福建省福鼎市第二中學(xué)高中化學(xué) 12《電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 電解》課件 魯科版選修4

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1、第 2 節(jié) 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能電解一、電解原理一、電解原理1.1.電解電解: :使電流通過(guò)電解質(zhì)溶液使電流通過(guò)電解質(zhì)溶液( (或熔融的電解質(zhì)或熔融的電解質(zhì)) )而在陰、而在陰、陽(yáng)兩極引起陽(yáng)兩極引起_的過(guò)程。的過(guò)程。2.2.電解池電解池( (也叫電解槽也叫電解槽) )電解池是把電解池是把_的裝置。的裝置。氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能3.3.電解池的組成和工作原理電解池的組成和工作原理( (電解電解CuClCuCl2 2溶液溶液) )總反應(yīng)方程式總反應(yīng)方程式:_:_陰極陰極陽(yáng)極陽(yáng)極還原反應(yīng)還原反應(yīng)氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)CuCu2+2+2e+2e- -=Cu=Cu2Cl2Cl-

2、-2e-2e- -=Cl=Cl2 2CuCu2+2+2Cl+2Cl- - Cu+Cl Cu+Cl2 2通電通電=二、電解原理的應(yīng)用二、電解原理的應(yīng)用1.1.電解飽和食鹽水電解飽和食鹽水陽(yáng)極陽(yáng)極:_:_陰極陰極:_:_總反應(yīng)總反應(yīng):_:_2Cl2Cl- -2e-2e- -=Cl=Cl2 22H2H+ +2e+2e- -=H=H2 22NaCl+2H2NaCl+2H2 2O 2NaOH+HO 2NaOH+H2 2+Cl+Cl2 2通電通電=2.2.電鍍與電解精煉銅電鍍與電解精煉銅電鍍電鍍(Fe(Fe上鍍上鍍Cu)Cu)電解精煉銅電解精煉銅陽(yáng)陽(yáng)極極電極電極材料材料_(_(含含ZnZn、FeFe、Ni

3、Ni、AgAg、AuAu等雜質(zhì)等雜質(zhì)) )電極電極反應(yīng)反應(yīng)_Zn-2eZn-2e- -=Zn=Zn2+2+Fe-2eFe-2e- -=Fe=Fe2+2+Ni-2eNi-2e- -=Ni=Ni2+2+銅銅粗銅粗銅Cu-2eCu-2e- -=Cu=Cu2+2+Cu-2eCu-2e- -=Cu=Cu2+2+電鍍電鍍(Fe(Fe上鍍上鍍Cu)Cu)電解精煉銅電解精煉銅陰陰極極電極電極材料材料_電極電極反應(yīng)反應(yīng)_電解質(zhì)溶電解質(zhì)溶液液_注注: :電解精煉銅時(shí)電解精煉銅時(shí), ,粗銅中的粗銅中的AgAg、AuAu等不反應(yīng)等不反應(yīng), ,沉在電解池底沉在電解池底部形成陽(yáng)極泥。部形成陽(yáng)極泥。鐵鐵純銅純銅CuCu2+

4、2+2e+2e- -=Cu=CuCuSOCuSO4 4溶液溶液【思考辨析【思考辨析】1.1.用銅作陽(yáng)極、石墨作陰極電解用銅作陽(yáng)極、石墨作陰極電解CuClCuCl2 2溶液時(shí)溶液時(shí), ,陽(yáng)極電極反應(yīng)式陽(yáng)極電極反應(yīng)式為為2Cl2Cl- -2e-2e- -=Cl=Cl2 2。( )( )【分析【分析】活性金屬作陽(yáng)極時(shí)活性金屬作陽(yáng)極時(shí), ,金屬首先失電子被氧化金屬首先失電子被氧化, ,故陽(yáng)極反故陽(yáng)極反應(yīng)為應(yīng)為:Cu-2e:Cu-2e- -=Cu=Cu2+2+。2.Cu+H2.Cu+H2 2SOSO4 4=CuSO=CuSO4 4+H+H2 2可以設(shè)計(jì)成電解池可以設(shè)計(jì)成電解池, ,但不能設(shè)計(jì)成原但不能設(shè)

