高中化學人教版化學反應原理第四章電化學基礎第三節(jié)電解池

第十一講電解、電鍍和電化學腐蝕適用學科化學適用年級高二適用區(qū)域全國本講時長120min知識點1.電解池的工作原理及電極式的書寫2.電鍍的原理及粗銅精煉原理3.電化學腐蝕及防護教學目標1.掌握電解池的工作原理2.掌握電鍍及銅精煉原理3.能熟練書寫出電極反應式4.從原電池原理分析金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因及危害。5.用原電池、電解池的原理采取措施，防止金屬腐蝕。教學重難點1.電解池的工作原理2.電極反應方程式的書寫教學過程一、復習預習上節(jié)課我們主要學習了化學電源的工作原理，本次課我們將學習電解的工作原理二、知識講解考點1電解原理1.裝置：電解氯化銅溶液CuCl2溶液的電解2．實驗現(xiàn)象和結論實驗現(xiàn)象結論電流表指針發(fā)生偏轉說明電解質溶液在導電，形成閉合回路與負極相連的石墨棒上逐漸覆蓋了一層紅色固體析出金屬銅與正極相連的碳棒一側有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，濕潤的KI淀粉試紙變藍產(chǎn)生了氯氣3.實驗原理分析(1)通電前，Cu2＋、H＋、Cl－以及OH－在溶液中作自由運動通電時，在電場的作用下，這些自由運動的離子改作定向運動即Cl－、OH－等陰離子趨向陽極，Cu2＋、H＋等陽離子趨向陰極。(2)兩個電極上的反應和總反應：陽極(與電源正極相連)：2Cl－－2e－=Cl2↑。陰極(與電源負極相連)：Cu2＋＋2e－=Cu。總反應：CuCl2Cu＋Cl2↑。結論：電解質溶液的導電過程，就是電解質溶液的電解過程。電解題型中解題規(guī)律的總結（1）電解池的電極和電極反應（2）電解時電極產(chǎn)物的判斷陽極產(chǎn)物的判斷①活性金屬電極：金屬電極失電子，被溶解，生成對應金屬陽離子。②惰性電極(Pt、Au、C)：陰離子失電子，生成對應非金屬單質。陰離子放電順序：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根>F－。陰極產(chǎn)物的判斷與電極材料無關，直接根據(jù)陽離子放電順序進行判斷，陽離子放電順序：Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋。考點2氯堿工業(yè)1．電解飽和食鹽水制燒堿、氯氣和氫氣（1）裝置(2)原理陽極(C)：2Cl－－2e－=Cl2↑(氧化反應)陰極(Fe)：2H＋＋2e－=H2↑(還原反應)總反應：2NaCl＋2H2O2NaOH+Cl2↑＋H2↑(3)現(xiàn)象：陰極：有無色氣泡產(chǎn)生，電解前若向溶液中滴入酚酞，陰極區(qū)溶液變紅；陽極有黃綠色氣體生成，該氣體可使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍。考點3粗銅精煉（1）裝置(2)原理：(以電解精煉銅為例)陽極(粗銅)：Cu－2e－=Cu2＋(主要反應)陰極(精銅)：Cu2＋＋2e－=Cu(3)特點：陽極粗銅中的銅(以及比銅活潑的鋅、鐵、鎳等)被氧化，陰極Cu2＋被還原；其他Zn2＋、Fe2＋留在溶液中，而比銅活潑性弱的銀、金等金屬沉積在陽極下面，形成陽極泥。電解質溶液的濃度會逐漸減小?？键c4電鍍（1）裝置(2)原理(以金屬制品上鍍銀為例)陰極：Ag＋＋e－=Ag陽極：Ag－e－=Ag＋(3)特點：一多、一少、一不變。一多指陰極上有鍍層金屬沉積，一少指陽極上有鍍層金屬溶解；一不變指電鍍液濃度不變。