高一化学电解池的工作原理

高一化学电解池的工作原理内容摘要：

2O＋ O2↑； ② 中负极： 2H＋ ＋ 2e－===H2↑ • D． c(Cu2＋ )： ① 中不变； ② 中减小 • 【 解析 】 由装置特点可知 ， ① 为电解池 ，② 为原电池。 A项 ， ① 中 Cu棒与电源正极相连 ， 作阳极； ② 中 Cu棒为正极。 B项 ，① 中 Cu棒失电子而溶解变细 ， Fe棒有 Cu析出： Cu2＋ ＋ 2e－ ===Cu； ② 中 Cu棒有 Cu极出： Cu2＋ ＋ 2e－ ===Cu， Zn棒失电子而溶解变细 ， 显然导线上通过相同的物质的量电子时 ， ①② 中析出的物质的质量相等。 C项 ，① 中阳极反应为 Cu－ 2e－ ===Cu2＋ ； ② 中负极反应式为 Zn－ 2e－ ===Zn2＋。 D项 ， ① 为电镀铜 ， Cu作阳极 ， 溶液中 c(Cu2＋ )不变；② 为 Zn－ Cu原电池 ， Cu2＋ 在正极上得电子析出 ， 溶液中 c(Cu2＋ )减小。 【 答案 】 D • 电解电解质溶液的规律及电解的有关计算 • 1． 电解类型 类型 电极反应特点 实例 电解 对象 电解质 浓度 pH 电解质 溶液复 原 电解 水型 阴极：4H＋＋ 4e－―→ 2H2↑ 阳极：4OH－―→ 2H2O＋O2↑＋ 4e－ NaOH 水 增大 增大 加水 H2SO4 水 增大 减 小 加水 Na2SO4 水 增大 不变 加水 分解电 解质型 电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电 HCl 电解 质 减小 变 大 加氯 化氢 CuCl2 电解质 减小 加氯 化铜 放 H2生 碱型 阴极： H2O放H2，生碱 阳极：电解质阴离子放电 NaCl 电解质 和水 生成新 电解质 增大 加氯 化氢 放 O2生 酸型 阴极：电解质阳离子放电 阳极： H2O放O2，生酸 CuSO4 电解质 和水 生成新 电解质 减小 加氧化 铜或碳 酸铜 • • (1)常见计算类型： • ① 两极产物的定量计算 (求析出固体的质量 、产生气体的体积等 )； • ② 溶液 pH的计算； • ③ 相对原子质量和阿伏加德罗常数测定的计算； • ④ 某元素的化合价或确定物质的化学式； • ⑤ 根据电量求产物的量或根据产物的量求电量等。 • (2)解答此类问题的常用方法： • ① 守恒法：原子守恒 、 电量守恒等； • ② 总反应式法； • ③ 关系式法 ， 如： • 物质 (或微粒 )： • H2～ O2～ Cl2～ Cu～ Ag～ H＋ ～OH－ ～ e－ • n(mol) 2 1 2 2 4 4 4 4 • 灵犀一点： • ① 应用得失电子守恒 ， 可以解决有关电极产物的定量关系 ， 同时注意电极产物变化的情况。 • ② 应用得失电子守恒 ， 也可以解决电解质溶液的 pH的变化 、 某些离子浓度的变化及晶体的析出等定量问题。 • 【 案例 2】 (2020全国理综 Ⅰ )电解 100 mL含 c(H＋ )＝ mol/L的下列溶液 ， 当电路中通过 mol电子时 ， 理论上析出金属质量最大的是 ( ) • A． mol/L Ag＋ B ． mol/L Zn2＋ • C． mol/L Cu2＋ D ． mol/L Pb2＋ • 【 解析 】 电解含有 Zn2＋ 、 Pb2＋ 的溶液 ，H＋ 得电子生成 H2， 不能析出金属 ， B、 D项错；电解含有 Ag＋ 的溶液 ， 可得 Ag molL－ 1 L 108 gmol－ 1＝ g，电解含有 Cu2＋ 的溶液 ， 可得铜 molL－1 L 64 gmol－ 1＝ g。 • 【 答案 】 C • 【 规律方法 】 ① 解答有关电解的计算 ，关键是正确判断离子的放电顺序及电极产物。 • ② 利用电子守恒法计算时 ， 务必弄清电极(或线路 )上通过的电子的物质的量与已知量及未知量之间的关系。 • 【 即时巩固 2】 按右图的装置进行电解实验 ， A极是铜锌合金 ，B极为纯铜 ， 电解质溶液中含有足量的铜离子。 通电一段时间后 ，若 A极恰好全部溶解 ， 此时 B极质量增加 g， 溶液质量增加 g， 则 A极合金中 Cu、 Zn的原子个数之比为 ( ) • A． 4∶ 1 B． 3∶ 1 • C． 2∶ 1 D． 任意比 • 【 解析 】 B极增加的质量为 Cu的质量 ，其物质的量为 mol， 则合金中铜和锌的总物质的量也为 mol。 由溶液增加的质量可求得 Zn的物质的量为： • Zn＋ Cu2＋ ===Zn2＋ ＋ Cu Δm • 1 mol 1 g • x mol g • 求得 x＝ ， 由此可知合金中 Cu的物质的量 n(Cu)＝ mol－ mol＝ mol，所以选项 B符合题意。