校本作业(13)电解原理与电解应用
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电解的原理与应用1. 什么是电解?电解是指利用电流通过电解质溶液或熔融电解质而引起元素或化合物在电极上电荷转移的化学过程。
在电解过程中,正电荷被引导到阴极,负电荷被引导到阳极,从而使电解质发生化学反应。
2. 电解的原理电解的原理基于电极与电解质之间的电离和电荷转移现象。
当电解质溶液或熔融电解质中通电时,电离产生正负电荷离子。
正离子被引导到阴极,发生还原反应,负离子被引导到阳极,发生氧化反应。
这样,在电解过程中就可以将阳离子和阴离子分离出来,实现元素或化合物的分解。
3. 电解的应用电解在许多领域都有着重要的应用。
下面列举了一些常见的电解应用:•电镀:电解被广泛用于金属表面的镀层制备。
通过在金属表面施加电流,可以使得金属离子在电解质溶液中还原并沉积在金属上,形成均匀且具有良好的附着力的金属镀层。
•延迟电解:电解可以应用于电容器,并产生电势延迟效应。
通过在电解质中施加电流,电解质溶液中的正、负离子向相应的电极移动,形成电势差。
这种电势差可以被利用来存储和释放能量,用于调节电路稳定性。
•电解制氢:电解可以分解水分子,将水分解成氢气和氧气。
通过在水中施加电流,可以将氢气聚集在阴极上,氧气则聚集在阳极上。
这种电解制氢的方法被广泛应用于氢能源的生产和储存。
•电解析出纯化物质:电解可以用于从混合物中分离纯化物质。
通过在电解质溶液中引入待提取的物质,并施加电流,可以使待提取物质发生电化学反应,并沉积在电极上。
通过这种方式,可以获得高纯度的物质。
•电解制备化学物质:一些化学物质可以通过电解方法进行制备。
例如,氯碱法是一种通过电解盐水制备氯气、氢气和氢氧化钠的方法。
这种方法在工业上广泛应用于氯碱化工生产。
4. 电解的优缺点电解作为一种化学反应方法,具有以下优点和缺点:•优点:–高纯度:电解可以得到高纯度的产物,适用于一些需要高纯度物质的领域。
–可控性:电解过程可以通过调整电流大小和时间来控制反应速率和产品生成。
–无污染:电解反应不会产生有害废物和气体,对环境友好。
高中化学中的电解原理及其应用在高中化学的学习中,电解原理是一个十分重要的概念,它不仅在理论上具有深刻的意义,而且在实际应用中也有着广泛的用途。
让我们一起来深入了解一下这一神奇的化学原理及其丰富多样的应用。
一、电解原理的基本概念电解,简单来说,就是在直流电的作用下,使电解质溶液或熔融电解质在阴阳两极发生氧化还原反应的过程。
要理解电解原理,首先得清楚电解池的构成。
电解池由直流电源、两个电极(阳极和阴极)以及电解质溶液(或熔融电解质)组成。
在电解池中,与电源正极相连的电极称为阳极,与电源负极相连的电极称为阴极。
在电解过程中,阳极发生氧化反应,阴离子失去电子;阴极发生还原反应,阳离子得到电子。
例如,在电解氯化铜溶液时,氯离子在阳极失去电子生成氯气,铜离子在阴极得到电子生成铜单质。
二、电解原理的影响因素1、电极材料电极材料的性质会影响电解反应的进行。
惰性电极(如铂、金等)在电解时本身不参与反应,而活性电极(如铁、铜等)可能会参与反应。
2、电解质溶液的浓度电解质溶液浓度的大小会影响离子的迁移速度和反应速率。
3、电流强度电流强度越大,电解反应的速率通常越快。
4、温度适当提高温度可以加快离子的运动速度,从而加快电解反应的速率。
三、电解原理的应用1、电解精炼电解精炼是利用电解原理提纯金属的一种方法。
以铜的电解精炼为例,粗铜作为阳极,纯铜作为阴极,硫酸铜溶液作为电解质溶液。
在电解过程中,阳极的粗铜逐渐溶解,杂质如锌、铁、镍等比铜活泼的金属先溶解成为离子进入溶液,而金、银等不活泼的金属则沉淀为阳极泥;阴极上铜离子得到电子析出纯铜,从而达到提纯铜的目的。
2、电镀电镀是一种表面处理技术,也是基于电解原理。
将需要镀金属的物件作为阴极,镀层金属作为阳极,含有镀层金属离子的溶液作为电解质溶液。
通过电解,在阴极上沉积出均匀、致密、结合良好的镀层,起到保护、装饰或赋予特殊功能的作用。
比如,我们常见的镀铬、镀锌等。
3、氯碱工业氯碱工业是电解食盐水制取烧碱、氯气和氢气的工业生产方法。
