高中化学第1章专题讲座二电子守恒巧解电解计算题含解析鲁科版选修40906214
高中化学第1章第2节第2课时电解原理的应用课件鲁科版选修4

3.电解精炼(如电解精炼铜,杂质为铁、锌、金、银)。 (1)粗铜作阳极,电极反应 Cu-2e-===Cu2+;精铜作 阴极,电极反应 Cu2++2e-===Cu;电解质溶液 CuSO4 溶液。 (2)活泼性较强的铁、锌以离子形式进入溶液,活泼 性较差的金、银形成阳极泥。
2021/4/17
高中化学第1章第2节第2课时电解原理
17
的应用课件鲁科版选修4
[例] 用石墨棒作电极,在 Na+、Cu2+、Cl-、SO24-等
离子中选出适当离子组成电解质,电解其溶液,写出符 合条件的一种电解质的化学式:
(1) 当 阴 极 放 出 H2 , 阳 极 放 出 O2 时 , 电 解 质 是 ________________。
解析:惰性电极电解电解质溶液的类型有电解水型、 电解电解质型、放氢气生碱型和放氧气生酸型。再根据阴、 阳离子在电极的放电顺序判断。
(1)阴极有 H2 生成,阳极有 O2 生成,实质为电解水, 故电解质是活泼金属的含氧酸盐,即 Na2SO4。
(2)实质为放氧气生酸型,即电解质为不活泼金属的 含氧酸盐,即 CuSO4。
即时演练 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 Cl2 被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液,设 计了如图所示的装置。以下对电源电极名称和制得 消毒液的主要成分判断正确的是( ) A.a 为正极,b 为负极;NaClO 和 NaCl B.a 为负极,b 为正极;NaClO 和 NaCl C.a 为阳极,b 为阴极;HClO 和 NaCl D.a 为阴极,b 为阳极;HClO 和 NaCl 答案:B
2.如图所示是电解 CuCl2 溶液的装置,其中 c、d 为石墨电极。则下列有关判断正确的是( )
高中化学第1章化学反应与能量转化第2节第1课时电解的原理讲义+素养练(含解析)鲁科版选修4

第1课时电解的原理学业要求素养对接1.能分析、解释电解池的工作原理.2。
能设计简单的电解池。
1。
模型认知:电解池的构成条件和工作原理。
2。
创新意识:会设计电解池。
[知识梳理]知识点一、熔融氯化钠的电解1。
实验现象通电后,石墨片周围有气泡产生,铁片上生成银白色金属.2.实验分析(1)熔融的氯化钠中存在的微粒Cl-、Na+。
(2)通电后离子移动方向:Cl-向石墨电极移动,Na+向铁电极移动。
(3)电极上的电极反应:铁电极:2Na++2e-===2Na;石墨电极:2Cl--2e-===Cl2↑.3.实验结论熔融的氯化钠在电流作用下发生化学变化,分解生成Na__和__Cl2.从得失电子角度分析:铁电极上发生还原反应,石墨电极上发生氧化反应。
知识点二、电解原理1。
电解让直流电通过电解质溶液或熔融的电解质,而在两电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程叫做电解。
2.电解池(1)定义:将电能转化为化学能的装置。
(2)组成:与直流电源相连的两个固体电极;电解质溶液或熔融的电解质;形成闭合回路。
(3)电极名称与电极反应:阳极:与电源正极相连,溶液中阴离子移向此极,失去电子,发生氧化反应。
阴极:与电源负极相连,溶液中阳离子移向此极,得到电子,发生还原反应.(4)电子流向:电源负极→导线→电解池的阴极;电解池的阳极→导线→电源的正极。
(5)电解方程式:2NaCl__错误!2Na+Cl2↑。
[自我检测]1。
判断正误,正确的打“√",错误的打“×”(1)电解是把化学能转化为电能(×)(2)电解质溶液导电一定发生化学反应(√)(3)某些不能自发进行的氧化还原反应,通过电解可以实现(√)(4)任何溶液被电解时,必须导致氧化还原反应的发生(√)(5)电解、电离均需要通电才能实现(×)(6)电解质溶液的导电过程就是该溶液的电解过程(√)2.如图是电解熔融NaCl制备金属钠的装置示意图,下列有关判断正确的是()A。
