高三化学电解和电解池基础知识精讲

高三化学电解和电解池基础知识精讲【基础知识精讲】 一、电解和电解池(1)电解和电解池的构成①电极 在图4－1所示的装置中，与电源负极相连的石墨棒称做阴极，与电源正极相连的石墨棒称为阳极．阴极和阳极都叫做电极．一些金属(如铂、银、铜、铁、锌等)也可以用来作电极，但发生的反应可能不相同．由于石墨棒和金属铂既不能得到电子又不能失去电子，这些物质作电极称为惰性电极．②电解池的构成 图4－1所示装置是电解池．由此可知，电解池必须由四部分构成：阴极、电源、电解质溶液、阳极．③电极上的反应和总反应 按图4－1所示的装置接通电源后，阴极(左边的石墨棒)上有铜生成，阳极(右边的石墨棒)上有2Cl 生成．这是为什么呢？在2CuCl 溶液中，2CuCl 电离出-+Cl Cu 2和，O H 2电离出-+OH H 和．通电后，在电场的作用下，这些自由移动的离子改作定向移动，即++H Cu 2和向阴极移动，--OH Cl 和向阳极移动．在阳极，由于--OH Cl 比容易失去电子，所以在电源的强迫下，-Cl 把电子交给阳极而成为Cl 原子，2个Cl 原子再构成一个2Cl 分子，2Cl 分子再构成氯气．所以，-Cl 在阳极发生氧化反应而生成2Cl ．在阴极，由于电源把电子推到了阴极，又由于++H Cu 2比的氧化性强(++H Cu 2比容易获得电子)，所以，+2Cu 在阴极上获得了电子成为Cu 原子而沉积在阴极上．即+2Cu 在阴极发生还原反应而生成Cu ．阳极：↑====---2Cl e 2Cl 2(氧化反应) 阴极：Cu e 2Cu 2====+-+(还原反应)总反应：或↑+22Cl Cu CuCl 电解④电解 2CuCl 分解生成铜和氯气在通常条件是不会发生的，在电解池中之所以能发生，是因为受到电源的强迫．我们把这种由电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解．电解要消耗电能，这些电能被转变为化学能．因此，电解池就是将电能转变为化学能的装置．电解池是一种用电器．(2)电解池的工作原理电解池中是自由电子和自由移动的离子共同传导电流．电子从阳极流向电源正极(电源正极发生还原反应)，电子从电源负极流向阴极(电源负极发生氧化反应)；电解质溶液中，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动；阳离子在阴极得到电子发生还原反应，阴离子(或作阳极的金属)在阳极失去电子发生氧化反应．由此可知，电解质溶液导电的过程就是电解的过程，属于化学变化．而金属导电过程属于物理变化．另外，电路中电子流动的方向与电流的方向相反，即电流的方向是：从电源正极流向阳极，从阴极流向电源负极．我们再来理解电解池中电源的作用．大家都知道，水自发地从高处流向低处，要使水从低处流向高处，必须使用抽水机和消耗能量，这些能量转变为水的重力势能．电解池中电源就相当“抽水机”，例如，在图4－1所示的电解池中，电源把-Cl 的电子“抽”出来，交给+2Cu ，即电子从-Cl 转移到+2Cu ，这显然不是电子的自发流动过程，故要消耗电能，电能被转化为化学能．(3)电解池和原电池的比较电解池原电池将电能转化为化学能的装置将化学能转化为电能的装置 由阴极、电解质溶液、电源、阳极构成 由负极、电解质溶液、正极构成 在阳极上发生氧化反应 在负极上发生氧化反应 在阴极上发生还原反应 在正极上发生还原反应 受迫氧化还原反应自发氧化还原反应例 根据图4－2，用电解池、原电池填空．(1)闭合1S ，装置属于________________________________． (2)闭合2S ，装置属于________________________________． (3)闭合3S ，装置属于________________________________． 