电解原理和在生活中的应用1. 电解原理电解是指通过电流将电解质中的离子分解成原子、离子或分子的过程。
在电解过程中,正向电流会引起阴极上的还原反应,而阴向电流则会引起阳极上的氧化反应。
电解涉及两个关键概念:电解质和电解槽。
电解质是能够在溶液中形成离子的物质,常见的电解质包括酸、碱和盐。
电解槽是用于进行电解的装置,通常由两个电极(阴极和阳极)和一个电解质溶液组成。
通过在电解槽中施加电压,电解质溶液中的正离子迁移到阴极,而负离子迁移到阳极。
在阴极上,正离子接受电子并发生还原反应,而在阳极上,负离子失去电子并发生氧化反应。
2. 电解在生活中的应用电解在生活中有多种应用,这些应用涉及到物质的分解、合成和提纯等方面。
2.1 金属的电镀金属的电镀是一种常见的电解应用。
通过将金属物体浸泡在金属离子的电解质溶液中,并施加电流,金属离子会在金属物体表面还原,形成一层金属镀层。
这种金属镀层可以改善金属物体的外观、耐腐蚀性和导电性。
2.2 锂离子电池的充放电锂离子电池是一种常见的充电设备,用于供电各种便携电子设备,如手机、电动工具和电动汽车。
锂离子电池的充放电过程正是通过电解来实现的。
在充电过程中,电流的施加使得锂离子从阳极迁移到阴极,并在阴极上发生还原反应。
而在放电过程中,反应方向相反,锂离子从阴极迁移到阳极。
2.3 水的电解制氢水的电解是将水分子分解成氢和氧气的过程。
通过将水置于电解槽中,并施加电流,水分子分解为氢离子和氧离子。
氢离子在阴极上接受电子,并发生还原反应生成氢气,而氧离子则在阳极上失去电子,并发生氧化反应生成氧气。
这是一种常见的制取氢气的方法。
2.4 盐的水溶液电解盐的水溶液电解是通过将盐溶解在水中,并通过电流进行电解的过程。
在这个过程中,盐溶液中的钠离子(Na+)会迁移到阴极,并与水发生反应生成氢气和氢氧化钠。
同时,氯离子(Cl-)会迁移到阳极,并与水发生反应生成氧气和氯气。
这种反应在氯碱工业中广泛应用,用于制备氢氧化钠和氯气。
电解过程的原理及应用实例1. 电解过程的原理电解是一种利用电流通过电解质溶液或熔融物质时,使正、负离子在电场力作用下向相应电极迁移的过程。
电解过程可以分为两个基本步骤:1.1 氧化反应在阳极上,正电荷离子(阳离子)被吸引并接受电子,发生氧化反应。
这个过程使得阳极带正电,生成的电子进一步向电解质的外部电路移动。
1.2 还原反应在阴极上,负电荷离子(阴离子)被吸引并释放电子,发生还原反应。
这个过程使得阴极带负电,生成的电子进一步向电解质的外部电路移动。
在电解过程中,正负极的反应就是电化学反应,根据反应类型的不同,电解过程可以应用于多个领域。
2. 电解过程的应用实例电解过程在工业、实验室和日常生活中有着广泛的应用。
下面列举几个常见的应用实例:2.1 金属的电解精炼金属电解精炼是将具有杂质的金属通过电解的方式进行提纯的过程。
常见的例子包括铜、锌和铝的电解精炼。
在该过程中,将含有杂质的金属作为阴极,并通过电解质溶液中的阳极来提供离子。
随着电流的通过,金属离子在溶液中迁移到阴极上,并在阴极上还原为纯金属。
这样就可以将杂质从金属中去除,得到高纯度的金属。
2.2 水的电解制氢和制氧水电解是通过电解水来产生氢气和氧气的过程。
将水放在一个电解槽中,通过直流电源提供电流。
电流通过水分子,并将水分解为氢气和氧气。
氢气从阴极释放,氧气从阳极释放。
这种电解过程被广泛应用于氢能源的生产。
2.3 电镀电镀是利用电解过程在物体表面镀上一层金属膜的方法。
常见的电镀有镀铬、镀镍、镀银等。
在电镀过程中,要被镀的物体作为阴极,通过电解质溶液中的阳极提供金属离子。
通过电流的通过,金属离子在物体表面还原并形成金属镀层。
这样可以增加物体的美观性、耐腐蚀性和硬度。
2.4 电解析矿电解析矿是一种将金属化合物通过电解分解成金属和非金属元素的过程。
这种方法广泛应用于锂、铝等金属的提取。
在电解析矿过程中,金属化合物被作为阳极或阴极,并通过电解质溶液中的另一种电极发生氧化或还原反应。
电解法原理电解法原理及应用电解法是一种利用直流电在电解质溶液或熔融态电解质中引起氧化还原反应的过程。
该方法通过电流引发的化学变化,实现物质失去或获得电子,即氧化或还原。