高中化学第一章化学反应与能量转化第2节第1课时电解的原理作业含解析鲁科版选修

第1课时电解的原理一、选择题1.下列关于电解池中形成的闭合回路的叙述中,正确的是()A.电解池中的闭合回路仅是由电子的定向移动形成的B.金属导线中,电子从电源的负极流向电解池的阳极,从电解池的阴极流向电源的正极C.在电解质溶液中,阴离子向阴极移动,阳离子向阳极移动D.相同时间内,阳离子在阴极上得到的电子数与阴离子在阳极上失去的电子数相等解析:(1)电解池中的闭合回路由两部分组成:在金属导线和电极中由电子的定向移动搬运电荷,电解质中靠阴、阳离子的定向移动来导电。
(2)电子从电源的负极出发,流向电解池的阴极,在该电极上阳离子获得电子发生还原反应;与此同时,阴离子在阳极上失去电子发生氧化反应,失去的电子再从电解池的阳极流向电源的正极,从而在两部分导体中形成闭合回路。
(3)在电解质溶液或熔融的电解质中,阴离子向阳极移动,阳离子向阴极移动,根据电子的得失守恒,相同时间内,阳离子在阴极上得到的电子与阴离子在阳极上失去的电子数相等。
答案:D2.如图所示的装置能够组成电解池的是( )解析:本题考查电解池的形成条件,解题时根据电解池的形成条件一一对比判断。
构成电解池的条件:外加直流电源,连接固体电极材料,并且与电解质溶液或熔融的电解质构成闭合回路,D符合条件。
答案:D3.用石墨作电极电解CuSO4溶液.通电一段时间后,欲使电解液恢复到起始状态,应向溶液中加入适量的()A.CuSO4B.H2OC.CuO D.CuSO4·5H2O解析:石墨为惰性电极,电解CuSO4溶液时,阳极发生反应:4OH--4e-===2H2O+O2↑,阴极发生反应:2Cu2++4e-===2Cu,欲使电解液恢复到起始状态,可向溶液中加入适量的CuO.答案:C4.电解CuSO4溶液时,若要达到以下三个要求:①阳极质量减少;②阴极质量增加;③电解溶液中c(Cu2+)不变,则可选用的电极是()A.纯铜做阳极,含Zn、Ag的Cu合金做阴极B.含Zn、Ag的Cu合金做阳极,纯铜做阴极C.用纯铁做阳极,纯铜做阴极D.用石墨做阳极,用惰性电极(Pt)做阴极解析:A项中阳极:Cu-2e-===Cu2+,阴极:Cu2++2e-===Cu,电解过程中c(Cu2+)不变,符合题意;B项中当合金中的Zn失电子时,电解质溶液中c(Cu2+)减小;C项中阳极:Fe-2e-===Fe2+,阴极:Cu2++2e-===Cu,c(Cu2+)减小;D项中阳极:4OH--4e-===O2↑+2H2O,阴极:2Cu2++4e-===2Cu,c(Cu2+)减小。
鲁科版高中化学选修四课件:第1章 微专题突破1 电解池定量计算的常用方法(16页)

2.用石墨电极电解 100 mL H2SO4 和 CuSO4 的混合溶液,通电
一段时间后,两极均收集到 2.24 L 气体(标准状况),原混合溶液
中 Cu2+的物质的量浓度为( )
A.1 mol·L-1
B.2 mol·L-1
C.3 mol·L-1
D.4 mol·L-1
解析:选 A。根据题给信息可知,阴极上首先发生反应 Cu2++2e-===Cu, 然后发生反应 2H++2e-===H2↑;阳极上发生反应 2H2O-4e- ===4H++O2↑。因为在阴极上收集到 H2,则说明溶液中 Cu2+已 完全放电,根据得失电子守恒计算,阴极上放出 0.1 mol H2 需要 0.2 mol 电子,阳极失去 0.4 mol 电子放出 0.1 mol O2,所以阴极上 有 0.1 mol Cu2+放电得到 0.2 mol 电子,则原混合溶液中 c(Cu2+) =00.1.1mLol=1 mol·L-1。
(3)根据关系式计算 根据得失电子守恒关系建立起已知量与未知量之间的桥梁,构 建计算所需的关系式。如以通过 4 mol e-为桥梁可构建如下关系 式:
