第十四讲电解池工作原理.ppt.ppt

1、3一种碳纳米管能够吸附氢气，可作二次电池一种碳纳米管能够吸附氢气，可作二次电池(如图所示如图所示)的碳电极。该电池的电解质溶液为的碳电极。该电池的电解质溶液为6 molL1的的KOH溶液，下列说法正确的是溶液，下列说法正确的是A充电时阴极发生氧化反应充电时阴极发生氧化反应B充电时将碳电极与电源的正极相连充电时将碳电极与电源的正极相连C放电时碳电极反应为放电时碳电极反应为H22e=2HD放电时镍电极反应为放电时镍电极反应为 NiO(OH)H2Oe=Ni(OH)2OHD4以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极反应式的书写方法：电极反应式的书写方法：(1)酸

2、性条件酸性条件燃料电池总反应式：燃料电池总反应式：CH42O2=CO22H2 燃料电池正极反应式：燃料电池正极反应式：O24H4e=2H2 2，得燃料电池负极反应式：，得燃料电池负极反应式：_。CH48e2H2O=CO28H(2)碱性条件碱性条件燃料电池总反应式：燃料电池总反应式：CH42O22NaOH=Na2CO33H2O 燃料电池正极反应式：燃料电池正极反应式：O22H2O4e=4OH 2，得燃料电池负极反应式：，得燃料电池负极反应式：_。CH410OH8e=CO32-7H2O(3)固体电解质固体电解质(高温下能传导高温下能传导O2)燃料电池总反应式：燃料电池总反应式：CH42O2=CO2

3、2H2O 燃料电池正极反应式：燃料电池正极反应式：O24e=2O22，得燃料电池负极反应式：，得燃料电池负极反应式：_。 CH44O28e=CO22H2O(4)熔融碳酸盐熔融碳酸盐(如：熔融如：熔融K2CO3)环境下环境下电池总反应式：电池总反应式：CH42O2=CO22H2O正极电极反应式：正极电极反应式：O22CO24e=2CO32-2，得燃料电池负极反应式：，得燃料电池负极反应式：_。CH44CO32-8e=5CO22H2O1下列反应没有涉及原电池的是下列反应没有涉及原电池的是A生铁投入稀盐酸中生铁投入稀盐酸中B铜片与银片用导线连接后，同时插入铜片与银片用导线连接后，同时插入FeCl3溶

4、液中溶液中C纯锌投入硫酸铜溶液中纯锌投入硫酸铜溶液中D含铜的铝片投入浓硫酸中含铜的铝片投入浓硫酸中D作业处理：作业处理：5下图下图、分别是甲、乙两组同学将反应分别是甲、乙两组同学将反应“AsO43-2I2HAsO33-I2H2O”设计成的原电池装置，其中设计成的原电池装置，其中C1、C2均为碳棒。甲均为碳棒。甲组向图组向图烧杯中逐滴加入适量浓盐酸；乙组向图烧杯中逐滴加入适量浓盐酸；乙组向图B烧杯中逐滴加入适量烧杯中逐滴加入适量40% NaOH溶液。溶液。下列叙述中正确的是下列叙述中正确的是A甲组操作时，电流计甲组操作时，电流计(G)指针发生偏转指针发生偏转B甲组操作时，溶液颜色变浅甲组操作时，

5、溶液颜色变浅C乙组操作时，乙组操作时，C2做正极做正极D乙组操作时，乙组操作时，C1上发生的电极反应为上发生的电极反应为I22e=2ID7一种太阳能电池的工作原理如下图所示，电一种太阳能电池的工作原理如下图所示，电解质为铁氰化钾解质为铁氰化钾K3Fe(CN)6和亚铁氰化钾和亚铁氰化钾K4Fe(CN)6的混合溶液，下列说法不正确的是的混合溶液，下列说法不正确的是AK移向催化剂移向催化剂bB催化剂催化剂a表面发生的表面发生的化学反应：化学反应：Fe(CN)64e=Fe(CN)63CFe(CN)63在催化剂在催化剂b表面表面被氧化被氧化D电解池溶液中的电解池溶液中的Fe(CN)64和和Fe(CN)6