要求：體現(xiàn)出知識點和考點之間的關系或本知識點的易錯點考點5金屬的腐蝕及防護1.金屬的腐蝕金屬的腐蝕概念金屬腐蝕是指金屬與周圍的氣體或液體物質發(fā)生氧化還原反應而引起損耗的現(xiàn)象特征金屬被腐蝕后，在外形、色澤以及機械性能方面會發(fā)生變化本質金屬腐蝕的本質是金屬失去電子變成陽離子，發(fā)生氧化反應類型化學腐蝕金屬與接觸到的干燥氣體(如O2、Cl2、SO2等)或非電解質液體(如石油)等直接發(fā)生化學反應而引起的腐蝕電化學腐蝕不純的金屬與電解質溶液接觸時，會發(fā)生原電池反應，比較活潑的金屬失去電子而被氧化的腐蝕。電化學腐蝕比化學腐蝕更普遍，危害更大2.電化學腐蝕(1)析氫腐蝕含義：金屬表面的電解質溶液酸性較強。腐蝕過程有H2放出電極反應負極：Fe－2e－=Fe2＋正極：2H＋＋2e－=H2↑總反應：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑(2)吸氧腐蝕含義：鋼鐵表面吸附的水膜，酸性很弱或呈中性、堿性時，氧氣參加電極反應電極反應負極：2Fe－4e－=2Fe2＋正極：O2＋2H2O＋4e－=4OH－總反應：2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2金屬防銹的方法（1）.犧牲陽極的陰極保護法應用原電池原理，讓被保護金屬作正極，另找一種活潑性較強的金屬作負極。例如輪船的船底要鑲鋅塊，并定期更換（2）．外加電流的陰極保護法利用電解池原理，把被保護的鋼鐵設備作為陰極，用惰性電極作為輔助陽極，兩者在電解質溶液里，接外加直流電源。（3）其它：如刷漆、搪瓷、制成不銹鋼等三、例題精析【例題1】現(xiàn)用Pt電極電解1L濃度均為mol/L的HCl、CuSO4的混合溶液，裝置如圖，下列說法正確的是()A．電解開始時陰極有H2放出B．電解開始時陽極上發(fā)生：Cu2＋＋2e－=CuC．當電路中通過電子的量超過mol時，此時陰極放電的離子發(fā)生了變化D．整個電解過程中，SOeq\o\al(2－,4)不參與電極反應【答案】D【解析】方法點撥：判斷電解池中的產(chǎn)物步驟：1．對于電解池，首先要考慮陽極材料，若為惰性電極，溶液中的陰離子被氧化；若為金屬電極，則被氧化的是電極本身。過于活潑的金屬不能作電極材料(K、Na)。2．若溶液中的陰、陽離子有多種，則根據(jù)離子放電順序判定什么離子先放電，什么離子后放電，并寫出電極方程式。3．注意根據(jù)電子流向和電流流向判斷電極是相反的。依據(jù)放電順序陰極先放電的是Cu2＋，故陰極開始析出的是Cu，陽極先放電的是Cl－，故陽極開始產(chǎn)生的是Cl2。故A、B錯；由陰極反應Cu2＋＋2e－=Cu，n(Cu2＋)＝mol，當電路中通過電子的量達到mol時，此時Cu2＋消耗完畢，陰極放電離子變?yōu)镠＋，所以C錯；陽極先是Cl－放電，當Cl－消耗完畢，此時H2O電離產(chǎn)生的OH－開始在陽極放電，SOeq\o\al(2－,4)不參與電極反應?！纠}2】在鐵制品上鍍一層一定厚度的鋅層，以下方案設計正確的是()A．鋅作陽極，鍍件作陰極，溶液中含有鋅離子B．鉑作陰極，鍍件作陽極，溶液中含有鋅離子C．鐵作陽極，鍍件作陰極，溶液中含有亞鐵離子D．鋅作陰極，鍍件作陽極，溶液中含有亞鐵離子【答案】A【解析】本題考查的是電鍍的原理。電鍍原理是鍍層作陽極、鍍件作陰極，含有鍍層金屬陽離子的電解質溶液作電鍍液。故正確答案為A?！纠}3】鋼鐵很容易生銹而被腐蝕，每年因腐蝕而損失的鋼材占世界鋼鐵年產(chǎn)量的四分之一。