(式中 M 为金属,n 为其离子的化合价数值) 该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值,熟记电极反应式, 灵活运用该关系式便能快速解答常见的电化NO3、0.4 mol Cu(NO3)2 和 0.6 mol KCl 溶于水 配制成 100 mL 溶液,用惰性电极电解一段时间后,在一极上析
出 0.3 mol Cu,此时在另一极上生成的气体体积(标准状况)为
() A.4.48 L
B.5.6 L
C.6.7 L
6、“教学的艺术不在于传授本领,而在于激励、唤醒、鼓舞”。2022年4月2022/4/162022/4/162022/4/164/16/2022 •7、不能把小孩子的精神世界变成单纯学习知识。如果我们力求使儿童的全部精神力量都专注到功课上去,他的生活就会变得不堪忍 受。他不仅应该是一个学生,而且首先应该是一个有多方面兴趣、要求和愿望的人。2022/4/162022/4/16April 16, 2022 •8、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心,这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进,不知自勉,任何教育者就都不 能在他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方,儿童才会产生上进心。 2022/4/162022/4/162022/4/162022/4/16
高中化学鲁科版选修四 第1章第2节第1课时 电解的原理 作业2 Word版含解析

知能演练轻松闯关[基础温故]1.下列叙述中正确的是()①电解池是既能将化学能转变成电能又能将电能转变成化学能的装置②金属和石墨导电均为物理变化,电解质溶液导电是化学变化③不能自发进行的氧化还原反应,通过电解有可能实现A.①②③B.只有②③C.只有①③D.只有③解析:选B。
电解池是只能将电能转化为化学能的装置,①错;金属和石墨导电是自由电子在电场作用下定向移动,电解质溶液导电时两极上均有离子放电,是化学变化,②对;电解可强制氧化还原反应发生,③对。
2.某同学为了使反应2HCl+2Ag===2AgCl+H2↑能进行,设计了如图所示的四个实验,你认为可行的方案是()解析:选C。
根据金属的活动性顺序,Ag不能置换盐酸中的氢,因此要实现2Ag+2HCl===2AgCl+H2↑,应用电解法,在上述反应中,Ag失电子发生氧化反应,故Ag做阳极,与电源的正极相连,结合四个装置,其可行的方案是C。
3.如图所示为某学生设计的一个“黑笔写红字”的趣味实验。
滤纸先用硫酸钠、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“嫦娥奔月”,会出现红色字迹。
据此,下列叙述正确的是()A.铅笔端做阴极,铂片端发生还原反应B.铅笔端有少量钠生成C.硫酸钠溶液不可以用硝酸钾溶液代替D.铂片端发生电极反应:4OH--4e-===2H2O+O2↑解析:选D。
根据图示知,铅笔端为阴极,铂片端为阳极,发生氧化反应。
在硫酸钠溶液中存在电离反应式:Na 2SO4===2Na++SO2-4,H2O H++OH-,在阳极(铂片端),失电子能力:OH->SO2-4,电极反应式:4OH--4e-===2H2O+O2↑;阴极(铅笔端),得电子能力:H+>Na+,电极反应式:4H++4e-===2H2↑,铅笔端OH-浓度增大,呈碱性,使含酚酞的滤纸变红色。
此反应实质是电解水,硫酸钠溶液可以用硝酸钠、硝酸钾溶液代替。
4.用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为1∶3的CuSO4和NaCl的混合溶液,可能发生的反应有( )①2Cu 2++2H 2O=====通电2Cu +4H ++O 2↑ ②Cu 2++2Cl -=====通电Cu +Cl 2↑ ③2Cl -+2H 2O=====通电2OH -+H 2↑+Cl 2↑④2H 2O=====通电2H 2↑+O 2↑A .①②③B .①②④C .②③④D .②④解析:选C 。
