闸北高中化学补习班课程(八)原电池与电解池
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原电池与电解池
一、原电池
1、原电池的定义:
把 转化为 的装置叫原电池。
2、构成原电池的条件:
?
?
?
3、原电池的化学原理:
(1)自发进行的氧化还原反应在两极进行。
(2)电子流向: 。
电流方向: 。
(3)负极发生 反应,正极发生 反应。
(4)电极反应式:
4、原电池原理的应用:
1)根据原电池中金属活泼性负极›正极,用于比较金属的活泼性。 (
(2)一个自发进行的氧化还原反应设计成原电池反应可加快反应速率。 实验事实
证明
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:实验室制氢气时,粗锌比纯锌反应快;
在锌和稀硫酸的混合物中加几滴硫酸铜可加快反应速率。
例1、把a、b、c、d四块金属浸入稀硫酸中,用导线两两相连组成原电池,若a、b相连时,a为负极;c、d相连时,电流由d到c;a、c相连时, c极上产生大量气泡;b、d相连时,b上有大量气泡产生,则四种金属的活动性顺序为
A(a>b>c>d B.a>c>d>b C.c>a>b>d D.b>d>c>a
例2、在用Zn片、Cu片和稀硫酸组成的原电池装置中,经过一段时间工作后,下列说法正确的是
A(锌片是正极,铜片上有气泡产生 B(电流方向是从锌片流向铜片
C(溶液中硫酸的物质的量浓度减小 D(电解质溶液的pH保持不变
例3、微型钮扣电池在现代生活中有广泛应用。有一种银锌电池,其电极分别是AgO和Zn,电解2-- 质溶液为KOH,电极反应为: Zn+2OH-2e=ZnO+HO;AgO+HO+2e=2Ag+2OH222
根据上述反应式,判断下列叙述中正确的是:( )
A(在使用过程中,电池负极区溶液的pH减小
B(使用过程中,电子由AgO极经外电路流向Zn极 2
C(Zn是负极,AgO是正极 2
D(Zn电极发生还原反应,AgO电极发生氧化反应 2
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二、电解池
1、电解池:
把 转化为 的装置。
2、电解:
电解是使电流通过电解质溶液(或熔化的电解质)而在阴、阳两极发生氧化还原反应的过程。 3、电解池反应原理:
1)阴极: ,阳极: (
(2)电子流向:
电流方向:
(3)阴极 电子,发生 ,
阳极 电子,发生 。
(4)电极产物的判断:
阳极产物判断:
?活泼电极(银前面的金属),则是电极材料本身失电子;
?惰性电极(指Pt、石墨),则要看溶液中阴离子的失电子能力。
常见的阴离子放电顺序(阴离子失电子能力): 阴极产物判断:直接根据阳离子放电顺序进行判断。
常见的阳离子放电顺序(阳离子得电子能力): 例如:(1)用惰性电极电解饱和食盐水
总反应式:
电极反应:阳极:
阴极:
电极产物:阳极: 检验方法:
阴极: 检验方法: 、
(2)以石墨棒为电极电解硝酸铜水溶液,写出电解反应的离子方程式和化学方程式: 总反应式:
电极反应:阳极:
阴极:
电极产物:阳极:
阴极:
【小结】
使电解电解 电解质溶液类型 电极反应特点 实例 质溶液对象 浓度 pH值 复原
NaOH (碱性) 增大 +, 电解 阴:2H+2e,H?? 2HSO (酸性 水 增大 减小 加HO 242, ,水型 阳:4OH–4e,2HO+O? 22NaSO(中性) 不变 24
电解溶电解质电离出的阴阳离子分电解质 减小 加HCl HCl 增大 质型 别在两极上放电 加CuCl CuCl 22
放HO放H生碱 电解质 生成新阴:H222增大 加HCl NaCl 阳:电解质阴离子放电 和水 电解质 生碱型
放O阴:电解质阳离子放电 电解质和生成新CuSO 24减小 加CuO 生酸型 阳:HO放O生酸 水 电解质 AgNO 223
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例1、某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿,然后平铺在一块铂片上,接通电源后,用铅笔在滤纸上写字,会出现红色字迹。据此,下列叙述正确的是( )
b 直流祝你成功 电源 a
铂片 滤纸 铅笔
(A)铅笔端作阳极,发生还原反应 (B)铂片端作阴极,发生氧化反应
(C)铅笔端有少量的氯气产生 (D)a点是负极,b点是正极
例2、右图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极,电极c、d都是石墨电极。通电一段时间后,在c、d两极上共收集到336mL(
标准
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状态)气体。回答:
(1)直流电源中,M为 极。
(2)Pt电极上生成的物质是 ,其质量为
(3)电源输出的电子,其物质的量与电极b、c、d分
别生成的物质的物质的量之比为:2? ? ?
