續(xù)專題十七電解原理的應(yīng)用

1、一、電解原理的應(yīng)用1、電解精煉銅（1）電解精煉銅電解池的組成 純銅陰極粗銅（含雜質(zhì)Zn、Fe、Ni、Ag、Au等）陽(yáng)極 含Cu2的鹽溶液（如CuSO4溶液）做電解質(zhì)溶液并與外電源形成閉合回路。（2）電解精煉銅的原理（過(guò)程）分析（）通電前（電離） CuSO4 Cu2+ SO42 H2O H OH （）通電時(shí)（離子遷移）Cu2、H向陰極遷移，OH、SO42向陽(yáng)極遷移。（）電極反應(yīng) 陰極（Cu2 H） Cu2 2e Cu (還原) 陽(yáng)極（金屬陽(yáng)極OH SO42） M 2e M2 （氧化）（M Zn、Fe、Ni、Cu ） Zn2、Fe2、Ni2 比Cu2 難放電而除去，Cu2在陰極獲得電子析出純銅，A

2、g、Au比銅難失電子從陽(yáng)極脫落形成陽(yáng)極泥（提取貴重金屬金和銀），所得金屬銅叫做電解銅（含Cu99.9599.98）制電器電線。電解 Cu2電解方程式（一般不寫） Cu (陽(yáng)極金屬銅溶解) Cu (陰極金屬銅析出) （）現(xiàn)象 陽(yáng)極逐漸溶解，底部有泥狀物質(zhì)沉淀；陰極析出紅色物質(zhì)。（）本質(zhì) 粗銅陽(yáng)極上的銅在直流電的作用下逐漸轉(zhuǎn)移到陰極，粗銅中的雜質(zhì)進(jìn)入溶液或陽(yáng)極泥而除去。2、電鍍 （以鍍銅為例來(lái)說(shuō)明）（1）電鍍池(電解池)的組成 被鍍鍍件做陰極 鍍層金屬（如銅）做陽(yáng)極 含鍍層金屬陽(yáng)離子（如CuSO4溶液）的鹽溶液作電解質(zhì)溶液，并與外電源形成閉合回路。電鍍?cè)恚ㄟ^(guò)程）分析（）通電前（電離） CuSO4

3、 Cu2+ SO42 H2O H OH （）通電時(shí)（離子遷移）Cu2、H向陰極遷移，OH、SO42 向陽(yáng)極遷移。（）電極反應(yīng) 陰極（Cu2 H） Cu2 2e Cu (還原) 陽(yáng)極（金屬陽(yáng)極OH SO42） Cu 2e Cu2 （氧化）電解 Cu2電解方程式（一般不寫） Cu (陽(yáng)極金屬銅溶解) Cu (陰極金屬銅析出) （）現(xiàn)象 陽(yáng)極逐漸溶解；陰極析出紅色物質(zhì)。（）本質(zhì) 銅陽(yáng)極上的銅在直流電的作用下逐漸轉(zhuǎn)移到陰極，陰極鍍件上析出金屬銅。鍍鋅、鍍鉻、鍍鎳等與鍍銅類似。（3）電鍍的概念 利用電解原理在金屬或非金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的過(guò)程叫做電鍍。（4）電鍍的目的（意義） 使金屬或非金屬

4、物件 更加美觀耐用，增強(qiáng)抗銹抗腐能力。（5）電鍍池（槽）的組成 被鍍鍍件與直流電源負(fù)極相連（做陰極） 鍍層金屬與直流電源正極相連（做陽(yáng)極） 含鍍層金屬陽(yáng)離子的鹽溶液作電解質(zhì)溶液，并與外電源形成閉合回路。3、電冶金屬 （電解冶煉活潑金屬K、Ca、Na、Mg、Al等）電解 Na3AlF6 如 2Al2O3(熔融) 4Al 3O2電解 熔融 2NaCl 2Na Cl2 電解 熔融 MgCl2 Mg Cl24、氯堿工業(yè) 工業(yè)上用電解飽和食鹽水（NaCl溶液）的方法制取燒堿（NaOH）、氯氣(Cl2)、氫氣(H2)，以及以燒堿（NaOH）、氯氣(Cl2)、氫氣(H2)為原料生產(chǎn)一系列其他化工產(chǎn)品的化工生