电解法在工业生产中广泛应用,尤其在金属冶炼和氯碱工业等领域。
电解法的基本原理在电解过程中,电流通过电解质溶液或熔融态电解质,导致在阴极和阳极上发生氧化还原反应。
具体来说,阳极是电流输入的地方,这里发生氧化反应,而阴极是电流输出的地方,这里发生还原反应。
以水电解为例,水(H₂O)分子在阳极发生氧化反应,失去电子生成氧气(O₂)和氢离子(H⁺)。
在阴极,氢离子得到电子发生还原反应,生成氢气(H₂)。
整个反应可表达为:在阳极:2H₂O(l) →O₂(g) + 4H⁺(aq) + 4e⁻在阴极:4H⁺(aq) + 4e⁻→2H₂(g)这表明,水在电解的过程中被分解成氢气和氧气,这是电解法的一个简单示例。
废水处理中的电解法电解法也广泛应用于废水处理,通过引发氧化还原反应去除废水中的有害物质。
在废水电解处理过程中,阴极与电源负极相连,释放电子,废水中的阳离子在阴极上得到电子而被还原。
同时,阳极与电源正极相连,接受电子,废水中的阴离子在阳极上失去电子而被氧化。
举例来说,废水中的金属离子可能在阴极上还原成固体金属沉积,而废水中的阴离子可能在阳极上被氧化成新的化合物,这些产物可以沉淀、附着在电极上,或者转化为气体而被去除。
应用领域金属冶炼:电解法广泛用于金属冶炼,例如铝、镁等的生产过程。
氯碱工业:氯碱工业中的氯气和氢气的制备通常采用电解法。
废水处理:在废水处理中,电解法可用于去除重金属离子等有害物质。
电化学合成:电解法还常用于电化学合成,如电解水制氢、电解盐溶液制备次氯酸等。
电解法作为一种高效的化学处理方法,通过在电极上引发氧化还原反应,成功地应用于多个工业领域和废水处理过程,为资源利用和环境保护提供了可行的解决方案。
电解原理的理解和应用1. 电解的定义和原理电解是指通过电流的作用使电解质溶液中的离子发生氧化还原反应的过程。
该过程需要两个电极(阳极和阴极),并且在电解液中加上外加电压。
当外加电压高于一定阈值时,阳极会发生氧化反应,阴极会发生还原反应。
2. 电解的应用2.1 电解制氢和氧通过电解水可以将水分解成氢气和氧气。
具体的步骤如下:1.在一个容器中加入足够的水;2.在水中加入一些电解质,通常是盐或酸,以增加水的电导率;3.将两个电极分别插入水中,一个连接阳极(正极),一个连接阴极(负极);4.开启电源,调节合适的电流和电压;5.阳极上的氧化反应产生氧气,阴极上的还原反应产生氢气。
2.2 电解铝的生产电解铝是工业上重要的一项应用。
铝的生产主要是通过电解氧化铝进行的。
具体的步骤如下:1.将氧化铝粉末混合并加热到高温;2.在高温条件下,将混合物放入电解槽中;3.在电解槽的底部安置一系列的钨极,并将其连接到电源的阴极上;4.将电解槽中的氧化铝溶液加入到槽中;5.开启电源,通过外加电压将氧化铝分解成铝和氧。
2.3 电解污水处理电解技术在污水处理中也有广泛的应用。
具体的步骤如下:1.将污水放入一个容器中;2.加入适量的盐以提高水的电导率;3.插入两个电极,一个连接阳极,一个连接阴极;4.通过外加电压将污水中的有机物质氧化分解成无害的物质,产生水和气体。
2.4 电镀和电解清洗电解技术在金属电镀和电解清洗中也有重要的应用。
2.4.1 电镀电镀是通过电解将金属镀层沉积在另一种金属表面上的过程。
具体的步骤如下:1.准备一个含有金属离子的电解液;2.将需要镀层的物体作为阴极放入电解槽中;3.选择合适的金属作为阳极;4.通过外加电压,将金属阳极溶解成金属离子,并将其在阴极上沉积形成镀层。
2.4.2 电解清洗电解清洗是利用电解原理去除金属表面的污垢和氧化物的过程。
具体的步骤如下:1.将需要清洗的金属作为阴极放入电解槽中;2.在电解槽中加入合适的电解液;3.通过外加电压,使电解液中的离子发生氧化还原反应,去除金属表面的污垢和氧化物。