5、計(jì)成原電池。電池。( )( )【分析【分析】能設(shè)計(jì)成原電池的反應(yīng)是一個(gè)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)能設(shè)計(jì)成原電池的反應(yīng)是一個(gè)自發(fā)的氧化還原反應(yīng), ,而電解池可以是一個(gè)非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。而電解池可以是一個(gè)非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。3.3.電解飽和食鹽水時(shí)電解飽和食鹽水時(shí), ,兩個(gè)電極均不能用金屬材料。兩個(gè)電極均不能用金屬材料。( )( )【分析【分析】電解池中陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)電解池中陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng), ,電解食鹽水時(shí)電解食鹽水時(shí), ,陽(yáng)極不能陽(yáng)極不能用金屬電極用金屬電極, ,但陰極發(fā)生還原反應(yīng)但陰極發(fā)生還原反應(yīng), ,故陰極可以用金屬電極。故陰極可以用金屬電極。4.4.根據(jù)得失電子守恒可知電解精煉銅時(shí)根據(jù)得

6、失電子守恒可知電解精煉銅時(shí), ,陽(yáng)極減少的質(zhì)量和陰陽(yáng)極減少的質(zhì)量和陰極增加的質(zhì)量相等。極增加的質(zhì)量相等。( )( )【分析【分析】電解精煉銅時(shí)電解精煉銅時(shí), ,陰極析出的只有陰極析出的只有Cu,Cu,而陽(yáng)極減少的有活而陽(yáng)極減少的有活潑的潑的ZnZn、FeFe、NiNi等形成陽(yáng)離子存在于溶液中等形成陽(yáng)離子存在于溶液中, ,不活潑的不活潑的AgAg、AuAu等形成陽(yáng)極泥沉在底部等形成陽(yáng)極泥沉在底部, ,故兩極的質(zhì)量變化不相等。故兩極的質(zhì)量變化不相等?？键c(diǎn)考點(diǎn) 1 1 電極反應(yīng)式、電解總方程式的電極反應(yīng)式、電解總方程式的書寫書寫 1.1.電極反應(yīng)式的書寫電極反應(yīng)式的書寫(1)(1)判斷電解池的陰、陽(yáng)

7、極判斷電解池的陰、陽(yáng)極: :根據(jù)外接電源的正負(fù)極判斷根據(jù)外接電源的正負(fù)極判斷: :正極連接陽(yáng)極正極連接陽(yáng)極; ;負(fù)極連接陰極。負(fù)極連接陰極。根據(jù)電流方向判斷根據(jù)電流方向判斷: :電流從正極流向陽(yáng)極電流從正極流向陽(yáng)極, ,從陰極流入負(fù)極。從陰極流入負(fù)極。根據(jù)離子流向判斷根據(jù)離子流向判斷: :陰離子移向陽(yáng)極陰離子移向陽(yáng)極, ,陽(yáng)離子移向陰極。陽(yáng)離子移向陰極。根據(jù)電極產(chǎn)物判斷根據(jù)電極產(chǎn)物判斷: :電極溶解、逸出電極溶解、逸出O O2 2( (或極區(qū)變酸性或極區(qū)變酸性) )或或ClCl2 2陽(yáng)極陽(yáng)極; ;析出金屬、逸析出金屬、逸出出H H2 2( (或極區(qū)變堿性或極區(qū)變堿性)陰極。陰極。(2)(2)分

8、析電極產(chǎn)物分析電極產(chǎn)物: :首先明確陽(yáng)極材料和溶液中存在的所有離子首先明確陽(yáng)極材料和溶液中存在的所有離子, ,然后根據(jù)如下規(guī)律分析判斷然后根據(jù)如下規(guī)律分析判斷: :(3)(3)書寫電極反應(yīng)式書寫電極反應(yīng)式: :注意電解質(zhì)溶液的環(huán)境。若電解質(zhì)溶液中的離子與電極產(chǎn)物注意電解質(zhì)溶液的環(huán)境。若電解質(zhì)溶液中的離子與電極產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)發(fā)生反應(yīng), ,一般也要把該離子寫進(jìn)電極反應(yīng)式。一般也要把該離子寫進(jìn)電極反應(yīng)式。注意質(zhì)量守恒、電子守恒和電荷守恒。注意質(zhì)量守恒、電子守恒和電荷守恒。2.2.電解總方程式的書寫電解總方程式的書寫(1)(1)必須在連接號(hào)上標(biāo)明通電或電解。必須在連接號(hào)上標(biāo)明通電或電解。(2)(2)只是

