2020版高考化学复习第1部分专题6第3单元电解池金属的腐蚀与防护教案苏教版
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电解池金属的腐蚀与防护1.(2018·湖南长郡中学模拟)下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是( )A.常温下,断开K时,若M溶液为浓硫酸,则铁发生化学腐蚀B.关闭K,若M为氯化钠,则铁极的电极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-C.关闭K,若M为硫酸铵,则石墨极的电极反应式为2H++2e-===H2↑D.关闭K,若M溶液为海水,石墨换成铜或银,则叫外加电流的阴极保护法解析:选C 常温下,断开K时,若M溶液为浓硫酸,金属铁发生钝化,铁受到保护,故A项错误;关闭K时,若M为氯化钠,则发生金属铁的吸氧腐蚀,金属铁是负极,电极反应式为Fe-2e-===Fe2+,故B项错误;关闭K时,若M为硫酸铵,则溶液呈酸性,发生金属铁的析氢腐蚀,金属铁是负极,石墨极的电极反应式为2H++2e-===H2↑,故C项正确;关闭K时,若M溶液为海水,石墨换成铜或银,此时金属铁是负极,会加快金属Fe的腐蚀,且装置中没有外加电流,故D项错误。
2.用指定材料作电极来电解一定浓度的溶液甲,然后加入物质乙能使溶液恢复为甲溶液原来的浓度,则合适的组合是( )选项阳极阴极溶液甲物质乙A Pt Pt NaOH NaOH固体B Pt Pt H2SO4H2OC C Fe NaCl 盐酸D Cu C CuSO4Cu(OH)2解析:选B B项中相当于电解的是水,加入水后可以恢复原来状态,正确;C项中相当于电解的是HCl,但加入盐酸的同时,也引入了水,不可能恢复原来状态,错误;D项中阳极铜失电子,Cu2+在阴极得电子,加入Cu(OH)2不可能恢复原来状态,错误。
3.下列有关电化学装置的说法正确的是( )A.利用图a装置处理银器表面的黑斑Ag2S,银器表面发生的反应为Ag2S+2e-===2Ag+S2-B.图b电解一段时间,铜电极溶解,石墨电极上有亮红色物质析出C.图c中的X极若为负极,则该装置可实现粗铜的精炼D.图d中若M是海水,该装置是通过“牺牲阳极的阴极保护法”使铁不被腐蚀解析:选A 形成原电池反应,Al为负极,被氧化,Ag2S为正极被还原,正极反应式为Ag2S+2e-===2Ag+S2-,故A正确;铜为阴极,发生还原反应,不能溶解,石墨电极上生成氧气,故B错误;图c中的X极若为负极,粗铜为阴极,而电解精炼铜时,粗铜作阳极,纯铜作阴极,不能进行粗铜的精炼,故C错误;该装置有外接电源,属于“有外加电源的阴极保护法”,故D错误。
第20讲电解池金属的腐蚀与防护课时集训测控导航表1.(2018·江淮十校联考)铜板上铁铆钉长期暴露在潮湿的空气中,形成一层弱酸性水膜后铁铆钉会被腐蚀,示意图如图。
下列说法错误的是( B )A.若水膜中溶解了SO2,则铁铆钉腐蚀的速率将加快B.铁、铜与弱酸性水膜形成了原电池,铁铆钉发生还原反应C.铜极上的反应有2H++2e-H2↑,O2+4H++4e-2H2OD.若在金属表面涂一层油漆,可有效阻止铁铆钉被腐蚀解析:若水膜中溶解了SO2,水膜中c(H+)增大,则铁铆钉腐蚀的速率将加快,故A正确;铁、铜与弱酸性水膜形成了原电池,铁铆钉作负极,发生氧化反应,故B错误;铜极上的反应有:水膜酸性较强时2H++2e-H2↑,水膜酸性较弱或中性或碱性时O2+4H++4e-2H2O,故C正确;若在金属表面涂一层油漆,隔离空气,可有效阻止铁铆钉被腐蚀,故D正确。
2.(2019·宁夏育才中学高三月考)已知氧化性:Fe2+<Ni2+<Cu2+。
以NiSO4溶液为电解质溶液进行粗镍(含Fe、Zn、Cu、Pt、Au等杂质)的电解精炼,下列说法正确的是( C )A.电解过程中,化学能转化为电能B.粗镍作阳极,发生还原反应C.利用阳极泥可回收Cu、Pt、Au等金属D.电路中通过的电量与阴极析出镍的质量成反比解析:电解过程中,电能转化为化学能,A不正确;粗镍作阳极,发生氧化反应,B不正确;镍的还原性比Cu、Pt、Au等金属强,电解时,粗镍中的Cu、Pt、Au等金属不会溶解,它们会沉积到阳极底部形成阳极泥,所以利用阳极泥可回收Cu、Pt、Au等金属,C正确;电路中通过的电量与阴极析出镍的质量成正比,D不正确。