(1)鋼鐵腐蝕主要是吸氧腐蝕，該腐蝕過程中的電極反應式為：正極：__________________________________，負極：___________________________________。(2)為了降低某水庫的鐵閘門被腐蝕的速率，可以采用甲圖所示的方案，其中焊接在閘門上的固體材料R可以采用________。A．銅B．鈉C．鋅D．石墨(3)乙圖所示的方案也可以降低鐵閘門的腐蝕速率，其中鐵閘門應該連接在直流電源的________極?！敬鸢浮?1)O2＋2H2O＋4e－=4OH－2Fe－4e－=2Fe2＋(2)C(3)負【解析】(1)發(fā)生吸氧腐蝕時，負極上Fe失去電子，正極上O2得到電子。(2)鐵閘門上連接一塊比鐵活潑的金屬如鋅，就可由鋅失去電子，鋅被溶解，而鐵被保護，屬于犧牲陽極的陰極保護法。(3)屬于外加電流的陰極保護法，需把被保護的鐵閘門連接在電源的負極?！纠}4】用惰性電極進行電解，下列說法正確的是()A．電解稀硫酸，實質上是電解水，故溶液pH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，在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質的量之比為1∶2D．電解氯化銅溶液，在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質的量之比為1∶1【答案】D【解析】解題思路:電解產(chǎn)物判斷：1．用惰性電極電解電解質水溶液時，首先要全面分析電解質溶液的組成，找全離子并分為陰、陽兩組，然后排出陰、陽離子的放電順序，寫出兩極上的電極反應式。2．根據(jù)兩極的電極反應式寫出反應的總離子方程式時，要注意：若參與電極反應的H＋(或OH－)是由水電離出來的，應用水的分子式表示。3．若陰極為H＋放電，則陰極區(qū)c(OH－)增大；若陽極區(qū)OH－放電，則陽極區(qū)c(H＋)增大；若陰、陽極同時有H＋、OH－放電，相當于電解水，電解質溶液濃度增大(飽和溶液例外)。電解稀硫酸實質上是電解水，c(H＋)增大，溶液pH減小，A項錯誤；電解稀氫氧化鈉溶液，實質上也是電解水，c(OH－)增大，溶液pH增大，B項錯誤；電解硫酸鈉溶液，在陰析上生成H2，陽極上生成O2，根據(jù)電子轉移計算其物質的量之比為2∶1，C項錯誤。D項正確。四、課堂運用【基礎】1.關于電解NaCl水溶液，下列敘述正確的是()A．電解時在陽極得到氯氣，在陰極得到金屬鈉B．若在陽極附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色C．若在陰極附近的溶液中滴入酚酞試液，溶液呈無色D．電解一段時間后，將全部電解液轉移到燒杯中，充分攪拌后溶液呈中性【答案】B【解析】電解食鹽水時發(fā)生的反應為：陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑陰極：2H＋＋2e－=H2↑總反應：2NaCl＋2H2O電解,2NaOH＋H2↑＋Cl2↑對照分析選項，A錯誤；陽極附近的溶液中會溶有少量的Cl2，滴加KI溶液后發(fā)生反應：Cl2＋2I－=I2＋2Cl－，溶液呈棕色，B正確；陰極附近產(chǎn)生大量的OH－，滴加酚酞后變紅色，C錯誤；電解后生成NaOH，溶液呈堿性，D錯誤。2.下列有關用惰性電極電解AgNO3溶液一段時間后的說法正確的是()A．電解過程中陰極質量不斷增加B．電解過程中溶液的pH不斷升高C．此時向溶液中加入適量的Ag2O固體不能使溶液恢復至電解前的狀況D．