9、電解質(zhì)被電解只是電解質(zhì)被電解, ,電解化學(xué)方程式中只寫電解質(zhì)及電解產(chǎn)電解化學(xué)方程式中只寫電解質(zhì)及電解產(chǎn)物。如電解物。如電解CuClCuCl2 2溶液溶液:CuCl:CuCl2 2 Cu+Cl Cu+Cl2 2。 電解電解=(3)(3)只有水被電解只有水被電解, ,只寫水及電解產(chǎn)物即可。如電解稀硫酸、電只寫水及電解產(chǎn)物即可。如電解稀硫酸、電解解NaOHNaOH溶液、電解溶液、電解NaNa2 2SOSO4 4溶液時(shí)溶液時(shí), ,化學(xué)方程式化學(xué)方程式應(yīng)寫為應(yīng)寫為2H2H2 2O 2HO 2H2 2+O+O2 2。(4)(4)電解質(zhì)、水同時(shí)被電解電解質(zhì)、水同時(shí)被電解, ,則都要寫進(jìn)化學(xué)方程式。如電解飽則

10、都要寫進(jìn)化學(xué)方程式。如電解飽和食鹽水和食鹽水:2NaCl+2H:2NaCl+2H2 2O HO H2 2+Cl+Cl2 2+2NaOH+2NaOH。通電通電=通電通電=【高考警示【高考警示】(1)(1)判斷電解產(chǎn)物、書寫電極反應(yīng)式以及分析電解質(zhì)溶液的變判斷電解產(chǎn)物、書寫電極反應(yīng)式以及分析電解質(zhì)溶液的變化時(shí)首先要注意陽(yáng)極是活性材料還是惰性材料?；瘯r(shí)首先要注意陽(yáng)極是活性材料還是惰性材料。(2)(2)書寫電解化學(xué)方程式時(shí)書寫電解化學(xué)方程式時(shí), ,應(yīng)看清電解的是水溶液還是熔融電應(yīng)看清電解的是水溶液還是熔融電解質(zhì)。解質(zhì)?！镜淅镜淅? 1】(2012(2012浙江高考浙江高考) )以鉻酸鉀為原料以鉻酸鉀

11、為原料, ,電化學(xué)法制備重電化學(xué)法制備重鉻酸鉀的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如下鉻酸鉀的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如下: :下列說(shuō)法不正確的是下列說(shuō)法不正確的是( () )A.A.在陰極室在陰極室, ,發(fā)生的電極反應(yīng)為發(fā)生的電極反應(yīng)為2H2H2 2O+2eO+2e- -=2OH=2OH- -+H+H2 2B.B.在陽(yáng)極室在陽(yáng)極室, ,通電后溶液逐漸由黃色變?yōu)槌壬姾笕芤褐饾u由黃色變?yōu)槌壬? ,是因?yàn)殛?yáng)極區(qū)是因?yàn)殛?yáng)極區(qū)H H+ +濃度增大濃度增大, ,使平衡使平衡 向右移動(dòng)向右移動(dòng)C.C.該制備過(guò)程總反應(yīng)的化學(xué)方程式為該制備過(guò)程總反應(yīng)的化學(xué)方程式為4K4K2 2CrOCrO4 4+4H+4H2 2O 2KO 2K2 2

12、CrCr2 2O O7 7+4KOH+2H+4KOH+2H2 2+O+O2 2D.D.測(cè)定陽(yáng)極液中測(cè)定陽(yáng)極液中K K和和CrCr的含量的含量, ,若若K K與與CrCr的物質(zhì)的量之比的物質(zhì)的量之比(n(nK K/n/nCrCr) )為為d,d,則此時(shí)鉻酸鉀的轉(zhuǎn)化率為則此時(shí)鉻酸鉀的轉(zhuǎn)化率為1-1- 2242722CrO2HCr OH O通電通電=d2【解題指南【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn): :(1)(1)看清陰陽(yáng)極的電極材料。看清陰陽(yáng)極的電極材料。(2)(2)陰陽(yáng)極上放電的離子分析。陰陽(yáng)極上放電的離子分析?！窘馕觥窘馕觥窟x選D D。由反應(yīng)的裝置分析。由反應(yīng)的裝置分