化学鲁科版选修4同步学案:第1章 第2节 第2课时 电解原理的应用 Word版含解析

第2课时 电解原理的应用学习目标:1.运用电解原理分析电解食盐水、铜的电解精炼,以及电镀的内容。
(重点)2.了解电解原理的应用方法,并进一步体会电解对人类社会的重要贡献。
[自 主 预 习·探 新 知]1.电解食盐水制备烧碱、氢气和氯气(1)装置(2)现象 ①阳极上:产生黄绿色气体。
②阴极上:产生无色气体,溶液变红色。
(3)原理分析及电极反应电解时,Cl -、OH -移向阳极,Na +、H +移向阴极。
①阳极离子放电顺序:Cl ->OH -。
电极反应:2Cl --2e -===Cl 2↑,氧化反应。
②阴极离子放电顺序:H +>Na +。
电极反应:2H ++2e -===H 2↑,还原反应。
(4)电池反应化学方程式 2NaCl +2H 2O=====通电2NaOH +Cl 2↑+H 2↑。
离子方程式:2Cl -+2H 2O=====通电2OH -+Cl 2↑+H 2↑。
微点拨:氯碱工业中,为避免电解产物H 2与Cl 2、Cl 2与NaOH 的反应,常用阳离子交换膜将两极溶液分开,阳离子能通过阳离子交换膜,阴离子不能通过。
2.铜的电解精炼(1)装置(2)粗铜成分①主要成分:Cu。
②杂质金属:比铜活泼的有Zn、Fe、Ni等。
比铜不活泼的有Ag、Pt、Au等。
(3)电极反应微点拨:(1)粗铜中含Zn、Fe、Ag等杂质,同时间段内两电极改变的质量不相等,但两电极通过的电量相等。
(2)电解过程中,阴离子浓度不变,Cu2+浓度减小,Fe2+、Zn2+、Ni2+浓度增大。
3.电镀(1)定义:应用电解原理,在金属表面镀上一薄层金属或合金的方法。
(2)目的:增强金属的抗腐蚀能力、耐磨性或改善金属制品的外观。
(3)根据电解原理,设计在铁钉上镀铜的实验方案微点拨:电镀的特点:“一多、一少、一不变”。
(1)一多:是指阴极上有镀层金属沉积;(2)一少:是指阳极上有镀层金属溶解;(3)一不变:是指电镀后,电解质溶液中的离子浓度保持不变。
2019年高中化学第1章第2节第1课时电解的原理练习(含解析)鲁科版选修4

电解的原理1.下列说法中错误的是( )A.电解质的导电过程是化学变化,而金属的导电是物理变化B.电解质溶液导电的过程,就是电解质被电解的过程C.电解质在任何条件下均可以导电D.电解质溶液导电过程中一定有新物质生成答案:C2.用含有少量银和锌的粗铜做阳极,纯铜片做阴极,CuSO4溶液作电解液,电解一段时间后,阳极减少的Cu的质量为m g,则( )A.电解液质量增加m gB.阴极质量增加a g,a>mC.阴极质量增加m gD.阴极质量增加b g,b<m解析:阳极溶液的金属有Zn、Cu,阴极只析出Cu。
因为阴、阳两极转移的电子数相等,故可判断阳极溶解的Cu的质量(质量减少)比阴极析出的Cu的质量(质量增加)小。
答案:B3.用惰性电极电解下列溶液,一段时间后,再加入一定量的另一种物质(括号内物质),电解质溶液基本不变的是( )A.CuCl2(CuSO4) B.NaOH(NaOH)C.NaCl(HCl) D.CuSO4[Cu(OH)2]答案:C4.用Pt电极电解含有Cu2+和X3+各0.1 mol的溶液,阴极析出固体物质的质量m(g)与电路中通过电子的物质的量n(mol)的关系如图所示。
则离子的氧化能力由大到小排列正确的是( )A.Cu2+>X3+>H+B.H+>X3+>Cu2+C.X3+>Cu2+>H+D.Cu2+>H+>X3+解析:本题的解题信息在图象中:开始通电就有固体析出,且通过0.2 mol e-后,再没有固体析出了,说明是Cu2+放电的结果,X3+不放电,故答案应为D。
答案:D5.如图所示,x、y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增大,b极板处有无色无味的气体放出。
符合这一情况的是( )y为电源正极,参考各个选项知,A、B、D项符合,排除C项。