電解后兩極產(chǎn)生的氣體體積比為2∶1【答案】A【解析】用惰性電極電解AgNO3溶液，總的電解反應式為：4AgNO3＋2H2O電解,4Ag＋O2↑＋4HNO3，則陰極上析出銀，陽極上放出氧氣，A項正確，D項錯誤；由于生成HNO3，溶液的pH應不斷降低，B項錯誤；要使溶液恢復到電解前的狀況要看加入的物質在溶液中的反應：2Ag2O＋4HNO3=4AgNO3＋2H2O，得到的物質恰好是反應掉的物質，可使溶液恢復至電解前的狀況，C項錯誤；故選A。3.下列關于電解池的敘述中正確的是()A．電解池中的閉合回路僅是由電子的定向移動形成的B．金屬導線中電子從電源的負極流向電解池的陽極，從電解池的陰極流向電源的正極C．在電解質溶液中，陰離子向陰極運動，陽離子向陽極運動D．相同時間內，陽離子在陰極上得到的電子與陰離子在陽極上失去的電子數(shù)相等【答案】D【解析】在電解池中，外電路上是靠電子的定向移動形成電流，而電解質溶液中是靠陰、陽離子的定向移動而形成電流，因此A項錯誤；在電解池中，電子由電源的負極流向電解池的陰極，由電解池的陽極流向電源的正極，因此B項錯誤；在電解質溶液中，陰離子向著陽極移動，陽離子向著陰極移動，因此C項錯誤。4．下列說法錯誤的是()A．電解質的導電過程是化學變化，而金屬的導電是物理變化B．電解質溶液導電的過程，就是電解質被電解的過程C．電解質在任何條件下均可以導電D．電解質溶液導電過程中一定有新物質生成【答案】C【解析】電解質導電的過程就是被電解的過程，在電解過程中發(fā)生氧化還原反應，一定有新物質生成，所以是化學變化；而金屬導電是靠自由電子的定向移動，無新物質生成，是物理變化，故A、B、D項正確。電解質要導電只有在電離的條件下，存在自由移動的離子時才能導電，所以C項錯誤?！眷柟獭?.下列描述中，不符合生產(chǎn)實際的是()A．電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁，用鐵作陽極B．電解法精煉粗銅，用純銅作陰極C．電解飽和食鹽水制燒堿，用涂鎳碳鋼網(wǎng)作陰極D．在鍍件上電鍍鋅，用鋅作陽極【答案】A【解析】A錯，用C作陽極；B正確，粗Cu作陽極，純銅作陰極；C正確，用涂鎳碳鋼網(wǎng)作陰極；D正確，鍍件作陰極，Zn作陽極，選A。2．下圖中能驗證氯化鈉溶液(含酚酞)電解產(chǎn)物的裝置是()【答案】D【解析】電解飽和食鹽水時，陰極生成H2，收集時試管口向下；陽極生成Cl2，通入淀粉碘化鉀溶液時，溶液變藍色。電子從直流電源流向電解池陰極，故正確的選項是D。3．某學生欲完成2HCl＋2Ag=2AgCl＋H2↑反應，設計了下列四個實驗，你認為可行的實驗是()【答案】C【解析】反應不能自發(fā)進行，應設計成電解池，金屬銀失電子作陽極與電源的正極相連。4．如圖各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐蝕由快到慢的順序為()A．②①③④B．④③①②C．④②①③ D．③②④①【答案】C【解析】①中Fe放置在海水中，形成了無數(shù)微小原電池，發(fā)生電化學腐蝕。②③④均構成了原電池。②中Fe的活潑性強于Sn，F(xiàn)e作負極發(fā)生了電化學腐蝕；③中Zn的活潑性比Fe強，Zn作負極被腐蝕，而Fe被保護；④中Fe的活潑性遠遠強于Cu，所以Fe作負極被腐蝕，并且②中形成的電流弱于④中電流，所以④中Fe比②腐蝕得快，①比②腐蝕得慢。因此Fe被腐蝕由快到慢的順序為④②①③。5．以下現(xiàn)象與電化學腐蝕無關的是()A．鍍錫鐵器比鍍鋅鐵器表面破損時更易被腐蝕B．純鐵不容易生銹C．鑲有相鄰的銀牙和金牙容易引起頭痛D．