。
(4)AgNO溶液的浓度(填增大、减小或不变。下同)3
,AgNO溶液的pH ,HSO溶液的浓度 324
,HSO溶液的pH 。 24 (5)若HSO溶液的质量分数由5.00%变为5.02%,24
则原有5.00%的HSO溶液为 g。 24
例3、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极板 b极板 x电极 Z溶液
锌 石墨 负极 A CuSO 4
石墨 石墨 负极 B NaOH
银 铁 正极 C AgNO 3
铜 石墨 负极 D CuCl 2
练习
飞向蓝天的恐龙练习非连续性文本练习把字句和被字句的转换练习呼风唤雨的世纪练习呼风唤雨的世纪课后练习
:
1、关于如图所示装置的叙述,正确的是
A. 铜是阳极,铜片上有气泡产生
B. 铜片质量逐渐减少
C. 电流从锌片经导线流向铜片
D. 氢离子在铜片表面被还原
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2、用惰性电极电解下列物质的溶液时,在阴极与阳极产生两种气体,其体积比为2:1的电解质溶液为 ( )
A、CuCl B、NaCl C、HSO D、CuSO 22443、用惰性电极电解下列物质的溶液时,PH明显降低的电解质溶液是 ( ) A、HCl B、NaOH C、NaCl D、HSO 24
4、用惰性电极电解NaCl与CuCl的混合溶液时,阴极上最先析出的是 ( ) 2
A、Cl B、Cu C、 O D、H 222
5、如右图所示的两个实验装置中,溶液的体积均为200mL,开始时电解质溶液的浓度均为0.1mol/L,工作一段时间后,测得导线中均通过0.02mol电子,若不考虑盐的水解和溶液体积的变化,则下列叙述中正确的是( )
A(产生气体的体积:?>?
B(溶液的pH变化:?增大,?不变
C(电极上析出物质的质量:?>?
—— D(电极反应式:?中阳极 2Cl,2e Cl? 2+—?中负极 2H+2e H? 2
6、如图所示装置,A为直流电源,a、b都是惰性电极,
A 通电一段时间后,b极附近溶液呈红色。下列说法中正确 yx
a的是 bPtC A(x是阳极,y是阴极
B(Pt电极的质量增加
C(a是正极,b是负极 CuCl溶液 滴有酚酞的NaCl溶液 2
D(CuCl溶液的pH值基本不变,U形管溶液pH值减小 2
7、关于电解NaCl水溶液,下列叙述正确的是
A(电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠
B(若在阳极附近的溶液中滴入KI试液,溶液呈棕色
C(若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液,溶液呈无色
D(电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,充分搅拌后溶液呈中性
8、金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,可用电解法制备高纯度的镍,
2,2,2,下列叙述正确的是(已知:氧化性Fe,Ni,Cu)
2,,A 阳极发生还原反应,其电极反应式:Ni,2e,Ni
B 电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等
2,2,C 电解后,溶液中存在的金属阳离子只有Fe和Zn
D 电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt
9、X、Y、Z、M代表四种金属元素。金属X和Z用导线连接放入稀硫酸中时,Z极上有H放出;2
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2+2+2+2+若电解Y和Z共存的溶液时,Y先析出;又知M的氧化性强于Y。则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为
A. X>Z>Y>M B. X>Y>Z>M C. M>Z>X>Y D. X>Z>M>Y
10、右图是电解CuCl溶液的装置,其中 2
c、d为石墨电极,则下列有关判断正确的是
为正极 A. a为负极,b
B. a为阳极,b为阴极
C. 电解过程中,d电极质量增加
D. 电解过程中,氯离子浓度不变
11、用惰性电极电解某溶液时,发现两极只有H和O生成,则电解一段时间后,若电解前后温度22
变化忽略不计,下列有关溶液叙述正确的有
?该溶液的pH可能增大 ?该溶液的pH可能减小 ?该溶液的pH可能不变 ?该溶液的浓度可能增大 ?该溶液的浓度可能不变
A(????? B(只有???? C(只有??? D(只有???