13、析, ,惰性電極為陽(yáng)極惰性電極為陽(yáng)極, ,則電解該則電解該溶液的實(shí)質(zhì)是電解水溶液的實(shí)質(zhì)是電解水, ,所以陽(yáng)極是溶液中的氫氧根離子失電子所以陽(yáng)極是溶液中的氫氧根離子失電子, ,而陰極是氫離子得電子而陰極是氫離子得電子, ,故在陰極發(fā)生的電極反應(yīng)為故在陰極發(fā)生的電極反應(yīng)為2H2H2 2O+2eO+2e- -=2OH=2OH- -+H+H2 2,A,A對(duì)對(duì); ;由于陽(yáng)極氫氧根離子放電所以剩余大量的由于陽(yáng)極氫氧根離子放電所以剩余大量的氫離子氫離子, ,會(huì)使氫離子的濃度變大會(huì)使氫離子的濃度變大, ,故使平衡故使平衡 向右移動(dòng)向右移動(dòng),B,B對(duì)對(duì); ;根據(jù)陰、陽(yáng)極放電的離子可以得根據(jù)陰、陽(yáng)極放電的離子可以

14、得242CrO2H2272Cr OH O知總反應(yīng)式為知總反應(yīng)式為4K4K2 2CrOCrO4 4+4H+4H2 2O 2KO 2K2 2CrCr2 2O O7 7+4KOH+2H+4KOH+2H2 2+O+O2 2,C C對(duì)對(duì); ;假設(shè)反應(yīng)后陽(yáng)極區(qū)的假設(shè)反應(yīng)后陽(yáng)極區(qū)的K K的物質(zhì)的量為的物質(zhì)的量為d,d,則則CrCr的物質(zhì)的量為的物質(zhì)的量為1 1。設(shè)。設(shè) 的轉(zhuǎn)化量是的轉(zhuǎn)化量是x,x,則消耗的則消耗的H H+ +的物質(zhì)的量為的物質(zhì)的量為x,x,則進(jìn)入則進(jìn)入陰極區(qū)的陰極區(qū)的K K+ +的物質(zhì)的量為的物質(zhì)的量為x,x,由此可知由此可知K K+ +的總物質(zhì)的量為的總物質(zhì)的量為d+xd+x。n(Kn(K

15、2 2CrOCrO4 4)=1/2n(K)=1/2n(K+ +)=n(Cr)=n(Cr),),所以所以1/2(d+x)=1,x=2-d,1/2(d+x)=1,x=2-d,的轉(zhuǎn)化率為的轉(zhuǎn)化率為x/1=2-d,x/1=2-d,所以所以D D項(xiàng)錯(cuò)。項(xiàng)錯(cuò)。通電通電=24CrO24CrO【互動(dòng)探究【互動(dòng)探究】(1)(1)你能寫出陽(yáng)極的電極反應(yīng)式嗎你能寫出陽(yáng)極的電極反應(yīng)式嗎? ?(2)(2)測(cè)定陽(yáng)極液中測(cè)定陽(yáng)極液中K K和和CrCr的含量的含量, ,若若K K與與CrCr的物質(zhì)的量之比的物質(zhì)的量之比(n(nK K/n/nCrCr) )為為d,d,你能計(jì)算出電能的利用效率嗎你能計(jì)算出電能的利用效率嗎? ?提

16、示提示: : (1)2H (1)2H2 2O-4eO-4e- -=4H=4H+ +O+O2 2(2)(2)通過(guò)對(duì)原題的計(jì)算知通過(guò)對(duì)原題的計(jì)算知, , 的轉(zhuǎn)化率為的轉(zhuǎn)化率為2-d,2-d,則則H H+ +的轉(zhuǎn)化率的轉(zhuǎn)化率也為也為2-d,2-d,每轉(zhuǎn)移每轉(zhuǎn)移1 mol1 mol電子電子, ,產(chǎn)生產(chǎn)生1 mol H1 mol H+ +, ,則用于則用于 的轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)化的化的H H+ +為為(2-d)mol,(2-d)mol,故電能的利用效率也為故電能的利用效率也為2-d2-d。24CrO24CrO考點(diǎn)考點(diǎn) 2 2 電解的電解的“四大類型四大類型”及相關(guān)計(jì)算及相關(guān)計(jì)算 1.1.惰性電極電解的惰性電極電解的