§4.3 电解原理及其应用1.电解原理[电解、电解池(槽)]使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解.借助于电流引起氧化还原反应的装置,也就是把电能转变为化学能的装置,叫做电解池或电解槽.构成电解池(电解槽)的条件: (1)有外加直流电源.(2)有电解质溶液或熔融的离子化合物.(3)有两个电极(材料为金属或石墨,两极材料可相同或不同): 阴极:与直流电源的负极直接相连的一极. 阳极:与直流电源的正极直接相连的一极. (4)两个电极要与电解质溶液接触并形成回路. 注意:电解池的阴、阳极完全由外加直流电源的负、正极确定,与电极材料本身的性质无关.而原电池的正、负极则由构成电极材料本身的性质决定.[惰性电极和活性电极] 在电解时,根据电极本身是否参与氧化还原反应,可把电极分为惰性电极和活性电极两类:(1)惰性电极(C 、Pt 等):只起导电作用,不参与反应;(2)活性电极(除Pt 、Au 外的其余金属):当作阳极时,除起导电作用外,还失去电子变成金属阳离子进入溶液中. [电解原理]阴极:阴极→发生还原反应→溶液中的金属阳离子或H +得电子→电极的质量增加或放出H2→电极本身一定不参加反应.阳极:阳极→发生氧化反应→活性电极溶解或惰性电极时溶液中的阴离子(或OH -)失去电子→电极的质量减轻或放出O 2或析出非金属单质. 电子流向:外接电源(+)→外接电源(一)→电解池阴极→溶液中离子定向移动→电解池阳极→外接电源(+).电流方向:与电子流向相反. [离子的放电顺序](1)在阴极上.在阴极上发生的是得电子反应,因此,电极本身只起导电作用而不能发生氧化还原反应,发生反应的是溶液中的阳离子,它们得电子的能力顺序为: Ag +、Fe 3+、Cu 2+、H +、Pb 2+、Fe 2+、Zn 2+、(H +)、Al 3+、Mg 2+、Na +、Ca 2+、K +得电子能力由易到难说明 上列顺序中H +有两个位置:在酸溶液中,H +得电子能力在Cu 2+与Pb 2+之间;若在盐溶液中,则H +位于Zn 2+与Ag +之间.(2)在阳极上.首先应考虑电极是活性电极还是惰性电极,若为活性电极,则是阳极本身失去电子被氧化成阳离子进入溶液中,即:+-=-n M ne M ,此时不能考虑溶液中阴离子的失电子情况;若为惰性电极,溶液中的阴离子失电子的能力顺序为:NO 3-或SO 42-等含氧酸根、OH -、Cl -、Br -、I -、S 2-失电子能力由弱到强[电离与电解的区别和联系]2[用惰性电极作阳极电解酸、碱、盐水溶液的规律]归纳:(1)电解含氧酸、强碱和活泼金属含氧酸盐的水溶液,实际上都是电解水,即:2H2O2H2↑+ O2↑(2)电解无氧酸(HF除外)、不活泼金属无氧酸的水溶液,就是电解溶质本身.例如:2HCl H2↑+ Cl2↑CuCl2Cu + C12↑(3)电解活泼金属无氧酸盐溶液时,电解的总化学方程式的通式可表示为:溶质+ H2O H2↑+ 碱+ 卤素单质X2(或S)(4)电解不活泼金属含氧酸盐的溶液时,电解的总化学方程式的通式可表示为:溶质+ H2O O2↑+ 酸+ 金属单质(5)电解时,若只生成H2,pH增大.若只生成O2,则pH减小.若同时生成H2和O2,则分为三种情况:电解酸的溶液,pH减小;电解碱的溶液,pH增大;电解盐的溶液,pH不变.2.电解原理的应用[铜的电解精炼、电镀铜][氯碱工业](1)电解饱和食盐水溶液的反应原理.阳极电极反应式(Fe棒):2H++2e-=H2↑(H+得电子产生H2后,阴极区OH-浓度增大而显碱性)阳极电极反应式(石墨):2C1――2e-=Cl2↑电解的总化学方程式:2NaCl + H2O2NaOH + H2↑+ Cl2↑(2)设备:离子交换膜电解槽.离子交换膜电解槽主要由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成,每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成.电解槽的阳极用金属钛制成;阴极由碳钢网制成.(3)阳离子交换膜的作用:①把电解槽隔为阴极室和阳极室;②只允许Na+通过,而Cl-、OH-和气体则不能通过.这样,既能防止生成的H2和Cl2相混合而发生爆炸,又能避免C12进入阴极区与NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量.