輸送氯氣的鋼管易被氯氣腐蝕【答案】D【解析】A項中鍍錫鐵器表面破損時形成原電池，F(xiàn)e作負極，易被腐蝕，而鍍鋅鐵器表面破損時形成原電池，F(xiàn)e作正極，被保護。B項中純鐵不能形成原電池，所以不容易被腐蝕。C項中相鄰的銀牙和金牙容易形成原電池產(chǎn)生電流，使人頭痛惡心。D項中鐵和Cl2直接發(fā)生反應，為化學腐蝕，與電化學腐蝕無關?！景胃摺?.根據(jù)如圖所示裝置回答：(1)當X為Pt，Y為Fe，Z為AgNO3時，陽極反應式為___________，陰極反應式為__________，電解反應式為_______________________。(2)X為Cu，Y為Fe，Z為CuSO4時，陽極反應式為____________，陰極反應式為_______________________?！敬鸢浮?1)4OH－－4e－=2H2O＋O2↑4Ag＋＋4e－=4Ag2H2O＋4AgNO34Ag＋O2↑＋4HNO3(2)Cu－2e－=Cu2＋Cu2＋＋2e－=Cu【解析】電解池中與電源正極相連的是陽極(X)與電源負極相連的是負極(Y)。根據(jù)電極反應式書寫規(guī)則寫出方程式。2.鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時，正極上發(fā)生的電極反應是()A．2H＋＋2e－=H2↑B．Fe2＋＋2e－=FeC．2H2O＋O2＋4e－=4OH－D．Fe3＋＋e－=Fe2＋【答案】C【解析】鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕，正極反應為2H2O＋O2＋4e－=4OH－。3．下列有關金屬的保護方法的說法中正確的是()A．常使用的快餐杯表面有一層搪瓷，若搪瓷層破損后仍能起到防止鐵生銹的作用B．白鐵(鍍鋅鐵)鍍層破損后，鐵皮的腐蝕速率很慢C．輪船的船殼水線以下常裝有一些鋅塊，這是利用了犧牲陰極的陽極保護法D．鋼鐵制造的暖氣管道外常涂有一層瀝青，這是鋼鐵的電化學保護法【答案】B【解析】A項中涂層破損后，鐵直接暴露在空氣中，因而搪瓷層不能對破損部分進行保護；B項中鍍層破損后由于鋅的金屬性比鐵強，和鐵構成原電池，鋅作負極，保護鐵不被腐蝕；C選項應是犧牲陽極的陰極保護法；D項中應是用瀝青作涂層的涂層保護法。4．按照下圖接通線路，反應一段時間后，回答下列問題(假設所提供的電能可以保證電解反應的順利進行)：(1)U形管內可觀察到________，寫出有關反應的化學方程________________________。(2)在小燒杯a、b中分別有什么現(xiàn)象產(chǎn)生？________________________________。(3)如果小燒杯中有0.508g碘析出，那么燒杯c中負極的質量減輕________g?！敬鸢浮?1)兩極上均有氣泡產(chǎn)生，U形管右邊酚酞溶液變紅；2KCl＋2H2O2KOH＋H2↑＋Cl2↑(2)a燒杯中溶液變?yōu)樗{色，b燒杯中有無色氣泡產(chǎn)生(3)【解析】圖中左圖是原電池，鋅為負極，鉑為正極，所以U形管的左邊電極為電解池的陽極，右邊電極為陰極，電解KCl溶液：2KCl＋2H2O,2KOH＋H2↑＋Cl2↑，左邊產(chǎn)生氯氣，使淀粉KI溶液變藍，U形管右邊酚酞溶液變紅，0.508g碘為mol，所以燒杯中減少的鋅的物質的量為mol，質量為0.13g。課程小結本節(jié)課通過具體裝置展示和講解相結合的方法學習了電化學中的電解、電鍍和粗銅精煉，能夠有利于將抽象的知識點具體化，有利于學生的接受。課后作業(yè)【基礎】＝a的某電解質溶液中，插入兩支惰性電極，通直流電一段時間后，溶液的pH>a，則該電解質可能是()A．NaOH B．H2SO4C．