(zhì)。答案：B,【例題6】用惰性電極電解CuSO4溶液，當(dāng)Cu2+濃度下降至一半時停止通電，要想使CuSO4溶液恢復(fù)原濃度，應(yīng)加入的物質(zhì)是（）A.CuSO4B.CuOC.Cu(OH)2D.CuSO45H2O解析：發(fā)生的電解池反應(yīng)為：2CuSO4+2H2O2Cu+O2+2H2SO4，電解過程中CuSO4溶液每損失2個Cu原子，就損失2個O原子，相當(dāng)于損失一個CuO，為了使CuSO4溶液，恢復(fù)原濃度，應(yīng)加入CuO。當(dāng)然也可以加入CuCO3，但絕不能加入Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3，因為CuCO3+H2SO4=CuSO4+CO2+H2O，相當(dāng)于加CuO，而Cu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2O、Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+CO2+3H2O。除增加溶質(zhì)外還增加了水，故不能選。答案：B,變式2：綜合應(yīng)用,【例題7】某溶液中含有NaCl和H2SO4兩種溶質(zhì)，它們的物質(zhì)的量之比為3:1。用石墨作電極電解該溶液時，根據(jù)電極產(chǎn)物，可明顯分為三個階段。下列敘述不正確的是（）A陰極只放出H2B陽極先放出Cl2，后放出O2C電解的最后階段為電解水D溶液pH不斷減小，最后pH7解析：在電解質(zhì)溶液中，各離子物質(zhì)的量之比為：n(Na+):n(Cl-):n(H+):n(SO42-)3:3:2:1。若把電解質(zhì)溶液中的離子重新組合，溶質(zhì)可以是NaCl、HCl、Na2SO4，它們的物質(zhì)的量之比為：1:2:1。電解時，首先是HCl溶液提供的H+、Cl-放電，生成H2和Cl2；其次是NaCl溶液提供的H+、Cl-放電，生成H2、NaOH和Cl2；最后是Na2SO4溶液，實際上電解水，生成H2和O2。故根據(jù)電解產(chǎn)物，可明顯分為三個階段。由于第一個階段消耗H+，第二個階段產(chǎn)生OH-，第三個階段是電解水，故溶液pH不斷增大，最后pH7。答案：D,【例題8】在室溫下，NaCl在水中的溶解度是36g。以石墨作陽極對飽和食鹽水進(jìn)行電解，化學(xué)反應(yīng)為：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2回答下列問題：（1）.電解一段時間后，欲使食鹽水恢復(fù)到原來的狀態(tài)，下列做法合理的是_A向電解后的溶液中通適量HCl氣體B向電解后的溶液中加適量濃鹽酸C將電解后的溶液先分離出NaOH，在加入NaClD將電解后的溶液先分離出NaOH，在加入水E將電解后的溶液中先加入適量的MgCl2，攪拌后再過濾（2）在以上合理的做法中，最適宜應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的_解析：由上述知識點(diǎn)知A合理，B不合理。飽和NaCl溶液中NaCl與H2O的質(zhì)量比為36:1009:25，被電解的NaCl與H2O的質(zhì)量比為58.5:18，電解分離出NaOH后的溶液是不飽和的NaCl溶液，因此C合理，D不合理。加MgCl2后發(fā)生反應(yīng)MgCl2+2NaOHMg(OH)2+2NaCl，這雖然使NaCl的總量恢復(fù)了原狀，但水的總量沒有恢復(fù)原狀，因此E不合理。NaOH是電解飽