3.(2018·吉林长春一模)铝表面在空气中天然形成的氧化膜耐磨性和抗蚀性不够强。
控制一定的条件,用如图所示的电化学氧化法,可在铝表面生成坚硬致密、耐腐蚀的氧化膜。
下列有关叙述正确的是( D )A.阴极上有金属铝生成B.电极A为石墨,电极B为金属铝C.OH-在电极A上放电,有氧气生成D.阳极的电极反应式为2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+解析:根据装置和题目信息可知,电解总反应为2Al+3HAl2O3+3H2↑,则阴极氢离子放电,电极反应为2H++2e-H2↑,A错误;电极A与电源的正极相连,是阳极,发生失去电子的氧化反应,应为Al,B错误;电解质为硫酸溶液,氢氧根离子不可能参加反应,阳极反应为2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+,C错误,D正确。
课题: 第三单元 金属的腐蚀与防护教学目标1、知识与技能:、知识与技能:(1)能描述金属腐蚀的定义、分类;)能描述金属腐蚀的定义、分类;(2)能描述电化学腐蚀的原理和金属腐蚀的本质;)能描述电化学腐蚀的原理和金属腐蚀的本质; (3)对钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀进行比较。
)对钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀进行比较。
2、过程与方法:、过程与方法:通过探究观察铁钉生锈的过程,学会对比、比较认识事物的科学方法和假设验证探究的思维方式,辩证的认识外因条件对化学变化的影响,再次体会实验是学习和研究物质化学性质的重要方法。
方法。
3、情感态度与价值观:、情感态度与价值观:体会实验探究铁钉生锈的条件及锈蚀速率的影响条件,获得电化学腐蚀的知识的成功愉悦,保持学习的兴趣。
电化学腐蚀的知识的成功愉悦,保持学习的兴趣。
教学的重点和难点教学重点:金属的电化学腐蚀原理、电化腐蚀的原因。
教学重点:金属的电化学腐蚀原理、电化腐蚀的原因。
教学难点:金属的电化学腐蚀原理、析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应方程式。
教学方法:通过情境导学法,讨论法,教师讲授法,多媒体辅助教学等方式通过情境导学法,讨论法,教师讲授法,多媒体辅助教学等方式 教学手段:多媒体,黑板多媒体,黑板 教学时数:第一课时第一课时教学过程:教师活动教师活动 学生活动学生活动 设计意图设计意图[实物展示] 展示生锈的铁钉,请同学们讨论,在我们的身边你看到了那些金属被腐蚀,情况如何?蚀,情况如何?学生讨论身边金属被腐蚀的现象,交流交流引起学生对”化学与生活”的关注;训练表达能力.[图片展示] 展示生活中被腐蚀的金属图片[板书]第二单元第二单元 金属的腐蚀和防护金属的腐蚀和防护[介绍] (投影) 金属的腐蚀现象是普遍存在的,它所造成的危害也非常巨大。
全球每一分半钟就有1吨钢腐蚀成铁锈.根据各国调查结果,一般说来,金属腐蚀所造成的经济损失大致为该国国民生产总值的4%左右。
腐蚀在世界各国、各行各业造成过重大损失,飞机坠毁,钢铁桥梁突然断塌、混凝土工程出现渗漏溶蚀、裂缝、钢筋断裂,输电塔杆倒塌,水轮机叶轮出现空泡腐蚀、腐蚀损伤、停电维修以至有的电厂突然停电,引起用电工厂成片停产。
第三讲 电解池 金属腐蚀与防护1.理解电解池的构成、工作原理及应用,能书写电极反应和总反应方程式。
2.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。
2016,卷乙 11T 、28T(3);2015,卷Ⅱ 28T(2); 2014,卷Ⅰ 27T(4); 2014,卷Ⅱ 27T(3)电解原理[知识梳理]一、电解使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。
在此过程中,电能转化为化学能。
二、电解池1.电极名称及电极反应式以用惰性电极电解CuCl 2溶液为例:总反应方程式:CuCl 2=====电解Cu +Cl 2↑。
2.电解池中电子和离子的移动注意:电子只在导线中移动,不可流经溶液。