AgNO3 D．Na2SO4【答案】A【解析】由陰、陽離子的放電順序可知，電解NaOH、H2SO4、Na2SO4溶液的實質都是電解水，電解質溶液的濃度都增大，故NaOH溶液的pH增大，H2SO4溶液的pH減小，Na2SO4溶液的pH不變；AgNO3的電解方程式為：4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3，故溶液的pH減小。2.下圖中，鐵腐蝕由快到慢的順序為(電解質溶液為水)________?！敬鸢浮竣?gt;④>①>②>③>⑥【解析】①中由于水中溶解了氧氣，鐵與雜質碳會形成原電池，發(fā)生電化學腐蝕；②中鐵在油中，氧氣難以溶解，無電解質溶液，不能形成原電池；③、④都形成原電池，但③中鐵為正極，受到保護；④中鐵為負極，被氧化；⑤、⑥都形成了電解池；⑤中鐵與電源的正極相連，作陽極，氧化速率加快；⑥中鐵與電源的負極相連，作陰極，受到保護。所以鐵腐蝕由快到慢的順序為⑤>④>①>②>③>⑥。3．下列說法不正確的是()A．不能自發(fā)進行的氧化還原反應，一般可以通過電解實現(xiàn)B．電解質溶液導電是化學變化，金屬導電是物理變化C．電解池和原電池中均發(fā)生氧化還原反應D．電解、電離、原電池均需要通電【答案】D【解析】電離不需要通電，而是在溶于水或熔化狀態(tài)下發(fā)生的。4．能用電解原理說明的問題是()①電解是把電能轉變成化學能②電解是把化學能轉變成電能③電解質溶液導電是化學變化，金屬導電是物理變化④不能自發(fā)進行的氧化還原反應，通過電解的原理可以實現(xiàn)⑤任何溶液被電解時，必須導致氧化還原反應的發(fā)生A．①②③④B．②③⑤C．③④D．①③④⑤【答案】D【解析】本題主要考查了電解原理。從能量轉化的角度看，電解是把電能轉變成化學能的過程，故①對、②錯；電解質溶液的導電過程，必將伴隨著兩個電極上氧化還原反應的發(fā)生，同時生成新的物質，故③、⑤對；某些不能自發(fā)進行的氧化還原反應，通過電解供給電能可以實現(xiàn)，故④對。所以①③④⑤選項都符合題意。故正確答案為D。【鞏固】1.潛艇的金屬外殼浸在海水中，在海水和空氣的作用下會被腐蝕。(1)若海水呈中性，一艘鋼制外殼的潛艇在海水中發(fā)生腐蝕的電極反應式為：正極：__________________________________，負極：__________________________________。(2)為有效地保護潛艇，下列措施中最好的是________。A．采用純鐵制造潛艇外殼B．采用耐腐蝕的合金制造潛艇外殼C．在潛艇外殼上涂一層油D．在潛艇外殼上裝一定數(shù)量的鋅塊【答案】(1)O2＋2H2O＋4e－=4OH－2Fe－4e－=2Fe2＋(2)B【解析】金屬防護的方法很多，可以采取以下措施進行。(1)改變金屬的內部組織結構。合金鋼中含有合金元素，使組織結構發(fā)生變化，耐腐蝕。如不銹鋼。(2)在金屬表面覆蓋保護層。常見方式有：涂油脂、油漆或覆蓋搪瓷、塑料等；使表面生成致密氧化膜；在表面鍍一層有自我保護作用的另一種金屬。(3)電化學保護法：①外加電源的陰極保護法：接上外加直流電源構成電解池，被保護的金屬作陰極。②犧牲陽極的陰極保護法：外加負極材料，構成原電池，被保護的金屬作正極。2.火法煉銅得到的粗銅中含多種雜質(如鋅、金和銀等)，其性能遠不能達到電氣工業(yè)的要求，工業(yè)上常用電解精煉法將粗銅提純。在電解精煉時()A．粗銅接電源負極B．純銅做陰極C．雜質都將以單質形式沉積到池底D．純銅片增重2.56g，電路中通過電子為mol【答案】B【解析】電解精煉時，粗銅接電源正極，純銅做陰極；活動性Zn＞Cu，Zn－2e－=Zn2＋；純銅片增重2.56g，即mol，電路中通過的電子應為mol。