(4)离子交换膜法电解制烧碱的主要生产流程说明为除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质离子,需依次加入过量的BaCl2溶液(除去SO42-)、NaOH溶液(除去Mg2+、Fe3+)和Na2CO3溶液(除去Ca2+和剩余的Ba2+),最后加入盐酸中和NaOH以及将剩余的Na2CO3转化为NaCl.随堂练习:1.下列关于铜电极的叙述,正确的是()A.铜锌原电池中铜是正极B.用电解法精炼粗铜时铜作阳极C.在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极D.电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极2.下列叙述正确的是()A.在原电池的负极和电解池的阴极上都是发生失电子的氧化反应B.用惰性电极电解Na2SO4溶液,阴阳两极产物的物质的量之比为1:2C.用惰性电极电解饱和NaCl溶液,若有1 mol电子转移,则生成1 molNaOHD.镀层破损后,镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀3.右图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。
化学实验中的电解化学实验中的电解是一种重要的实验方法,在化学学科中占据着重要地位。
它通过电流通过电解质溶液或熔融状态下的电解质,使其发生化学反应,从而达到实验目的。
本文将介绍电解的基本原理、实验过程以及其在实际应用中的重要性。
一、电解的基本原理电解是利用外加电势差驱动电解质溶液或电解质的离子迁移,并使离子在阴阳极上发生氧化还原反应的一种现象。
在电解过程中,正电离子(阳离子)从阴极移到阳极,而负电离子(阴离子)从阳极移动到阴极。
这种移动过程是通过电子的流动完成的。
二、电解实验的基本步骤1. 材料准备:准备所需的电解槽、电极、电源以及电解质溶液或熔融状态下的电解质。
2. 操作步骤:a. 将电解质溶液倒入电解槽中,或将电解质加热至熔融状态后倒入电解槽中。
b. 将阳极和阴极插入电解槽中的溶液或熔融物中。
c. 连接电源,控制电流强度和时间。
3. 实验观察:观察电解过程中的现象变化,例如气体的生成、溶液颜色的变化等。
4. 数据记录与分析:记录实验数据,并根据实验现象进行分析与推理。
三、电解在实际应用中的重要性1. 电解用途广泛:电解技术广泛应用于电镀、水解制氢、电解制氧等领域。
例如,电镀过程中,在金属表面上通过电解可以使金属离子还原成金属沉积在工件表面上,从而实现对金属表面的保护和美化。
2. 电解用于纯化物质:电解还可以用于纯化物质。
通过电解质溶液中的阴离子和阳离子的选择性迁移,可以使其中的杂质离子被移动到另一极上,从而实现对物质的纯化。
3. 电解对环境的影响:电解过程中产生的氧气和氢气等气体可以被广泛应用于工业和生活中,比如用于气体燃料,减少对环境的污染。
四、电解实验的注意事项1. 实验安全:进行电解实验时,要注意保持实验室的安全,确保电源、电极和电解槽等设备的正常工作。
2. 控制电流强度:在进行电解实验时,需要严格控制电流强度,以免过大的电流引起溶液的剧烈反应或电解槽的烧损。
3. 实验数据准确性:进行电解实验时,需要准确记录实验数据,并根据实验现象进行正确的分析与推理。
电解的原理及应用1. 什么是电解电解是指通过电流将电解质溶液或熔融的电解质分解成离子并进行化学反应的过程。
在电解反应中,正极接收电子并发生氧化反应,负极释放电子并发生还原反应。
电解是一种重要的化学过程,广泛应用于各个领域。
2. 电解的原理电解的原理基于电解质的导电性质和电解池的结构。
实现电解需要一个电解池,其中包含电解质溶液或熔融的电解质。
电解质是可以离解成离子的化合物,如盐酸、硫酸等。
当电解质溶液或熔融的电解质被通电时,电解质中的正、负离子会被电场的作用分开并在电极上进行相应的反应。
正极接收电子并发生氧化反应,负极释放电子并进行还原反应。
这些反应使得电解质发生分解和化学变化。
3. 电解的应用3.1 电解制取金属电解方法可以用来制取某些金属,如铜、铝等。
这是利用金属离子在电解质溶液中的电解过程,从而使金属离子还原成金属沉积在负极上。
通过调节电流、温度和电解质浓度等因素,可以控制金属的制取过程。