三、阴、阳极的判断及电极反应式的书写1.判断电解池的阴、阳极(1)根据外接电源的正、负极判断电源正极连接阳极;电源负极连接阴极。
(2)根据电极产物判断电极溶解、逸出O2(或电极区变酸性)或逸出Cl2的为阳极;析出金属、逸出H2(或电极区变碱性)的为阴极。
2.电极反应式的书写步骤(1)分析电解质水溶液的组成:找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶液中的H+和OH-)。
(2)排出阴、阳两极的放电顺序①阳极活性电极(Zn、Fe、Cu等):电极材料失电子;惰性电极(Pt、Au、石墨等):S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根。
②阴极Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸中)>Fe2+>Zn2+。
(3)写出两极电极反应式①阳极:活性电极失去电子生成相应的金属阳离子;溶液中的阴离子失去电子生成相应的单质或高价态化合物。
②阴极:溶液中的阳离子得到电子生成相应的单质或低价态化合物。
(4)写出电解总反应式在两极转移电子数目相同的前提下,两极反应式相加即可得总反应的化学方程式或离子方程式。
[自我检测]1.分析电解下列物质的过程、总结电解规律(用惰性电极电解),并完成表格内容。
第20讲电解池金属的腐蚀与防护复习目标1.认识电能与化学能相互转化的实际意义及其重要应用。
2.了解电解池的工作原理,认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。
3.了解金属发生电化学腐蚀的本质,知道金属腐蚀的危害,了解防止金属腐蚀的措施。
4.能分析、解释电解池的工作原理,能设计简单的电解池。
考点一电解原理必备知识整理1.电解与电解池(1)电解:使________通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阳极、阴极引起____________的过程。
(2)电解池:将______直接转化为______的装置。
(3)电解池的构成①有与________相连的两个电极;②________溶液(或________);③形成________。
2.电解池的工作原理(1)工作原理(2)以惰性电极电解CuCl2溶液为例分析电子和离子的移动方向(惰性电极))3.阴、阳两极上的放电顺序 (1)阴极(与电极材料无关)氧化性强的先放电,放电顺序如下:阳离子放电顺序:Ag +>Fe 3+>Cu 2+>H +(酸)>Fe 2+>Zn 2+>H +(水)>Al 3+>Mg 2+。
①若金属阳离子(Fe 3+除外)放电,则得到相应金属单质;若H +放电,则得到H 2。
②放电顺序本质遵循氧化还原反应的优先规律,即得(失)电子能力强的离子先放电。
(2)阳极(与电极材料有关) ①活性电极作阳极(除Au 、Pt 以外的金属),则活性电极本身失去电子,发生氧化反应。
Cu -2e -===Cu 2+,Fe -2e -===Fe 2+。
②惰性电极作阳极(Pt 、Au 、石墨碳棒) 离子的放电顺序如下:4.惰性电极电解电解质溶液的产物判断(图示)示例:用惰性电极电解CuSO 4溶液(放O 2生酸型)阳极反应式:2H 2O -4e -===O 2↑+4H +(或4OH --4e -===2H 2O +O 2↑)阴极反应式:2Cu 2++4e -===2Cu电解总反应式:2CuSO 4+2H 2O=====电解2Cu +O 2↑+2H 2SO 4 微点拨(1)阴极不管是什么材料,电极本身都不反应,一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。
第3讲 电解池的工作原理及应用 金属的腐蚀与防护[考纲要求] 1.了解电解池的工作原理,能写出电极反应和电池反应方程式。
2.理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。
考点一 电解的原理 1.电解定义在________作用下,电解质在两个电极上分别发生______和__________的过程。
2.能量转化形式________转化为________。