17、“四大類型四大類型”類型一電解水型類型一電解水型實(shí)例實(shí)例電極反應(yīng)特點(diǎn)電極反應(yīng)特點(diǎn)電解質(zhì)電解質(zhì)濃度濃度pHpH電解質(zhì)電解質(zhì)溶液復(fù)原溶液復(fù)原NaOHNaOH陰極陰極:4H:4H+ +4e+4e- -=2H=2H2 2陽(yáng)極陽(yáng)極:4OH:4OH- -4e-4e- -=2H=2H2 2O+OO+O2 2增大增大增大增大加水加水H H2 2SOSO4 4增大增大減小減小加水加水NaNa2 2SOSO4 4增大增大不變不變加水加水類型二電解電解質(zhì)型類型二電解電解質(zhì)型實(shí)例實(shí)例電極反應(yīng)特點(diǎn)電極反應(yīng)特點(diǎn)電解質(zhì)電解質(zhì)濃度濃度pHpH電解質(zhì)溶電解質(zhì)溶液復(fù)原液復(fù)原HClHCl電解質(zhì)電離出的陰、陽(yáng)電解質(zhì)電離出的陰、陽(yáng)離子

18、分別在兩極放電離子分別在兩極放電減小減小增大增大通氯化氫通氯化氫CuClCuCl2 2減小減小加氯化銅加氯化銅類型三放類型三放H H2 2生堿型生堿型實(shí)例實(shí)例電極反應(yīng)特點(diǎn)電極反應(yīng)特點(diǎn)電解質(zhì)電解質(zhì)濃度濃度pHpH電解質(zhì)溶電解質(zhì)溶液復(fù)原液復(fù)原NaClNaCl陰極陰極:H:H2 2O O放放H H2 2生成堿生成堿陽(yáng)極陽(yáng)極: :電解質(zhì)陰離子放電電解質(zhì)陰離子放電生成新生成新電解質(zhì)電解質(zhì)增大增大通氯化氫通氯化氫類型四放類型四放O O2 2生酸型生酸型實(shí)例實(shí)例電極反應(yīng)特點(diǎn)電極反應(yīng)特點(diǎn)電解質(zhì)電解質(zhì)濃度濃度pHpH電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液復(fù)原復(fù)原CuSOCuSO4 4陰極陰極: :電解質(zhì)陽(yáng)離子電解質(zhì)陽(yáng)離子放電放電

19、陽(yáng)極陽(yáng)極:H:H2 2O O放放O O2 2生成酸生成酸生成新生成新電解質(zhì)電解質(zhì)減小減小加氧化銅加氧化銅2.2.電解池中有關(guān)量的計(jì)算或判斷電解池中有關(guān)量的計(jì)算或判斷解題依據(jù)是電子守恒解題依據(jù)是電子守恒, ,具體解法有守恒法、總反應(yīng)式法和關(guān)系具體解法有守恒法、總反應(yīng)式法和關(guān)系式法式法: :【高考警示【高考警示】(1)(1)電解后要恢復(fù)原電解質(zhì)溶液的濃度電解后要恢復(fù)原電解質(zhì)溶液的濃度, ,可以按可以按:“:“析出什么析出什么, ,加加上什么上什么”的思路。加上適量某物質(zhì)的思路。加上適量某物質(zhì), ,該物質(zhì)可以是陰極與陽(yáng)極該物質(zhì)可以是陰極與陽(yáng)極產(chǎn)物的化合物。如用惰性電極電解產(chǎn)物的化合物。如用惰性電極電

20、解CuSOCuSO4 4溶液時(shí)溶液時(shí), ,若要恢復(fù)原溶若要恢復(fù)原溶液液, ,可加入可加入CuOCuO、CuCOCuCO3 3, ,而不是而不是Cu(OH)Cu(OH)2 2、CuCu2 2(OH)(OH)2 2COCO3 3。(2)Fe(2)Fe3+3+的放電能力大于的放電能力大于CuCu2+2+, ,其第一階段放電反應(yīng)為其第一階段放電反應(yīng)為FeFe3+3+e+e- -=Fe=Fe2+2+, ,而不是而不是FeFe3+3+3e+3e- -=Fe=Fe?！镜淅镜淅? 2】 (2014(2014福州模擬福州模擬) )如圖所示裝置中如圖所示裝置中, ,甲、乙、丙燒甲、乙、丙燒杯依次盛放杯依次盛放1