5、產(chǎn)過(guò)程統(tǒng)稱氯堿工業(yè)。（基礎(chǔ)化工之一）氯堿工業(yè)的應(yīng)用：化工、輕工、紡織、冶金、石化及公用事業(yè)。原理： 2NaCl 2H2O H2 2NaOH Cl2 設(shè)備：陽(yáng)離子交換膜電解池（槽）二練習(xí)1、為下圖所示裝置中，a、b都是惰性電極，通電一段時(shí)間后，b極附近溶液呈紅色。下列說(shuō)法正確的是AX是正極，Y是負(fù)極BX是負(fù)極，Y是正極CCuSO4溶液的PH值逐漸減小DCuSO4溶液的PH值不變練習(xí)2、將兩支惰性電極插入500mL CuSO4溶液中，接通電源（1）當(dāng)兩極上析出1.6g Cu時(shí)（設(shè)電解時(shí)陰極沒有氫氣放出，且電解液在電解前后體積變化忽略不計(jì)），則電解后溶液的c(H+)是_（3）經(jīng)一段時(shí)間后，兩極均能得

6、到11.2L氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則原CuSO4溶液的物質(zhì)的量濃度是_ （4）若將經(jīng)過(guò)（3）以后的溶液恢復(fù)原來(lái)的濃度，需要向溶液中加入_mol的_練習(xí)3、以惰性電極電解CuSO4溶液，若陽(yáng)極上產(chǎn)生的氣體的物質(zhì)的量為0.0100 mol，則陽(yáng)極上析出Cu的質(zhì)量為( B ) A、0.64 g B、1.28 g C、2.56 g D、5.12g練習(xí)4、用兩支惰性電極插入50mLAgNO3溶液中，通電電解。當(dāng)電解液的PH值從6.0變?yōu)?.0時(shí)(設(shè)電解時(shí)陰極沒有氫氣析出，且電解液在電解前后體積變化可以忽略)，電極上析出銀的質(zhì)量大約是： A、27mg B、54mg b C、108mg D、216mg三練習(xí)5四

7、原電池、電解池、電鍍池判定規(guī)律1、無(wú)外接電源， 可能是原電池：依據(jù)原電池的形成條件判定， “三看” 電極：兩極為導(dǎo)體且活潑性不同 電解液：兩極插入電解液中 回路：形成閉合回路或兩極接觸2、有外接電源，兩極插入電解質(zhì)溶液中，可能是電解池或電鍍池：當(dāng)陽(yáng)極金屬與電解質(zhì)溶液中的金屬陽(yáng)離子相同，為電鍍池，其余情況為電解池。五1目前人們正在研究開發(fā)一種高能電池鈉硫原電池，它是以熔融的鈉硫?yàn)殡姌O，以導(dǎo)電的陶瓷作固體電解質(zhì)，反應(yīng)式為：。以下說(shuō)法正確的是（）。A. 放電時(shí)，鈉作正極，硫作陰極 B.放電時(shí)，鈉極發(fā)生還原反應(yīng) C.充電時(shí)，鈉極與外接電源正極相連 D.充電時(shí)，陽(yáng)極發(fā)生的反應(yīng)為 2 2、三氧化二鎳（Ni