3.电解池 (1)构成条件①有与________相连的两个电极。
②__________(或__________)。
③形成____________。
(2)电极名称及电极反应(如图)(3)电子和离子移动方向①电子:从电源________流向电解池的________;从电解池的________流向电源的________。
②离子:阳离子移向电解池的________; 阴离子移向电解池的________。
4.分析电解过程的思维程序(1)首先判断阴、阳极,分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。
(2)再分析电解质水溶液的组成,找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶液中的H +和OH -)。
(3)然后排出阴、阳两极的放电顺序阴极:阳离子放电顺序:Ag +>Fe 3+>Cu 2+>H +(酸)>Fe 2+>Zn 2+>H +(水)>Al 3+>Mg 2+>Na +>Ca 2+>K +。
阳极:活泼电极>S 2->I ->Br ->Cl ->OH ->含氧酸根离子。
(4)分析电极反应,判断电极产物,写出电极反应式,要注意遵循原子守恒和电荷守恒。
(5)最后合并两个电极反应式得出电解反应的总化学方程式或离子方程式。
5.用分析电解过程的思维程序分析电解下列物质的过程,并总结电解规律(用惰性电极电解)电解质(水溶液) 电极方程式 被电解 的物质 电极产物 溶液pH 变化的原因、结果 电解质溶液复原 阳极阴极含氧酸(如H 2SO 4)阳极:_________水减少,酸溶液的浓加_______阴极:_________ ___ 度____,pH____强碱(如NaOH) 阳极:____________阴极:____________水减少,碱溶液的浓度____,pH____加____活泼金属的含氧酸盐(如KNO3、Na2SO4) 阳极:____________阴极:____________水减少,盐溶液的浓度____,pH__________(若为水解的盐)加____无氧酸(如HCl),除HF外阳极:____________阴极:____________________(如Cl2)H+放电,c(H+)减小,pH____不活泼金属的无氧酸盐(如CuCl2),除氟化物外阳极:____________阴极:____________________(如Cl2)________(如Cu)pH基本不变加______活泼金属的无氧酸盐(如NaCl) 阳极:__________阴极:__________________(如Cl2)H+放电,c(H+)减小,c(OH-)增大,pH____不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4) 阳极:____________阴极:_________________(如Cu)OH-放电,c(OH-)减小,c(H+)增大,pH____加____或_______1.分别写出用惰性电极电解上述5中各物质的化学方程式或离子方程式:(1)________________________________________________________________________; (2)________________________________________________________________________; (3)________________________________________________________________________; (4)________________________________________________________________________; (5)________________________________________________________________________。
第3讲 电解池、金属的腐蚀与防护考点一 电解原理[学在课内]1.电解与电解池[名师点拨]在电解池中反应可自发也可不自发,不自发的反应可发生,自发反应进行更快。
2.构成条件(1)电源或一可作电源的原电池。