3.2 电镀电镀是一种通过电解的方法在物体表面镀上一层金属的工艺。
电镀的目的可以是提供装饰效果、提高耐腐蚀性能或改变物体表面的性质。
常见的电镀金属包括铬、镍、银等。
3.3 电解水制氢电解水是指通过电解的方式将水分解成氢气和氧气。
这是一种制取氢气的重要方法,可以在工业和实验室中用于制取氢气。
电解水还可以应用于燃料电池和氢能源等领域。
3.4 电解制取化学品电解还可以被用于制取某些化学品。
以氯气制备为例,电解盐水溶液可以使盐中的氯离子氧化成氯气。
类似地,电解还可以用于制取其他化学品,提供一种有效的化学合成方法。
3.5 电解污水处理电解也可以用于污水处理。
通过电解方法,污水中的有机物、重金属等可以被分解或沉积,从而达到净化水质的目的。
这是一种环保的污水处理技术,可以应用于工业和生活污水的处理。
4. 总结电解是通过电流将电解质溶液或熔融的电解质分解成离子并进行化学反应的过程。
电解的应用十分广泛,包括制取金属、电镀、电解水制氢、制取化学品以及污水处理等。
同安一中2014-2015学年上学期高二化学校本作业(13)电解原理与应用1.【2013福州质检】电解加工是利用电解原理使金属在电解液中溶蚀成预定的形状的方法。
电解加工铜构件的示意图:阳极铜件被溶蚀,而阴极的质量和形状都保持不变,则原始电解液中不宜含有大量的( )BCA .SO 42-B .Cl -C .Na +D .Cu 2+2、(2014·海南单科,T3)以石墨为电极,电解KI 溶液(含有少量的酚酞和淀粉),下列说法错误的是 ( )AA 、阴极附近溶液呈红色B 、阴极逸出气体C 、阳极附近溶液呈蓝色D 、溶液的PH 变小3、下列图示中关于铜电极的连接错误..的是 ( C )A4. 右图中x 、y 分别是直流电源的两极,通电后发现a 极板质量增加,b 极板处有无色无臭气体放出,符合这一情况的是 ( A ) BD5. 在一盛有饱和Na 2CO 3溶液的烧杯中插入惰性电极,保持温度不变,通电一段时间后A 、溶液的PH 值增大; B 、Na +和CO 32-的浓度减小; C C 、溶液的浓度增大; D 、溶液的浓度不变,有晶体析出;6. 右如图为直流电源电解稀Na 2SO 4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试液,下列实验现象中正确的是( ) A .a 电极附近呈蓝色,b 电极附近出现红色 BCD 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电极附近出现蓝色D.逸出气体的体积a电极的小于b电极的7. 某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4,物质的量之比为3∶1。
用石墨作电极电解溶液,根据电极产物,可明显分为三个阶段。
下列叙述不正确的是()A.阴极只析出H2B.阳极先析出Cl2,后析出O2C.电解最后阶段为电解水D.溶液pH不断增大,最后为78.某小组同学认为,如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法,那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。
(1)该电解槽的阳极反应式为_4OH--4e-===2H2O+O2↑_。
2 H2O - 4e-== O2↑ + 4 H+通过阴离子交换膜的离子数__小于__(填“大于”、“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜离子数。
(2)制得的氢氧化钾溶液从出口__ D __(填“A”、“B”、“C”或“D”)导出。
(3)通电开始后,阴极附近溶液pH会增大,请简述原因__ H+在阴极附近放电,引起水的电离平衡向右移动,使c(OH-)>c(H+)。
(错误较多)9.【2013重庆卷节选】电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。
电化学降解NO3-的原理若图所示.①电源正极为____ A __ (填“A”或“B”),②阴极反应式为2NO3-+6H2O+10e-=N2↑+12OH-。