12、用两支惰性电极插入500mL AgNO溶液中,通电电解。当电解液的pH值从6.0变为3.0时(设3
电解阴极没有氢气析出,且电解液在电解前后体积变化可以忽略),则电极上析出的银的质量大约
为
A. 27mg B. 54mg C. 108mg D. 216mg
13、有下列三组电解池,电极均为惰性电极,实验通电时间和电流强度都相同。
?析出气体总体积最大的是 ,最小的是 。
?电解后两个烧杯中溶液pH值都增大的是 。
?电解后电极上有固体物质析出的是 。
?电解后有一个烧杯中溶液pH值不发生变化的是 。
?电解后有一个烧杯中溶液颜色有变化的是 。
、现有500mL饱和食盐水,其中含有少量NaOH,该溶液的pH为10,用石墨电极电解时,当阴极产生14
5.6L H(标准状况)时停止电解,此时溶液的pH约为: 2
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电解质溶液
,、“垃圾是放错了位置的资源”,应该分类回收(生活中废弃的铁锅、铝制易拉罐、铜导线等可以归为一类并加以回收,它们属于
A(氧化物 B(电解质 C(金属或合金 D(非电解质
,、下列物质的水溶液能导电,但属于非电解质的是
A.CHCHCOOH B.Cl C.NHHCO D.SO 322432
,、下列说法中不正确的是( )
A. 强酸、强碱、大多数盐、部分金属氧化物是强电解质,弱酸、弱碱都是弱电解质 B. 电解质溶液导电性的强弱跟单位体积溶液里自由移动的离子多少有关
C. 具有强极性共价键的化合物一定是强电解质
D. 只有酸、碱和盐才是电解质
,、把0.05 mol NaOH固体分别加入下列100mL溶液中,溶液的导电能力变化最小的是( ) A. 自来水 B. 0.5 mol•L-1盐酸 C. 0.5mol•L-1醋酸 D. 0.5 mol•L-1氯化铵溶液
,、为维持人体内电解质平衡,下列离子在人体大量出汗后应及时补充的是
2,,2,2, C(Na D(Fe A(Mg B(Ca
,1L,、将0.lmol?醋酸溶液加水稀释,下列说法正确的是
A(溶液中c(H+)和c(OH-)都减小 B(溶液中c(H+)增大
C(醋酸电离平衡向左移动 D(溶液的pH增大
,、在同浓度、同体积的NaOH溶液中分别加入等体积的盐酸和醋酸,溶液恰好呈中性。下列叙述正确的是( )
A. 盐酸和醋酸物质的量浓度相同 B. 醋酸的pH值小于盐酸
C. 醋酸的物质的量浓度大于盐酸 D. 醋酸的pH值等于盐酸
,、6.5g锌与足量2.0mol/L的硫酸溶液反应,如果要减慢反应的速率,但又不影响生成H的量, 2
以下措施不可行的是„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„( ) (((
A、加水稀释 B、加醋酸钠晶体 C、加氯化钠溶液 D、加胆矾晶体
,、下列操作会使HO的电离平衡向正方向移动,且所得溶液呈酸性的是 „„„„„( ) 2
A、向水中加入少量的NaHCO B、向水中加入少量的NaHSO 34
C、向水中加入NaCl并加热至100?,pH=6 D、向水中加少量的NHCl 4
,,,、等物质的量浓度的下列溶液中,NH 离子的浓度最大的是 4
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A(NHCl B(NHHCO C(NHHSO D(NHNO 4434443,,、根据有关化学原理,下列判断正确的是 „( )
A、80?时,NaSO 溶液的pH,7,则溶液呈酸性 24
B、若盐AB溶于水时溶液的温度降低,则AB一定发生了水解
C、若弱酸HA的酸性弱于弱酸HB,则同浓度钠盐溶液的碱性在相同条件下:NaA,NaB D、25?时,与同浓度的稀硫酸反应,锌粒的速率一定比铁粉快