(2)形成闭合回路—电极用导线与电源相连后插入电解质溶液中或熔融电解质中。
3.电解池工作原理示意图[名师点拨] (1)易错警示内电路中导电微粒为阴、阳离子,导线、电极上导电微粒为电子。
(2)电子和离子的移动方向(惰性电极)4.阴、阳两极上放电顺序(1)阴极:(与电极材料无关)。
氧化性强的先放电,放电顺序:――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――→K +、Ca 2+、Na +、Mg 2+、Al 3+、Zn 2+、Fe 2+、Sn 2+、Pb 2+、H +、Cu 2+、Fe 3+、Ag +放电由难到易注意:①阴极不管是什么材料,电极本身都不反应,一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。
②常用放电顺序阴极:Ag +>Fe 3+>Cu 2+>H +。
(2)阳极:若是活性电极作阳极,则活性电极首先失电子,发生氧化反应。
若是惰性电极作阳极,放电顺序为注意:常用放电顺序阳极:活性电极S 2->I ->Br ->Cl ->OH -5.以惰性电极电解的几种类型注意:电解时溶液酸碱性口诀:氢出碱增,氧出酸增,氢氧失去,“酸”酸、“碱”碱、“中”中。
[考在课外]教材延伸 判断正误(1)任何化学反应都可以设计成电解池反应。
(×)(2)某些不能自发进行的氧化还原反应,通过电解可以实现。
(√) (3)电解硫酸等溶液,H +放电,溶液的pH 逐渐增大。
(×) (4)电解时,电解液中阳离子移向阳极,阴离子移向阴极。
(×)(5)电解时,电子的移动方向为:电源负极→阴极→阳极→电源正极。
(×) (6)电解池的阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应。
电解池 金属的腐蚀与防护 考纲定位 核心素养 1.了解电解池的构成、工作原理及应用,能书写电极反应式和总反应方程式。 2.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。 1.变化观念——认识物质的变化是有条件(如电解反应需通电),关注化学变化中的能量转化,电解反应体现了电能转化为化学能。 2.模型认知——认识电解池的构成工作原理及电极反应的书写模板。 3.社会责任——深刻理解电化学与科技、生产、生活、环境之间的关系,理解电化学(电解)对社会发展的重大贡献。 考点一| 电解原理及其规律
1.电解 在电流作用下 ,电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。 提醒:电解与电离的区别 (1)电解需通电才能进行而电离不需通电就能进行; (2)电解是化学过程;而电离是在水中或熔融状态断键离解为离子,属于物理过程。 2.电解池及其工作原理 (1)概念:电解池是把电能转化为化学能的装置。 (2)构成条件 ①有与外接直流电源相连的两个电极。 ②电解质溶液(或熔融电解质)。 ③形成闭合回路。 (3)电解池工作原理(以电解CuCl2溶液为例)
(4)电解池中电子和离子的移动 ①电子:从电源负极流出后,流向电解池阴极;从电解池的阳极流向电源的正极。电子不能通过电解质溶液。 ②离子:阳离子移向电解池的阴极,阴离子移向电解池的阳极。 ③电流:从电源的正极流出,流入阳极,再通过电解质溶液流入阴极,最后流向负极。 (5)两极放电(氧化或还原)顺序 ①阴极:阳离子放电顺序:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Fe2+>Zn2+>H+(水)> Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。 ②阳极:金属(Au、Pt除外)电极>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子。 提醒:(1)阳极材料若为金属电极(Au、Pt除外),电极金属失电子发生氧化反应,而介质中的阴离子不反应; (2)阴极材料若为金属电极,只是增强导电性但不参与反应。 [深度归纳] 阴、阳极的判断方法 (1)根据外接电源:正极连阳极,负极连阴极。 (2)根据电流方向:从阴极流出,从阳极流入。 (3)根据电子流向:从阳极流出,从阴极流入。 (4)根据离子流向:阴离子移向阳极,阳离子移向阴极。 (5)根据电极产物:a.阳极:电极溶解、逸出O2(或极区变酸性)或Cl2;b.阴极:析出金属、逸出H2(或极区变碱性)。 (6)根据反应类型:阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应。 3.以惰性电极电解水溶液的有关规律 (1)电解水型——含氧酸、强碱、活泼金属含氧酸盐 ①阴极反应式为4H++4e-===2H2↑,阳极反应式为4OH--4e-===2H2O+O2↑,总方程式为