21、00 g 5.00%100 g 5.00%的的NaOHNaOH溶液、足量的溶液、足量的CuSOCuSO4 4溶液和溶液和100 g 10.00%100 g 10.00%的的K K2 2SOSO4 4溶液溶液, ,電極均為石墨電極。電極均為石墨電極。接通電源接通電源, ,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后, ,測(cè)得丙中測(cè)得丙中K K2 2SOSO4 4溶液為溶液為10.47%,10.47%,乙中乙中c c電極質(zhì)量增加。據(jù)此回答問(wèn)題電極質(zhì)量增加。據(jù)此回答問(wèn)題: :(1)(1)電源的電源的N N端為端為極極; ;(2)(2)電極電極b b上發(fā)生的電極反應(yīng)為上發(fā)生的電極反應(yīng)為; ;(3)(3)列式計(jì)算電極列

22、式計(jì)算電極b b上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積: : ; ;(4)(4)電極電極c c的質(zhì)量變化是的質(zhì)量變化是g;g;(5)(5)電解前后各溶液的酸堿性大小是否發(fā)生變化電解前后各溶液的酸堿性大小是否發(fā)生變化, ,簡(jiǎn)述其原因簡(jiǎn)述其原因: :甲溶液甲溶液; ;乙溶液乙溶液; ;丙溶液丙溶液?！窘忸}指南【解題指南】解答本題時(shí)要明確解答本題時(shí)要明確: :(1)(1)判斷各電極的類型是關(guān)鍵判斷各電極的類型是關(guān)鍵, ,可由可由“乙中乙中c c電極質(zhì)量增加電極質(zhì)量增加”判判斷斷; ;(2)(2)轉(zhuǎn)移電子數(shù)的判斷可由轉(zhuǎn)移電子數(shù)的判斷可由K K2 2SOSO4 4溶液濃度的增加來(lái)計(jì)

23、算溶液濃度的增加來(lái)計(jì)算, ,濃度的濃度的增加是因?yàn)樵黾邮且驗(yàn)镠 H2 2O O的減少。的減少?！窘馕觥窘馕觥?1)(1)因?yàn)橐抑械囊驗(yàn)橐抑械腸 c極質(zhì)量增加極質(zhì)量增加, ,故故c c為陰極為陰極,M,M為電源的為電源的負(fù)極負(fù)極,N,N為正極為正極;(2)b;(2)b為陽(yáng)極為陽(yáng)極, ,反應(yīng)式為反應(yīng)式為4OH4OH- -4e-4e- -=2H=2H2 2O+O+O O2 2;(3);(3)設(shè)丙中電解水的質(zhì)量為設(shè)丙中電解水的質(zhì)量為x,x,由電解前后溶質(zhì)質(zhì)量相等由電解前后溶質(zhì)質(zhì)量相等有有:100 g:100 g10.00%=(100 g-x)10.00%=(100 g-x)10.47%,10.47%,

24、得得x=4.5 g,x=4.5 g,為為0.25 mol,0.25 mol,轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移0.5 mol0.5 mol電子電子, ,而整個(gè)電路是串聯(lián)的而整個(gè)電路是串聯(lián)的, ,故每個(gè)燒故每個(gè)燒杯中的電極上轉(zhuǎn)移電子數(shù)均為杯中的電極上轉(zhuǎn)移電子數(shù)均為0.5 mol,0.5 mol,則生成則生成O O2 2為為0.5/40.5/4=0.125(mol),=0.125(mol),標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為0.1250.12522.4=2.8(L);22.4=2.8(L);(4)Cu(4)Cu2+2+2e+2e- -=Cu,=Cu,轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移0.5 mol0.5 mol電子電子, ,則生成的則生成的m(Cum

25、(Cu)=0.5/2)=0.5/264 =16(g)64 =16(g)。答案答案: :(1)(1)正正(2)4OH(2)4OH- -4e-4e- -=2H=2H2 2O+OO+O2 2(3)(3)水減少的質(zhì)量水減少的質(zhì)量:100 g:100 g(1- )=4.5 g(1- )=4.5 g生成生成O O2 2的體積的體積: : 22.4 L22.4 Lmolmol-1-1=2.8 L=2.8 L(4)16(4)16(5)(5)堿性增大堿性增大, ,因?yàn)殡娊夂笠驗(yàn)殡娊夂? ,水量減少水量減少, ,溶液中溶液中NaOHNaOH濃度增大濃度增大酸性增大酸性增大, ,因?yàn)殛?yáng)極上因?yàn)殛?yáng)極上OHOH- -失