分析与解答闭合21S S 或时，Zn 片上和Cu 片上的反应分别为： Zn 片：+-====-2Zn e 2Zn (负极) Cu 片：↑====+-+2H e 2H 2(正极) 总反应：↑+====+++22H Zn H 2Zn 所以，装置属于原电池．闭合3S 时，Zn 片上和Cu 片上的反应分别为： Zn 片：↑====+-+2H e 2H 2 Cu 片：+-====-2Cu e 2Cu总反应：↑++++22H Cu H 2Cu 电解 此反应在通常条件下不能自发进行，所以装置属于电解池．答案 (1)原电池 (2)原电池 (3)电解池二、电极反应和溶液中离子的得失电子顺序在书写电极反应式时，首先要考虑的问题是：当溶液中有几种阳离子时，是哪种阳离子在阴极得到电子？得电子的先后顺序如何？当溶液中有几种阴离子时，是哪种阴离子在阳极失去电子？是阴离子失去电子还是电极材料失去电子？失去电子的先后顺序如何？因此，在阴极要比较各种阳离子的氧化能力，氧化性强的阳离子先得电子．其顺序是：氧化性：+++++>>>>222Zn Fe H Cu Ag在阳极要比较阴离子和电极材料的还原能力，还原性强的先失电子．其顺序是：还原性：-->>>OH Cl Ag Cu注意：(1)活泼金属离子+++++322Al Mg Na Ca K 、、、、在溶液中不会得到电子．(2)----32324NO CO SO F 、、和等不会失去电子．(3)当)H (C )Zn (c 2++>>或)H (c )Fe (c 2++>>时，++22Fe Zn 和先得电子而+H 后得电子．(4)石墨和金属铂是惰性电极，不会得失电子．例 用惰性电极电解稀硫酸、NaOH 溶液、NaCl 溶液、4CuSO 溶液，试写出各电极反应式和总反应化学方程式． 分析与解答在稀硫酸中存在--+OH SO H 24、、，通电后，+H 向阴极移动并在阴极得到电子被还原成氢原子，两个氢原子构成一个氢分子，氢分子再构成氢气．--OH SO 24和向阳极移动，-24SO 不失去电子，-OH 在阳极失去电子被氧化后生成2O ．由于稀硫酸中-OH 很少，-OH 发生氧化反应后，O H 2的电离平衡向电离方向移动，又电离出+-H OH 和．在NaOH 溶液中存在+-+H OH Na 、、，通电后，-OH 向阳极移动并在阳极失去电子被氧化生成2O ．++Na H 和向阴极移动，+Na 不得电子，+H 得到电子被还原生成2H ．由于NaOH 溶液中+H 很少，+H 发生还原反应后，O H 2的电离平衡向电离方向移动，又电离出-+OH H 和．答案电解稀硫酸，图4－3所示．阴极：↑====+-+2H 2e 4H 4 阳极：O H 2O e 4OH 422+↑====---总反应：↑+↑222O H 2O H 2电解电解NaOH 溶液，图4－4所示．阳极：O H 2O e 4OH 422+↑====--- 阴极：↑====+-+2H 2e4H 4总反应：↑+↑222O H 2O H 2电解由此可知，电解稀硫酸和电解NaOH 溶液实际是电解水．强电解质42SO H 和NaOH 起导电作用，减小电阻，减小热效应，使更多的电能转化为化学能[E(电能)＝E(化学能)+Rt I 2]．电解NaCI 溶液，图4－5所示．阳极：↑====---2Cl e 2Cl 2 阴极：↑====+-+2H e 2H 2总反应：--+↑+↑+OH 2H Cl O H 2Cl 2222电解 或 NaOH 2H Cl O H 2NaCl 2222+↑+↑+电解2Cl 在阳极生成，被称做阳极产物；2H 和NaOH 则为阴极产物．电解4CuSO 溶液，图4－6所示．阴极：Cu 2e 4Cu 22====+-+ 阳极：O H 2O e 4OH 422+↑====---总反应：+++↑++H 4O Cu 2O H 2Cu 2222电解或 42224SO H 2O Cu 2O H 2CuSO 2+↑++电解三、酸碱盐水溶液的电解规律根据上述范例和类题，若采用惰性电极电解酸碱盐的水溶液，则有下述四点规律． (1)电解无氧酸或不活泼金属无氧酸盐的水溶液时，其实就是电解质发生分解反应．