8、2O3）可用于制造高能電池，其電解法制備過(guò)程如下：用NaOH調(diào)NiCl2溶液pH至7.5，加放適量硫酸鈉后進(jìn)行電解。電解過(guò)程中產(chǎn)生的Cl2在弱堿性條件下生成ClO，把二價(jià)鎳氧化為三價(jià)鎳。以下說(shuō)法正確的是( )A 可用鐵作陽(yáng)極材料B 電解過(guò)程中陽(yáng)極附近溶液的pH升高C 陽(yáng)極反應(yīng)方程式為：2Cl2eCl2D 1mol二價(jià)鎳全部轉(zhuǎn)化為三價(jià)鎳時(shí)，外電路中通過(guò)了1mol電子。3、電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。右圖表示一個(gè)電解池，裝有電解液a；X、Y是兩塊電極板，通過(guò)導(dǎo)線與直流電源相連。請(qǐng)回答以下問題：若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，同時(shí)在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則電解池中X極上

9、的電極反應(yīng)式是 。在X極附近觀察到的現(xiàn)象是 。Y電極上的電極反應(yīng)式是 ，檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是 。如要用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO4溶液，則X電極的材料是 ，電極反應(yīng)式是 。Y電極的材料是 ，電極反應(yīng)式是 。（說(shuō)明：雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫出）7.汽車上用的鉛蓄電池是以一組充滿海綿狀灰鉛的鉛板和另一組結(jié)構(gòu)相似的充滿二氧化鉛的鉛板組成，用H2SO4作電解液?？偡磻?yīng)式為：Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O（1）試寫出放電時(shí)的正、負(fù)極反應(yīng)式正極:_負(fù)極:_（2）試寫出充電時(shí)的陽(yáng)、陰極反應(yīng)式陽(yáng)極:_陰極:_8金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜

10、質(zhì)，可用電解法制備高純度的鎳，下列敘述正確的是（已知：氧化性Fe2Ni2Cu2） ( )A 陽(yáng)極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式：Ni22eNiB 電解過(guò)程中，陽(yáng)極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加相等C 電解后，溶液中存在的金屬陽(yáng)離子只有Fe2和Zn2D 電解后，電解槽底部的陽(yáng)極泥中只有Cu和Pt例2用惰性電極實(shí)現(xiàn)電解，下列說(shuō)法正確的是（ ）A 電解稀硫酸溶液，實(shí)質(zhì)上是電解水，故溶液p H不變B 電解稀氫氧化鈉溶液，要消耗OH，故溶液pH減小C 電解硫酸鈉溶液，在陰極上和陽(yáng)極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1:2D 電解氯化銅溶液，在陰極上和陽(yáng)極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1:19某學(xué)生想制作一種家用環(huán)保型消毒液

11、發(fā)生器，用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液，通電時(shí)，為使Cl2被完全吸收，制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液，設(shè)計(jì)了如圖的裝置，則對(duì)電源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是（ ）（A） a為正極，b為負(fù)極；NaClO和NaCl（B） a為負(fù)極，b為正極；NaClO和NaCl（C） a為陽(yáng)極，b為陰極；HClO和NaCl（D） a為陰極，b為陽(yáng)極；HClO和NaCl10右圖中電極a、b分別為Ag電極和Pt電極，電極c、d都是石墨電極。通電一段時(shí)間后，只在c、d兩極上共收集到336mL（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）氣體?；卮穑海?）直流電源中，M為極。（2）Pt電極上生成的物質(zhì)是 ，其質(zhì)量為 g。（3）電源輸出的電子，其物質(zhì)的量與電極b、c、d分別生成的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為：2。（4）AgNO3溶液的濃度（填增大、減小或不變。下同），AgNO3溶液的pH，H2SO4溶液的濃度，H2SO4溶液的pH。（5）若H2SO4溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由5.00%變?yōu)?.02%，則原有5.00%的H2SO4溶液為多少g。 a A X Y + 例6電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。右圖表示一個(gè)電解池，裝有電解液a；X、Y是兩塊電極板，通過(guò)導(dǎo)線與直流電源相連。請(qǐng)回答以下問題：（1）若