,―,,、在某未知溶液中再溶入CHCOONa晶体,测得[Na]与[CHCOO]几乎相等,则原来的溶液33
可能是
A. HCl溶液 B. NaOH溶液 C. KCl溶液 D. KOH溶液
,,、下列叙述正确的是
,1-+A(0.1mol?L氨水中,c(OH) = c(NH) 4
,1,1B(10 mL 0.02mol?LHCl溶液与10 mL 0.02mol?LBa(OH)溶液充分混合,若混合后溶液的体积2
为20 mL,则溶液的pH=2
,1-+C(在0.1mol?LCHCOONa溶液中,c(OH)=c(CHCOOH),c(H) 33
,1+2--D(0.1mol?L某二元弱酸强碱盐NaHA溶液中,c(Na)=2c(A),c(HA),c(HA) 2
,,、已知同浓度酸的酸性:CHCOOH > HCO> HClO,相同条件下,测得 ?NaHCO?CHCOONa ?323 3 3NaClO 三种稀溶液的pH值相同,它们的物质的量浓度由大到小的顺序是( )
A. ??? B. ??? C. ??? D. ???
NaClO,,、根据右表提供的数据,判断在等浓度的、NaHCO混合溶液中,各种离子浓度关系3
正确的是
,,,A( ccc(HCO)(ClO)(OH),,3
,,,B( ccc(ClO)(HCO)(H),,3
,,C( cccc(HClO)(ClO)(HCO)(HCO),,,323
,,,,+D(ccccc(Na)(H)(HCO)(ClO)(OH),,,, 3
,,、在体积都为1L,pH都等于2的盐酸和醋酸溶液中,投入0.65g锌粒,则下图所示比较符合客观事实的是
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,,、下列叙述正确的是
A. 某醋酸溶液的PH, a,将此溶液稀释1倍后,溶液的PH, b,则a>b B. 在滴有酚酞溶液的氨水中,加入NHCL的溶液恰好无色,则此时溶液PH< 7 4-3-8C. 1.0×10mol/L盐酸的PH=3.0,1.0×10mol/L盐酸PH,8.0 D. 若1mL PH=1盐酸与100mL MaOH溶液混合后,溶液PH=7,则NaOH溶液的PH=11
,,、下列溶液中微粒浓度关系一定正确的是
,,A(氨水与氯化铵的pH=7的混合溶液中: c (Cl) ,c(NH) 4
,,,,,,B(pH=2的一元酸和pH=12的一元强碱等体积混合: OHH,,,,,
,1,,,2C(O.1 molL,的硫酸铵溶液中: c(NH)>c(SO) >c(H) 44
,1—+,D(0.1molL,的硫化钠溶液中: c(OH)=c(H),c (H S),c (HS) 2
+--12,,、某温度下重水中存在如下平衡:DO D + OD,DO的离子积常数为1.0x10,若pD= 22+-lg[D],该温度下有关分析正确的是( )
A(0.1molNaOD溶于重水制成1L溶液,pD = 11
B(将pD = 4的DCl的重水溶液稀释100倍,所得溶液pD = 6
C(向30mL 0.5mol/LNaOD的重水溶液稀释100倍,所得溶液的pD=6 --10D(pD=10的NaOD的重水溶液中,由重水电离出的[OD]为1x10mol/L
,,、0.1 mol / LKHSO和0.1 mol / L NaS溶液等体积混合后(无气体逸出),溶液能使pH试纸变42
蓝,则离子浓度关系正确的是
--+2-A.c(SO)> c(HS) >c(OH)> c(H) 4+++-B.c(Na)> c(K) >c(H)> c(OH)
+2-2--c(NaC.)= c(S)+c(HS)+c(SO) +c(HS) 24+++2-2--- D. c(Na)+ c(K)+ c(H)= c(SO)+ c(S)+ c(HS) +c(OH) 4
,,、室温下,下列溶液等体积混合后,所得溶液的pH一定大于7的是