例如：↑+↑22Cl H HCl 2电解 ↑+22Cl Cu CuCl 电解(2)电解某些强含氧酸、强碱、某些活泼金属含氧酸盐的水溶液时，实际上是电解水．例如，电解32342342CO Na KNO SO Na NaOH KOH HNO SO H 、、、、、、等物质的水溶液，就属于此种情况．(3)电解活泼金属无氧酸盐的水溶液时，例如，电解NaCl 、KBr 、2BaCl 等物质的水溶液，电解质和水都参加反应，阳极产物是非金属单质，阴极产物是2H 同时生成碱(-OH )．NaOH 2H Cl O H 2NaCl 2222+↑+↑+电解(4)电解某些不活泼金属含氧酸盐的水溶液时，例如，电解2334)NO (Cu AgNO CuSO 、、等物质的水溶液，电解质和水都参加反应，阴极产物是不活泼金属单质，阳极产物是2O 同时生成酸(+H )．42224SO H 2O Cu 2O H 2CuSO 2+↑++电解注意：上述规律的本质是离子在电极上的得失电子规律．例 采用惰性电极，电解符合下列各问题的电解质的水溶液，请从-++++--Cl Ag Ba Cu H SO NO 22243、、、、、、等离子中，选出适当的离子组合成符合要求的电解质．(1)两极分别放出22O H 和，电解质的化学式是_______________，阴极反应式是_______________，阳极反应式是_______________．(2)阴极析出金属，阳极析出2O ，电解质的化学式是_______________；电解的化学方程式是______________________________．(3)两极分别放出气体，且体积为1∶1，电解质的化学式是_______________，电解的化学方程式是______________________________．分析与解答(1)要求是酸碱盐水溶液的电解规律中第二点中的电解质；(2)是第四点中的电解质；(3)是第三点中的电解质或第一点中的电解质．答案(1)34223HNO SO H )NO (Ba 、、↑====+-+2H e 2H 2 O H 2O e 4OH 422+↑====---(2)4323CuSO AgNO )NO (Cu 、、32223HNO 4O Cu 2O H 2)NO (Cu 2+↑++电解； 3223HNO 4O Ag 4O H 2AgNO 4+↑++电解； 42224SO H 2O Cu 2O H 2CuSO 2+↑++电解(3)HCl BaCl 2、22222)OH (Ba H Cl O H 2BaCl +↑+↑+电解 ↑+↑22Cl H HCl 电解四、根据电解原理的计算在电解过程中，同一时间内两极上得失电子的数目相等．这一规律被称为电荷守恒规律．在有关电解原理的计算中，常用的简便方法就是电荷守恒法．例1 用碳棒作阳极，Cu 片作阴极，电解1L 0.1mol/L 的3AgNO 溶液，当阴极质量增加2.16g 时，计算阳极析出的气体在标准状况下的体积．分析与解答阴极析出2.16g 是Ag ，其物质的量为0.02mol ．由于每生成1 mol Ag 需得到1mol 电子，所以，生成0.02molAg 要得到0.02mol 电子．设阳极析出的2O 的体积在标准状况下为V ，则2O 的物质的量为mol/L 4.22V．由于每生成1mol 2O 失去4mol 电子，所以，生成mol /L 4.22V 2O 要失去4mol/L 4.22V⨯电子．根据电荷守恒法，则有：4mol /L 4.22Vmol 10816.2⨯= V ＝0.112L答案 生成的2O 在标准状况下为0.112L例2 将含有0.4mol 23)NO (Cu 和0.4molKCl 的水溶液用惰性电极电解一段时间后，在一个电极上析出0.3molCu ，此时在另一个电极上放出气体的体积约为(标准状况)( ) A ．