6、3浓度基本保持不浓度基本保持不变变C8一种仿绿色植物叶片的太阳能电池如图所一种仿绿色植物叶片的太阳能电池如图所示，利用示，利用CO2和和H2O制取能源物质甲醇，下列说制取能源物质甲醇，下列说法正确的是法正确的是ACO2和和H2O光合作用生成光合作用生成CH3OH和和O2，同时放出热量，同时放出热量B电极电极a上发生还原反应上发生还原反应C电极电极b上发生的反应为上发生的反应为CO26H6e=CH3OHH2OD每生成每生成1 mol O2，同时生成，同时生成1 mol CH3OHC9由由NO2、O2、熔融盐、熔融盐NaNO3组成的燃料电池组成的燃料电池如图所示，在使用过程中石墨如图所示，在使用过

7、程中石墨电极反应生成电极反应生成一种氧化物一种氧化物Y，下列有关说法正确的是，下列有关说法正确的是A石墨石墨极为正极，石墨极为正极，石墨极为负极极为负极BY的化学式可能为的化学式可能为N2O5C石墨石墨极的电极反应式为极的电极反应式为 NO2NO3-e=N2O5D石墨石墨极上发生氧化反应极上发生氧化反应BC10实验发现，实验发现，298 K时，在时，在FeCl3酸性溶液中酸性溶液中加少量锌粒后，加少量锌粒后，Fe3立即被还原成立即被还原成Fe2。某夏。某夏令营兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示令营兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示原电池装置。下列有关说法正确的是原电池装置。下列有关说法正确

8、的是A该原电池的正极反应是该原电池的正极反应是Fe3e=Fe2B左烧杯中溶液的血红色逐渐褪去左烧杯中溶液的血红色逐渐褪去C该电池铂电极上有气泡出现该电池铂电极上有气泡出现D该电池总反应为该电池总反应为3Zn2Fe3=2Fe3Zn2AB1.理解电解池的工作原理理解电解池的工作原理，能写出常见能写出常见的简单电极反应和电池反应方程式的简单电极反应和电池反应方程式。2.认识金属腐蚀的危害，理解金属发生认识金属腐蚀的危害，理解金属发生电化学腐蚀的原因，电化学腐蚀的原因，能运用恰当的措施能运用恰当的措施防止铁、铝等金属腐蚀防止铁、铝等金属腐蚀。考纲要求考纲要求 问题一问题一：什么是电解池？该装置有何特点

9、？：什么是电解池？该装置有何特点？是一种电能转化为化学能的装置；有外接电源是一种电能转化为化学能的装置；有外接电源问题二：有关电解池工作原理问题二：有关电解池工作原理（一）如何判断阴阳极？阴阳极反应的本质是（一）如何判断阴阳极？阴阳极反应的本质是什么？什么？（二）电解时，电流方向如何？电子流向如何？（二）电解时，电流方向如何？电子流向如何？电解液中阴阳离子移动方向如何？电解液中阴阳离子移动方向如何？与电源正极连接的为阳极，发生氧化反与电源正极连接的为阳极，发生氧化反应应与电源负极连接的为阴极，发生还原反与电源负极连接的为阴极，发生还原反应应（三）阴阳极放电顺序如何？（三）阴阳极放电顺序如何？I

10、阴极：阳离子放电顺序：阴极：阳离子放电顺序：AgFe3Cu2H(酸酸)Fe2Zn2H(水水)Al3Mg2NaCa2K在水溶液中不可能放电在水溶液中不可能放电阳极：活泼电极阳极：活泼电极S2IBrClOH含氧酸根离子含氧酸根离子 牢记！牢记！问题三：分析电解过程的思维程序是什问题三：分析电解过程的思维程序是什么？分析方法是什么？么？分析方法是什么？1右图为直流电源电解稀右图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电水溶液的装置。通电后在石墨电极后在石墨电极a和和b附近分别滴加几滴石蕊溶液。下列实附近分别滴加几滴石蕊溶液。下列实验现象描述正确的是验现象描述正确的是 ()A逸出气体的体积，逸出气

11、体的体积，a电极的小于电极的小于b电极的电极的B一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气体一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气体Ca电极附近呈红色，电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色电极附近呈蓝色Da电极附近呈蓝色，电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色电极附近呈红色跟进训练：跟进训练：D2用惰性电极电解一定浓度的用惰性电极电解一定浓度的CuSO4溶液，通电溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和后恰好恢复到电解前的浓度和pH。则下。则下列说法正确的是列说法正确的是()A电解过程中阴极没有气体生成电解过程中阴极没