A(0.1mol/L的盐酸和0.1mol/L的氢氧化钠溶液
B(0.1mol/L的盐酸和0.1mol/L的氢氧化钡溶液
C(pH,4的醋酸溶液和pH,10的氢氧化钠溶液
D(pH,4的盐酸和pH,l0的氨水
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,,、100mL0.1mol/L醋酸与50mL0.2mol/L氢氧化钠溶液混合,在所得溶液中
+--+A c(Na) ,c(CHCOO),c(OH), c(H) 3
+-+-B c(Na) ,c(CHCOO),c(H), c(OH) 3
+--+C c(Na) ,c(CHCOO),c(OH)= c(H) 3
+--+D c(Na) =c(CHCOO),c(OH), c(H) 3
,,、在相同温度时100mL 0.01mol/L的醋酸溶液与10mL 0.1mol/L的醋酸溶液相比较,下列数值前者大于后者的是
A 中和时所需NaOH的量 B 电离度
,C H的物质的量 D CHCOOH的物质的量 3
,2,,,、欲使0.1mol/L的NaHCO溶液中c(H)、c(CO)、c(HCO?)都减少,其方法是 333
A 通入二氧化碳气体 B 加入氢氧化钠固体
C 通入氯化氢气体 D 加入饱和石灰水溶液
,,、甲、乙两烧杯中分别装有相同体积、相同pH的氨水和NaOH溶液,各加入10mL 0(1 mol/L AlCl3溶液,两烧杯中都有沉淀生成。下列判断正确的是
A(甲中沉淀一定比乙中的多 B(甲中沉淀可能比乙中的多
C(甲中沉淀一定比乙中的少 D(甲中和乙中的沉淀可能一样多
,,、将0.1mol/L的醋酸钠溶液20mL与0.1mol/L盐酸10rnL混合后,溶液显酸性,则溶液中有关微粒的浓度关系正确的是
,,,A c (Ac),c (Cl),c (H),c (HAc) ,,,B c (Ac),c (Cl),c (HAc),c(H)
,,,C c (Ac),c (Cl),c (H),c (HAc)
,,,,,D c (Na),c (H),c (Ac),c (Cl),c (OH)
,,、已知室温时,0.1mo1/L某一元酸HA在水中有0.1,发生电离,下列叙述错误的是: ((
A(该溶液的pH=4
B(升高温度,溶液的pH增大
-7C(此酸的电离平衡常数约为1×10
++6D(由HA电离出的c(H)约为水电离出的c(H)的10倍
,,、下列溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是
,,2,1),c(SO),c(NHc(NaA(室温下,向0.01mol?LNHHSO溶液中滴加NaOH溶液至中性:4444
,,,),c(OH),c(H)
,,,,,1),c(OH),c(HCO),c(H)c(NaB(0.1mol?LNaHCO溶液: 33
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,,,),c(H),c(HCO),2c(HCO)c(OHC(NaCO溶液: 32323
,1COO c(CHD(25?时,pH=4.75、浓度均为0.1mol?L的CHCOOH、CHCOONa混合溶液:333
,,,),c(OH),c(CHCOOH),c(H) 3
,,、化合物SOCl是一种液态化合物,沸点为77?,在盛有10ml的锥形瓶中小心滴加8,10滴2
SOCl,可观察到剧烈水解反应,液面有白雾和带有刺激性气味的气体逸出,该气体可使滴有品2
红试液的滤纸褪色。轻轻振荡锥形瓶,等白雾消失后,往溶液中滴加AgNO溶液,有不溶于HNO33
的白色凝乳状沉淀析出。
(1)根据上述实验,写出SOCl和水反应的化学方程式 。 2
(2)AlCl溶液蒸干灼烧得不到无水AlCl,而用SOCl与AlCl?HO 混合共热,可得到无水AlCl,332323
其原因是