5.6 L B ．6.72 L C ．2.8 L D ．13.44 L 分析与解答在23)NO (Cu 和KCl 的混合溶液中，存在-+-+-+OH H Cl K NO Cu 32、、、、、．电解时，阴极上先析出Cu 后析出2H ，阳极上先析出2Cl 后析出2O ．当有0.3molCu 析出时，得到或失去的电子为0.6mol ，则0.4mol -Cl 已全部氧化而失去0.4mol 电子，还有0.2mol 电子由-OH 失去，故有2O 生成．22O Cl 和的体积分别为：L 48.4mol /L 4.2221mol 4.0)Cl (V 2=⨯⨯=L 12.1mol /L 4.2241mol 2.0)O (V 2=⨯⨯=所以，阳极共析出气体5.6L 答案 A五、电解原理的应用利用电解原理，能精炼铜和电镀铜．利用电解原理，能冶炼活泼金属．在金属活动性顺序中，钾、钙、钠、镁、铝等金属的还原性很强，这些金属都很容易失去电子，它们的阳离子的氧化性很弱，很难被还原剂还原．因此，只能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来制取它们．↑+2Cl Na 2NaCl2高温熔融电解↑+22Cl Mg MgCl 高温熔融电解↑+232O 3Al 4O Al 2高温熔融电解利用电解原理，能制取充电电池和防止金属腐蚀． 例 氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉镍电池．氢镍电池的总反应式是．根据此反应式判断，下列叙述中正确的是( )A ．电池放电时，电池负极周围溶液的pH 不断增大B ．电池放电时，镍元素被氧化C ．电池充电时，氢元素被还原D ．电池放电时，2H 是负极 分析与解答放电时，负极：+-====-H 2e 2H 2，pH 下降；正极：--+====++OH 2)OH (Ni 2O H 2e 2)OH (NiO 222，镍元素被还原，pH 上升．充电时，阴极：2H e 2H 2====+-+，阳极：O H 2)OH (NiO 2OH 2e 2)OH (Ni 222+====+---．答案 CD【重点难点提示】1．电解原理：电极反应、放电顺序等． 2．电镀铜和电解精炼铜．【典型例题分析】例1 银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充放电过程可以表示为：，在此电池放电时，负极上发生反应的物质是( )A ．AgB ．2)(OH ZnC ．O Ag 2D ．Zn分析与解答 D解析 本题以新型电池，并且是可逆电池为背景材料，考查原电池的基本概念和原理．题中设问为“……放电时……”，故只能从O Ag 2和Zn 中选择，在放电时，该装置为原电池，负极上的反应是：还原剂失电子，分析O Ag 2、Zn 反应前后元素化合价的变化情况，可知Zn 是还原剂，在负极上反应，故选D ．原电池反应、电解反应集中在一个反应上，那就是此类的可逆电池，充电时，相当于电解池，发生电解反应；放电时，相当于原电池，发生原电池反应．并且这也是原电池、电解池原理的重要的实际应用，所以应该认真研究此类问题：(1)根据所给总反应，判断电极上反应的物质以及电极反应式． 放电时：原电池负极(Zn)：+-++-H OH Zn O H e Zn 2)(2222或2)(22OH Zn OH e Zn --+-正极(O Ag 2)：--+++OH Ag O H e O Ag 22222充电时：电解池阳极(Ag)：O H O Ag OH e Ag 22222++--- 阴极(2)(OH Zn )：--++OH Zn e OH Zn 22)(2(2)根据所给总反应，判断电解质溶液的酸性、碱性情况．由于该反应中2)(OH Zn ，O Ag 2均为碱性物质，故该电池为碱性电池．