3．如下圖所示，下列有關實驗現(xiàn)象的描述正確的是()a電極b電極X溶液實驗現(xiàn)象A石墨石墨CuCl2a電極質量增加，b電極放出無色氣體BFe石墨KNO3a電極質量增加，b電極放出無色氣體CFeCuCuSO4a電極質量增加，b電極質量減少D石墨石墨HCla電極放出無色氣體，b電極放出無色氣體【答案】C【解析】這是一個電解裝置，其中A、D選項中是惰性電極，且電解液都含有氯離子，所以b電極應該放出黃綠色的氣體(氯氣)；B選項中的a電極質量不變；C選項中所組成的電解池相當于電鍍池，其中b電極的銅溶解，質量減少，而a電極上析出銅，質量增加。4．下列關于銅電極的敘述中，正確的是()A．銅鋅原電池中銅是正極B．用電解法精煉粗銅時粗銅作陰極C．在鍍件上電鍍銅時可用金屬銅作陰極D．電解稀硫酸制H2、O2時銅作陽極【答案】A【解析】本題主要考查了原電池、電解池的區(qū)別。A敘述的是原電池，銅不如鋅活潑，銅應為正極。B、C、D敘述的是電解池。電解池的陽極發(fā)生失去電子的氧化反應，陰極發(fā)生得到電子的還原反應，所以精煉粗銅時，粗銅應作為陽極，鍍銅時銅也應作為陽極以提供Cu2＋，而電解稀硫酸時，如把銅作為陽極，銅就會首先放電，陽極就不能產(chǎn)生氧氣。故選A。5．把兩個惰性電極插入500mL的AgNO3溶液中，通電電解。當電解液的pH從變?yōu)闀r(設電解時陰極沒有氫氣析出，且電解液在電解前后體積可以忽略)，電極上析出銀的質量大約是()A．27mgB．54mgC．108mgD．216mg【答案】B【解析】本題考查的是有關電解反應的計算。首先應弄清楚兩極的反應。陽極：4OH－－4e－=O2↑＋2H2O；陰極沒有氫氣析出，則陰極反應為：Ag＋＋e－=Ag。OH－的消耗導致了H＋的增加，增加量為1×10－3mol/L×0.5L＝5×10－4mol，即轉移電子數(shù)5×10－4mol，析出銀的質量為5×10－4mol×108g/mol＝0.054g＝54mg?！景胃摺?.金屬鎳有廣泛的用途，粗鎳中含有少量的Fe、Zn、Cu、Pt等雜質，用電解法制備高純度的鎳，下列敘述中正確的是()A．陽極發(fā)生還原反應，其電極反應式為：Ni2＋＋2e－=NiB．電解過程中，陽極質量減少與陰極質量增加相等C．電解后，溶液中存在的金屬陽離子只有Fe2＋和Zn2＋D．電解后，電解槽底部的陽極泥中只有Cu和Pt【答案】D【解析】本題為課本中“電解精煉銅”的遷移應用，A項陽極應發(fā)生氧化反應。C項溶液中的陽離子主要為Ni2＋，根據(jù)金屬原子的還原性和金屬陽離子的氧化順序，陽極反應為Zn－2e－=Zn2＋，F(xiàn)e－2e－=Fe2＋，Ni－2e－=Ni2＋，Cu、Pt在該條件下不失電子，陰極反應為Ni2＋＋2e－=Ni，F(xiàn)e2＋、Zn2＋在該條件下不得電子。比較兩電極反應，因Zn、Fe、Ni的相對原子質量不等，當兩極通過相同的電量時，陽極減少的質量與陰極增加的質量不等。2.課題式研究性學習是培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維的良好方法，某研究性學習小組將下列裝置如圖連接，C、D、E、F、X、Y都是惰性電極。將電源接通后，向乙中滴人酚酞試液，在F極附近顯紅色。試回答下列問題：(1)電源A極的名稱是____________________________________________。(2)甲裝置中電解反應的總化學方程式：________________________________