26、電子生成失電子生成O O2 2, ,溶液中溶液中H H+ +濃度增加濃度增加酸堿性大小沒有變化酸堿性大小沒有變化, ,因?yàn)橐驗(yàn)镵 K2 2SOSO4 4是強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽是強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽, ,濃度增加不影濃度增加不影響溶液的酸堿性響溶液的酸堿性10.00%10.47%14.5 g118 g mol2【互動(dòng)探究】【互動(dòng)探究】(1)(1)甲和丙中生成的氣體的種類和體積相等嗎甲和丙中生成的氣體的種類和體積相等嗎? ?提示提示: :甲和丙中實(shí)質(zhì)都是電解水甲和丙中實(shí)質(zhì)都是電解水, ,兩池通過(guò)的電子數(shù)相等兩池通過(guò)的電子數(shù)相等, ,故生故生成氣體的種類和體積都相等。成氣體的種類和體積都相等。(2)(2)如果電解過(guò)程中

27、銅全部析出如果電解過(guò)程中銅全部析出, ,此時(shí)電解能否繼續(xù)進(jìn)行此時(shí)電解能否繼續(xù)進(jìn)行, ,為為什么什么? ?提示提示: :銅全部析出銅全部析出, ,還可以電解水還可以電解水, ,故電解可以繼續(xù)進(jìn)行。故電解可以繼續(xù)進(jìn)行?！咀兪接?xùn)練【變式訓(xùn)練】(2013(2013榆林模擬榆林模擬) )用惰性電極電解一定量的硫用惰性電極電解一定量的硫酸銅溶液酸銅溶液, ,實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲。電解過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖乙實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲。電解過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖乙, ,橫坐標(biāo)表示電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量橫坐標(biāo)表示電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量, ,縱坐標(biāo)表示電縱坐標(biāo)表示電解過(guò)程中產(chǎn)生氣體的總體積解過(guò)程中產(chǎn)生氣體的總體積( (標(biāo)

28、準(zhǔn)狀況標(biāo)準(zhǔn)狀況) )。則下列說(shuō)法不正確。則下列說(shuō)法不正確的是的是( () )A.A.電解過(guò)程中電解過(guò)程中,a,a電極表面先有紅色物質(zhì)析出電極表面先有紅色物質(zhì)析出, ,后有氣泡產(chǎn)生后有氣泡產(chǎn)生B.bB.b電極上發(fā)生的反應(yīng)方程式為電極上發(fā)生的反應(yīng)方程式為4OH4OH- -4e-4e- -=2H=2H2 2O+OO+O2 2C.C.曲線曲線0 0P P段表示段表示O O2 2的體積變化的體積變化D.QD.Q點(diǎn)時(shí)溶液中點(diǎn)時(shí)溶液中H H+ +的物質(zhì)的量為的物質(zhì)的量為0.4 mol0.4 mol【解析【解析】選選D D。由電流方向可知。由電流方向可知,b,b電極為陽(yáng)極電極為陽(yáng)極, ,電解過(guò)程中電解過(guò)程中,

29、a,a電電極表面先有紅色物質(zhì)析出極表面先有紅色物質(zhì)析出, ,后有氣泡產(chǎn)生后有氣泡產(chǎn)生;b;b電極上發(fā)生的反應(yīng)電極上發(fā)生的反應(yīng)方程式為方程式為4OH4OH- -4e-4e- -=2H=2H2 2O+OO+O2 2;曲線曲線0 0P P段是陰極產(chǎn)生銅段是陰極產(chǎn)生銅, ,陽(yáng)陽(yáng)極產(chǎn)生極產(chǎn)生O O2 2曲線曲線P PQ Q段是陰極產(chǎn)生段是陰極產(chǎn)生H H2 2, ,陽(yáng)極產(chǎn)生陽(yáng)極產(chǎn)生O O2 2, ,故故A A、B B、C C正確。正確。0 0P P階段產(chǎn)生階段產(chǎn)生1.12 L(1.12 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況標(biāo)準(zhǔn)狀況)O)O2 2, ,轉(zhuǎn)移電子轉(zhuǎn)移電子0.2 mol,0.2 mol,消耗消耗0.2 0.2 mol OHmol OH- -積累積累0.2 mol H0.2 mol H+ +,P,PQ Q段電解水段電解水,n(H,n(H+ +) )不變不變,D,D不正確。不正確。