2H2O=====通电2H2↑+O2↑。 ②电解质浓度变大,pH可能变大、变小或不变,可加H2O复原。 (2)电解电解质类型——无氧酸(如HCl),不活泼金属无氧酸盐(CuCl2) 电解质浓度变小,加电解质本身复原。 (3)放H2生碱型——活泼金属的无氧酸盐(如NaCl) ①阴极反应式为2H++2e-===H2↑,阳极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑,总方程式为2Cl-
+2H2O=====通电Cl2↑+H2↑+2OH-。 ②溶液pH变大,加HCl(卤化氢)复原。 (4)放O2生酸型——不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4) ①阴极反应式为2Cu2++4e-===2Cu,阳极反应式为4OH--4e-===O2↑+2H2O,总方程式为
2Cu2++2H2O=====通电2Cu+O2↑+4H+。 ②溶液pH变小,加CuO(金属氧化物)或CuCO3复原。 [深度归纳] 电极反应式和电解方程式的书写要点 (1)做到“三看”,正确书写电极反应式 ①一看电极材料,若是金属(Au、Pt除外)作阳极,金属一定被电解(注:Fe生成Fe2+)。 ②二看电解质,电解质是否参与电极反应。 ③三看电解质状态,是熔融状态,还是水溶液。 (2)规避“两个”失分点 ①书写电解池中电极反应式时,一般以实际放电的离子表示,但书写总电解反应方程式时,弱电解质要写成分子式,且注明“电解”条件。 ②电解水溶液时,应注意放电顺序中H+、OH-之后的离子一般不参与放电。 [应用体验] 1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)利用电解法可以实现2Ag+2H+===2Ag++H2↑。( ) (2)电解时电子流向为负极→阴极→电解质→阳极→正极。( ) (3)用惰性电极电解足量CuSO4溶液一段时间后,加入Cu(OH)2或CuO均可使电解质溶液恢复到电解前的状况。( ) (4)惰性电极电解Na2SO4溶液和Na2CO3溶液的过程中pH均不变。 ( ) 答案:(1)√ (2)× (3)× (4)× 2.按要求书写方程式。 (1)用惰性电极电解MgCl2溶液 阳极反应式:___________________________________________; 阴极反应式:___________________________________________; 总反应式:_____________________________________________。 (2)用惰性电极电解2 mol·L-1 NaCl和1 mol·L-1 CuSO4的混合溶液,电解过程明显分两个阶段。 第一阶段:阴极反应式____________,阳极反应式___________。 第二阶段:阴极反应式____________,阳极反应式___________。 答案:(1)2Cl--2e-===Cl2↑ 2H++2e-===H2↑
Mg2++2Cl-+2H2O=====通电Mg(OH)2↓+Cl2↑+H2↑ (2)Cu2++2e-===Cu 2Cl--2e-===Cl2↑ 4H++4e-===2H2↑ 4OH--4e-===2H2O+O2↑