12H++2NO3-+10 e-==N2+ 6 H2O2NO3-+8 e-= N2 + 3 O2↑ 2 H+ + 2 e-= H2↑10.(2014·北京理综化学卷,T28)(15分)用FeCl3酸性溶液脱除H2S后的废液,通过控制电压电解得以再生。
某同学使用石墨电极,在不同电压(x)下电解pH=1的0.1mol/L的FeCl2溶液,研究废液再生机理。
记录如下(a、b、c代表电压数值):(2)I中,Fe3+产生的原因可能是Cl在阳极放电,生成的Cl2将Fe2+氧化。
写出有关反应:__2Cl— -2e— =Cl2↑ Cl2+2Fe2+=2Cl—+2Fe3+.___。
漏写2Cl— -2e— =Cl2↑(3)由II推测,Fe3+产生的原因还可能是Fe2+在阳极放电,原因是Fe2+具有_还原_性。
(4)II中虽未检验出Cl2,但Cl—在阳极是否放电仍需进一步验证。
电解pH=1的NaCl 溶液做对照实验,记录如下:①NaCl的浓度是_________mol/L因为为对比实验,故Cl-浓度应与电解FeCl2的相同,即为0.1mol/L ×2=0.2mol/L②IV中检测Cl2的实验方法取少量阳极附近的溶液,滴在淀粉KI试纸上,若试纸变蓝,则有氯气产生。
③与II对比,得出的结论(写出两点):__通过控制电压,证实了产生Fe3+的两种原因都成立;通过控制电压,验证了Fe2+先于Cl-放电___。
11. 碘被称为“智力元素”,科学合理地补充碘可防止碘缺乏病。
碘酸钾(KIO3)是国家规定的食盐加碘剂,它的晶体为白色,可溶于水。
碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢或碘化物作用均生成单质碘。
以碘为原料,通过电解制备碘酸钾的实验装置如右图所示。
电解前,先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液,溶解时发生反应:3I2+6KOH===5KI+KIO3+3H2O,将该溶液加入阳极区。
另将氢氧化钾溶液加入阴极区,电解槽用水冷却。
电解时,阳极上发生反应的电极反应式为__ I-+6OH--6e-===IO-3+3H2O __;2I-- 2 e-=I2↑每生成1 mol KIO3,电路中通过的电子的物质的量为 6 mol。
5 mol12、(2014·江苏单科化学卷,T20)(14分)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。
由硫化氢获得硫单质有多种方法。
(1)将烧碱吸收H2S后的溶液加入到如题20图—1所示的电解池的阳极区进行电解。
电解过程中阳极区发生如下反应:S2-—2e-S (n—1)S+ S2-S n2-①写出电解时阴极的电极反应式:2H2O+2e—=H2+2OH—。
或2H++2 e-=H2↑②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质,其离子方程式可写成S n2-+2H+=(n-1)S↓+H2S↑。
S n2-+2H+=S n+H2↑13.(2014·全国理综I化学卷,T27)PO2和NaH2PO2均可将溶液中(2)H的Ag+还原为Ag,从而可用于化学镀银。
①H3PO2中,P元素的化合价为___+1__。
②利用H3PO2进行化学镀银反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:1,则氧化产物为___H3PO4__(填化学式)。
(4)H3PO2也可用电渗析法制备。
“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过):①写出阳极的电极反应__2H2O-4e-=4H++O2↑或4OH--4e-=2H2O+O2↑__。
②分析产品室可得到H3PO2的原因_由于阳极室OH-放电,造成H+浓度增大,通过阳膜扩散进入产品室,而原料室中的H2PO2-可以通过阴膜进入产品室,二者反应生成H3PO2.__。