A项,电解时a极有Cu附着,b极有O2放出,符合题意;B项,电解时a极无质量变化,不符合题意;D项,电解时Cl-在阳极放电生成Cl2,Cl2为黄绿色有刺激性气味的气体,不符合题意。
2019高中化学 第1章第2节 电能转化为化学能——电解 第1课时 电解的原理作业3 鲁科版选修4

第1课时电解的原理1.下列关于电解池的叙述中,不正确的是( )A.与电源正极相连的是电解池的阴极B.电解池是电能转化为化学能的装置C.溶液中的阳离子移向阴极D.在电解池的阳极发生氧化反应解析:选A。
与电源正极相连的是电解池的阳极,与负极相连的是电解池的阴极。
2.如图所示为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。
通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴紫色石蕊试液。
下列实验现象中正确的是( )A.逸出气体的体积,a电极的小于b电极的B.一电极逸出无味气体,另一电极逸出刺激性气味气体C.a电极附近溶液呈红色,b电极附近溶液呈蓝色D.a电极附近溶液呈蓝色,b电极附近溶液呈红色解析:选D。
根据电池可判断出a是阴极,b是阳极。
在a极H+放电生成H2,a极附近OH-增多,溶液显蓝色;在b极OH-放电生成O2,b极附近H+增多,溶液显红色。
3.用惰性电极电解某溶液时,发现两极只有H2和O2生成,若电解前后温度变化忽略不计,则电解一段时间后,下列有关溶液的叙述正确的是( )①该溶液的pH可能增大②该溶液的pH可能减小③该溶液的pH可能不变④该溶液的浓度可能增大⑤该溶液的浓度可能不变A.①②③④⑤ B.只有①②④C.只有①③⑤ D.只有②③④解析:选A。
电极产物只有H2和O2生成,说明实质上是电解水。
若原溶液为酸性,则pH减小;若原溶液为碱性,pH增大;若原溶液为中性,pH不变。
4.如图是电解CuCl2溶液的装置,其中c、d为石墨电极,则下列有关判断正确的是( )A.a为负极,b为正极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Cl-浓度不变解析:选C。
本题考查对电解池的组成的理解。
电子从电源负极流向阴极,又从阳极流回电源正极,电流方向与之相反,因此a为电源正极,b为负极,则c为阳极,d为阴极,Cu2+在阴极得电子生成Cu,d电极质量增加;Cl-在阳极失电子生成Cl2,Cl-浓度减小,答案选C。
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高中化学第1章专题讲座二电子守恒巧解电解计算题含解
析鲁科版选修40906214
1.计算的原则。
(1)阳极失去的电子数=阴极得到的电子数。
(2)串联电路中通过各电解池的电子总数相等。
(3)电源输出的电子总数和电解池中转移的电子总数相等。
2.计算的方法。
(1)根据电子守恒法计算:用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算,其依据是电路上转移的电子数相等。
(2)根据总反应式计算:先写出电极反应式,再写出总反应式,最后根据总反应式列比例式计算。
(3)根据关系式计算:根据得失电子守恒的关系建立已知量与未知量之间的桥梁,建立计算所需的关系式。
如4e -~4Ag ~2Cu ~2Cl 2~2H 2~O 2~4H +~4OH -。
3.计算步骤。
首先要正确书写电极反应式(要特别注意阳极材料)。
其次注意溶液中有多种离子共存时,要根据离子放电顺序确定离子放电的先后。
最后根据得失电子守恒进行相关计算。
4.常考的题型。
(1)电子守恒在电解计算中的应用。
(2)计算电解后溶液中的离子浓度。
(3)计算电解质溶液的pH 。
(4)计算电解后析出的固体的质量。
(5)串联电路中的物质关系。
[练习]________________________________________ 1.用惰性电极电解M(NO 3)x 的水溶液,当阴极上增重a g 时,在阳极上同时产生b L 氧气(标准状况),从而可知M 的相对原子质量是( )
A.22.4ax b
B.