考法1 电解原理及其规律 1.图中X为电源,Y为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸,滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液, 通电后Y中央的紫红色斑向d端扩散。下列判断正确的是( ) A.滤纸上c点附近会变红色 B.Cu电极质量减小,Pt电极质量增大 C.Z中溶液的pH先减小,后增大 D.溶液中的SO2-4向Cu电极定向移动 A [紫红色斑即MnO-4向d端扩散,根据阴离子向阳极移动的原理,可知d端为阳极,即b为正极,a为负极,c为阴极,NaCl溶液中H+放电,产生OH-,c点附近会变红色,A正确;电解硫酸铜溶液时,Pt为阳极,溶液中的OH-放电:4OH--4e-===O2↑+2H2O,Cu为阴极,溶
液中的Cu2+得电子,生成铜,总反应式为2CuSO4+2H2O=====通电2Cu+O2↑+2H2SO4,Pt电极附近生成H+,则SO2-4向Pt电极移动,B、D不正确;随着电解的进行,Z中溶液变为硫酸溶液,继续电解则为电解水,硫酸浓度增大,pH减小,C不正确。] 2.(2019·甘肃名校联考)电-Fenton法是用于水体中有机污染物降解的高级氧化技术,其反应原理如图所示(酸性介质)。其中电解产生的H2O2与Fe2+发生Fenton反应:Fe2++H2O2===Fe3++OH-+·OH,生成的羟基自由基(·OH)能氧化降解有机污染物。下列说法不正确的是( )
A.电源的B极是正极 B.电解时阴极周围溶液的pH增大 C.阴极上发生的电极反应为O2+2e-+2H+===H2O2 D.若产生4 mol羟基自由基(·OH),则消耗22.4 L O2 D [O2在电解池的左侧得电子生成H2O2,所以A极为负极,B极为正极,A项正确;阴极上O2+2e-+2H+===H2O2,电解质溶液的pH增大,B、C项正确;D项,没有指明温度和压强,不能确定氧气的体积,D项错误。] 3.(2018·宜昌期末)用图甲装置电解一定量的CuSO4溶液,M、N为惰性电极。电解过程 实验数据如图乙所示。横轴表示电解过程中转移电子的物质的量,纵轴表示电解过程产生气体的总体积。下列说法不正确的是( )
图甲 图乙 A.A点所得溶液只需加入一定量的CuO固体就可恢复到起始状态 B.电解过程中N电极表面先有红色物质生成,后有气泡产生 C.P点前后,M极反应式均为4OH--4e-===O2↑+2H2O D.若M电极材料换成Cu,则电解过程中CuSO4溶液的浓度不变 A [A点所得溶液是电解CuSO4和H2O两过程所得溶液,根据“少什么补什么”原则,应加CuO和H2O,A错误。] 考法2 电化学基本计算——电子守恒法 4.500 mL NaNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO-3)=0.3 mol·L-1,用石墨作电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到气体1.12 L(标准状况下),假定电解后溶液体积仍为500 mL,下列说法正确的是 ( ) A.原混合溶液中c(Na+)=0.2 mol·L-1 B.电解后溶液中c(H+)=0.2 mol·L-1 C.上述电解过程中共转移0.4 mol电子 D.电解后溶液复原时需加入4 g CuO B [两极均收集1.12 L气体(标准状况下)―→
阴极:Cu2++2e-===Cu,2H++2e-===H2↑阳极:4OH--4e-===O2↑+2H2O―→转移电子为0.2 mol⇒n(Cu2+)=0.05 mol,
n(H+)=0.1 moln(Na+)=0.05 mol。复原时需加CuO:0.05×80 g=4 g和H2O:
0.05×18 g=0.9 g 或加Cu(OH)2 4.9 g。] 5.(2019·大连模拟)用惰性电极电解一定浓度的CuSO4溶液,通电一段时间后,向所得的溶液中加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3后恰好恢复到电解前的浓度和pH(不考虑二氧化碳的溶解)。则电解过程中转移电子的物质的量为 ( ) A.0.4 mol B.0.5 mol C.0.6 mol D.0.8 mol C [Cu2(OH)2CO3可改写为2CuO·H2O·CO2,因反应后生成的CO2离开溶液,所以加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3相当于加入0.2 mol CuO、0.1 mol H2O,根据 2Cu ~ O2 ~ 4e-