12、有气体生成B电解过程中转移的电子的物质的量为电解过程中转移的电子的物质的量为0.4 molC原原CuSO4溶液的浓度为溶液的浓度为0.1 molL1D电解过程中阳极收集到的气体体积为电解过程中阳极收集到的气体体积为1.12 L(标况下标况下)CuOCu1/2O22e-Cu(OH)2CuOH2OH2OH21/2O22e-B 3按要求书写电极反应式和总方程式按要求书写电极反应式和总方程式(1)用惰性电极电解用惰性电极电解AgNO3溶液：溶液：阳极反应式阳极反应式_；阴极反应式阴极反应式_；总反应离子方程式总反应离子方程式_。(2)用惰性电极电解用惰性电极电解MgCl2溶液溶液阳极反应式阳极反应式_

13、；阴极反应式阴极反应式_；总反应离子方程式总反应离子方程式_。(3)用铁作电极电解用铁作电极电解NaCl溶液溶液阳极反应式阳极反应式_；阴极反应式阴极反应式_；总化学方程式总化学方程式_。(4)用铜作电极电解盐酸溶液用铜作电极电解盐酸溶液阳极反应式阳极反应式_；阴极反应式阴极反应式_；总反应离子方程式总反应离子方程式_。(5)用用Al作电极电解作电极电解NaOH溶液溶液阴极反应式阴极反应式_；阳极反应式阳极反应式_；总反应离子方程式总反应离子方程式_。(6)用惰性电极电解熔融用惰性电极电解熔融MgCl2阴极反应式阴极反应式_；阳极反应式阳极反应式_；总反应离子方程式总反应离子方程式_。4(1)

14、以铝材为阳极，在以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为表面形成氧化膜，阳极电极反应式为_，石墨作阴极，石墨作阴极，NaHCO3溶液作电解液进行电解，溶液作电解液进行电解，生成难溶物生成难溶物R，R 受热分解生成化合物受热分解生成化合物Q。写出阳。写出阳极生成极生成R的电极反应式：的电极反应式：_。阳极：阳极：2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+阳极：阳极：2Al+3HCO3-6e-=Al(OH)3+3CO2(1)写出写出B装置中的电极反应式：装置中的电极反应式：Pt极极_；Fe极极_。2H2O+2e-=H2+2OH-Fe-2e-=Fe

15、2+(2)写出观察到的写出观察到的A装置中的现象：装置中的现象：_；_；_。烧瓶中形成红色喷泉烧瓶中形成红色喷泉烧瓶中液面上升到一定高度，又下降到与导管口平齐烧瓶中液面上升到一定高度，又下降到与导管口平齐烧杯中液体呈红色，导管口有气泡冒出烧杯中液体呈红色，导管口有气泡冒出(3)当观察到当观察到A装置中的现象后，装置中的现象后，他们关闭止水夹他们关闭止水夹a，打开止水夹，打开止水夹b，再观察再观察C装置。若无现象，说明装置。若无现象，说明理由；若有现象，请写出有关反理由；若有现象，请写出有关反应方程式应方程式Fe2+2OH-=Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(4)

16、若想达到电解若想达到电解NaCl溶液的目的，应如何改进溶液的目的，应如何改进装置，请提出你的意见装置，请提出你的意见_。Fe电极换成惰性电极电极换成惰性电极(1)若若X、Y是惰性电极，是惰性电极，a是饱和是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞，则：两边各滴入几滴酚酞，则：电解池中电解池中X极上的电极反应式是极上的电极反应式是_，在在X极附近观察到的现象是极附近观察到的现象是_。2H2O+2e-=H2+2OH-有气泡产生，溶液变红有气泡产生，溶液变红 X极上的电极反应式是极上的电极反应式是2Cl-2e-=Cl2如何检验如何检验Y电极产物：电极产物：将湿润

17、的淀粉碘化钾试纸至于将湿润的淀粉碘化钾试纸至于C处，看是否变蓝处，看是否变蓝(2)若用电解方法精炼粗铜，电解液若用电解方法精炼粗铜，电解液a选用选用CuSO4溶液，则：溶液，则：X电极的材料是电极的材料是_，电极反应式是电极反应式是_。Y电极的材料是电极的材料是_，电极反应式是电极反应式是_(说明：杂质发生的电极反应不必写出说明：杂质发生的电极反应不必写出)。当电路中有当电路中有0.04 mol电子通过时，阴电子通过时，阴极增重极增重_ g。纯铜纯铜Cu2+2e-=Cu粗铜粗铜Cu-2e-=Cu2+1.28D0.1mol/L(3)实验室中很难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白实验室中很难用亚铁盐溶液