11.2ax b C.5.6ax b D.2.5ax b
解析:生成b L O 2转移电子为b ×422.4 mol ,据电子守恒得到M 的物质的量为:4b 22.4x
mol =b
5.6x mol ,则M 的摩尔质量为a g ÷b 5.6x mol =5.6xa b g ·mol -1,M 的相对原子量为5.6ax b。
答案:C
2.500 mL NaNO3和Cu(NO3)2混合溶液中c(NO-3)=6 mol·L-1,用石墨做电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到气体22.4 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+)=6 mol·L-1
B.电解后溶液中c(H+)=4 mol·L-1
C.上述电解过程中共转移8 mol电子
D.电解后得到的Cu的物质的量为2 mol
解析:石墨作电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到22.4 L气体(标准状
况),n(O2)=22.4 L
22.4 L·mol-1
=1 mol,
阳极发生4OH--4e-===O2↑+2H2O,
4 mol 1 mol
阴极发生Cu2++2e-===Cu、2H++2e-===H2↑,
1 mol
2 mol 1 mol 2 mol 1 mol
A.[Cu2+]=2 mol·L-1,由电荷守恒可以知道,原混合溶液中[Na+]为6 mol·L-1-2 mol·L
-1×2=2 mol·L-1,故A错误;B.电解后溶液中[H+]为4 mol-2 mol
0.5 L
=4 mol·L-1,所以B
选项是正确的;C.由上述分析可以知道,电解过程中转移电子总数为4N A,故C错误;D.电计算得出到的Cu的物质的量为1 mol,故D错误。
答案:B
3.把分别盛有熔融的KCl、MgCl2、Al2O3的三个电解槽串联,在一定条件下通电一段时间后,析出钾、镁、铝的物质的量之比为( )
A.1∶2∶3 B.3∶2∶1
C.6∶3∶1 D.6∶3∶2
解析:该题考查了电解中转移电子的物质的量与析出金属的化合价及物质的量的关系。
在KCl、MgCl2、Al2O3中K、Mg、Al分别为+1价、+2价、+3价,在串联电路中,相同时间通过的电量相同,当都通过6 mol电子时,析出K、Mg、Al的物质的量分别为6 mol、3 mol、2 mol,则n(K)∶n(Mg)∶n(Al)=6∶3∶2。
答案:D
4.将两支惰性电极插入CuSO4溶液中,通电电解。
(1)当有 1.0×10-3 mol的OH-放电时,溶液显浅蓝色,则在阴极上析出铜的质量是________。
(2)若溶液的体积为1 L,忽略溶液体积变化,在标准状况下放出5.6 mL O2时,溶液的pH是________。
解析:(1)用惰性电极电解CuSO4溶液时,电极反应式为阴极:2Cu2++4e-===2Cu,阳极:
4OH --4e -===O 2↑+2H 2O 。
当有1.0×10-3 mol 的OH -
放电时,生成标准状况下的O 2为5.6 mL ,此时转移电子为1.0×10-3 mol ,则在阴极上析出Cu 为0.032 g 。
(2)阳极:
4OH --4e -===2H 2O +O 2↑
4 mol 1 mol
n 5.6×10-3 L 22.4 L·mol -1 n =1.0×10-3 mol ,即消耗1.0×10-3 mol OH -,生成1.0×10-3 mol H +
则[H +]=1.0×10-3
mol 1 L =1.0×10-3 mol·L -1 pH =-lg[H +]=-lg(1.0×10-3
)=3。
答案:(1)0.032 g (2)3。