③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2:将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替,并撤去阳极室与产品室之间的阳膜,从而合并了阳极室与产品室。
其缺点是产品中混有H3PO4或PO43-杂质,该杂质产生的原因是由于H3PO2具有还原性,电解时就会有H3PO2在阳极放电而被氧化生成H3PO4。
阳极产生的O2氧化了H3PO2。
14. 如图所示,通电5 min后,第③极增重2.16 g,同时在A池中收集到标准状况下的气体224 mL,设A池中原混合液的体积为200 mL。
试求:(1)请写出①、②的电极反应式;阳极(②极):4OH-- 4e-=2H2O+O2↑阴极(①极):2Cu2++4e-=2Cu(2)通电前A池中原混合溶液Cu2+的浓度。
通电前A池中原混合溶液Cu2+的浓度为0.025mol/L。
若Cu2+完全放电后还有:4H++4e-=2H2↑转移电子的物质的量为:2.16÷108=0.02(mol)由电极反应可知,每转移4mol电子,放出1molO2,所以②极上析出O2的体积为:0.02÷4×22.4=0.112(L)<0.224(L)说明A池收集到的气体中还有H2。
①极上放出H2为:0.224-0.112=0.112(L),即0.005mol。
①极上析出Cu和放出H2共获得0.02mol电子。
Cu2+的物质的量为:(0.02-0.005×2)/2=0.005mol[Cu2+]=0.005/0.2=0.025mol/L参考答案:1. D2.D3.C4.A5.D6.A7.D8.【解析】溶液中的OH-在阳极失电子产生O2:4OH--4e-===2H2O+O2↑,所以在B 口放出O2,从A口导出H2SO4。
溶液中的H+在阴极得到电子产生H2:2H++2e-===H2↑,则从C口放出H2,从D口导出KOH溶液。
因SO42-所带电荷数大于K+所带电荷数,SO42-通过阴离子交换膜,K+通过阳离子交换膜,所以通过阳离子交换膜的离子数大于通过阴离子交换膜的离子数。
【答案】(1)4OH--4e-===2H2O+O2↑小于(2)D(3)H+在阴极附近放电,引起水的电离平衡向右移动,使c(OH-)>c(H+)9.【解析】要实现NO3-→N2↑的转化,该反应为还原反应,应在阴极中进行,Ag不能作阳极,否则会失去电子,所以Pt是阳极[答案] 2NO3-+6H2O+10e-=N2↑+12OH-10(2)2Cl— -2e— =Cl2↑ Cl2+2Fe2+=2Cl—+2Fe3+. (3)还原(4)①0.2 ②取少量阳极附近的溶液,滴在淀粉KI试纸上,试纸变蓝③通过控制电压,证实了产生Fe3+的两种原因都成立;通过控制电压,验证了Fe2+先于Cl-放电11. I-+6OH--6e-===IO-3+3H2O 6 mol12(1)①2H2O+2e—=H2+2OH—②Sn2-+2H+=(n-1)S+H2S13. (2)①+1。
②H3PO4。
(4)①2H2O-4e-=4H++O2↑或4OH--4e-=2H2O+O2↑②由于阳极室OH-放电,造成H+浓度增大,通过阳膜扩散进入产品室,而原料室中的H2PO2-可以通过阴膜进入产品室,二者反应生成H3PO2.③H3PO4或PO43-。
由于H3PO2具有还原性,电解时就会有H3PO2在阳极放电而被氧化生成H3PO4。
14.在A池中发生的反应为:阳极(②极):4OH-- 4e-=2H2O+O2↑阴极(①极):2Cu2++4e-=2Cu若Cu2+完全放电后还有:4H++4e-=2H2↑转移电子的物质的量为:2.16÷108=0.02(mol)由电极反应可知,每转移4mol电子,放出1molO2,所以②极上析出O2的体积为:0.02÷4×22.4=0.112(L)<0.224(L)说明A池收集到的气体中还有H2。
①极上放出H2为:0.224-0.112=0.112(L),即0.005mol。
①极上析出Cu和放出H2共获得0.02mol电子。
Cu2+的物质的量为:(0.02-0.005×2)/2=0.005mol[Cu2+]=0.005/0.2=0.025mol/L答:通电前A池中原混合溶液Cu2+的浓度为0.025mol/L。