18、与烧碱反应制得白色纯净的色纯净的Fe(OH)2沉淀。某同学利用上图装置，沉淀。某同学利用上图装置，只更换一个电极，通过电解法制取较纯净的只更换一个电极，通过电解法制取较纯净的Fe(OH)2沉淀，且较长时间不变色。该同学换上沉淀，且较长时间不变色。该同学换上的电解材料是的电解材料是_(用元素符号表示用元素符号表示)，总，总的反应式是的反应式是_。FeFe+2H2O=Fe(OH)2+H2通电通电(2)某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀被

19、完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置。对电源电极名称和消毒液菌能力的消毒液，设计了如图的装置。对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是的主要成分判断正确的是_(填字母序号填字母序号)。B AC阳极阳极:CO(NH2)2+8OH-6e-=CO32-+N2+6H2O阴极：阴极：6H2O+6e-=3H2+6OH-(1)图中图中a极要连接电源的极要连接电源的(填填“正正”或或“负负_极，极，C口流出的物质是口流出的物质是_。负极负极(2)SO32-放电的电极反应式为放电的电极反应式为_。SO32-+H2O-2e-=2H+SO42-硫酸硫酸2（2014全国理综全国理综II化学卷，化

20、学卷，T12）2013年年3月月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是体系。下列叙述错误的是Aa为电池的正极为电池的正极B电池充电反应为电池充电反应为LiMn2O4=Li1-xMn2O4+xLiC放电时，放电时，a极锂的化合极锂的化合价发生变化价发生变化D放电时，溶液中的放电时，溶液中的Li+从从b向向a迁移迁移C3（2014福建理综化学卷，福建理综化学卷，T11）某原电池装某原电池装置如右图所示，电池总反应为置如右图所示，电池总反应为2AgCl22AgCl。下列说法正确的是下列说法正确的是A正极反应为正极反应为AgCl eA

21、g ClB放电时，交换膜右侧溶液放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成中有大量白色沉淀生成C若用若用NaCl溶液代替盐酸，则溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变电池总反应随之改变D当电路中转移当电路中转移0.01 mol e时，时，交换膜左侧溶液中约减少交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子离子D9（2014上海单科化学卷，上海单科化学卷，T12）如右图，如右图，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的溶液的U型型管中，下列分析正确的是管中，下列分析正确的是Fe C K1 K2 饱和饱和NaCl溶液溶液 GAK1闭合，铁棒上发生的反应为闭合，铁棒上发生的反应为2

22、H+2eH2BK1闭合，石墨棒周围溶液闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐逐渐升高升高CK2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法阳极的阴极保护法DK2闭合，电路中通过闭合，电路中通过0.002 NA个电子时，个电子时，两极共产生两极共产生0.001 mol气体气体B（4）IV中，电解中，电解NO制备制备 NH4NO3，其工作原理，其工作原理如右图所示，为使电解产物全部转化为如右图所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质需补充物质A，A是是_，说明理，说明理由：由：_。1.两个惰性电极插入两个惰性电极插入500 mL AgNO3溶液中，通溶液中，通电电

23、解。当电解液的电电解。当电解液的pH从从6.0变为变为3.0时时(设电解设电解过程中阴极没有过程中阴极没有H2放出，且电解液在电解前后放出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略不计体积变化可以忽略不计)，电极上析出银的质量，电极上析出银的质量最大为最大为A.27 mgB.54 mgC.106 mgD.216 mgB(1)电源中电源中X电极为直流电源的电极为直流电源的_极。极。(2)pH变化：变化：A：_，B：_，C：_(填填“增大增大”、“减小减小”或或“不变不变”)。负负增大增大减小减小不变不变(3)通电通电5 min时，时，B中共收集中共收集224 mL(标准状况下标准状况下)气体，溶液体积为气体，溶液体积为200 mL，则通电前，则通电前CuSO4溶液溶液的物质的量浓度为的物质的量浓度为_ _(设电解前后溶液设电解前后溶液体积无变化体积无变化)。(4)若若A中中KCl足量且溶液的体积也是足量且溶液的体积也是200 mL，电解，电解后，溶液的后，溶液的pH为为_(设电解前后溶液体积设电解前后溶液体积无变化无变化)。0.025mol/L13AC