例2 (1996年高考试题)实验室用铅蓄电池电解饱和食盐水制取氯气，已知铅蓄电池放电时发生反应：负极：4242PbSO e SO Pb ---+正极：O H PbSO e SO H PbO 24242224++++--+当制得0.050mol 2Cl 时，电池内消耗42SO H 的物质的量至少是( )A ．0.025molB ．0.050molC ．0.100molD ．0.200mol 分析与解答 C解析 本题考查电解时“电子守恒”关系的应用．由于所提供的背景材料对考生来说属新且难．所以对于正确的解答此题设置了心理障碍．在电解池中产生0.050mol 2Cl ，222Cl e Cl ---，转移电子为0.100mol ，此电子应由原电池(铅蓄电池)提供，将两个电极反应式相加，得到电池的总反应式，再根据电子转移数与42SO H 的关系即可求解．关系式：422_________2SO H e -0.100mol 0.100mol注意 两电极反应式相加时，必须失得电子数相等．例3 (1993年上海高考试题)下列叙述正确的是( )①锌跟稀硫酸反应制取氢气，加入少量硫酸铜能加快反应速率②镀层破坏后，白铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易腐蚀③电镀时，应把镀件置于电解槽的阴极④冶炼铝时，把氧化铝加入液态冰晶石中成熔融体后电解⑤钢铁表面常易锈蚀生成O nH O Fe 232⋅A ．①②③④⑤B ．①③④⑤C ．①③⑤②D ．②④分析与解答 B解析 本题涉及的均是电化学的基本知识． ①正确．++++22Zn Cu Cu Zn ，42——SO H Zn Cu 构成无数微小原电池，加快了反应速率．其依据是通过原电池来完成氧化还原反应时，反应速率比原来快．②错误．白铁破损后，Zn 作负极被氧化，Fe 作正极被保护．而马口铁破损后，还原性Fe ＞Sn ，Sn 作正极，Fe 作负极被腐蚀．所以马口铁比白铁更易被腐蚀．③正确．电镀是电解原理的应用．金属离子(镀层金属)必须在镀件上得电子而析出，所以镀件作阴极，镀层金属作阳极．注意：当金属作阳极时(除Pt 、Au 外)，均本身失去电子而溶解．所以在选择电极时，一定要根据电解目的选择合适的电极材料，特别是阳极的材料．④正确．由于32O Al 的熔点很高，为了降低其熔点，采用了冰晶石．⑤正确．铁发生吸氧腐蚀，最终被2O 氧化成O nH O Fe 232⋅．例4 (1991年高考试题)用两支惰性电极插入500mL 3AgNO 溶液中，通电电解，当电解液的pH 从6.0变为3.0时(设阴极没有2H 放出，且电解液的体积不变)，电极上应析出银的质量是( )A ．27mgB ．54mgC ．108mgD ．216mg分析与解答 B 解析 本题是高考热点题，要求考生不仅要熟练掌握3AgNO ，4CuSO ，NaCl 溶液电解反应的方程式，而且要掌握其中量关系的规律．综合利用电荷守恒、电子守恒迅速找出需要的关系式．(1)电极产物的关系式根据电子守恒确定．如：22——2H Cl e -，Ag O e 4——42-，Cu O e 2——42-(2)电极产物与+H 与-OH 的关系根据电荷守恒确定．电解时若只消耗溶质中的一种离子，同时必产生一种与其电荷相同的离子，并且与这种离子电荷量相等．如：电解NaCl 溶液，-Cl 放电，必补充另一种阴离子-OH 且与-Cl 等电荷量，所以有----OH Cl Cl 221． 电解3AgNO 溶液，+Ag 放电，补以+H ，关系式为++H Ag Ag ——．电解4CuSO 溶液，+2Cu 放电，补以+H ，关系式为++H Cu Cu 2——2．只有这样才能快速、准确地解答此类计算问题．)(101010)(1363----+⋅=-=∆L mol H n产生+H ：)(5.0500103mmol =⨯-由 ++Ag H ___________0.5mmol 0.5mmol则产生Ag 的质量为0.5×108＝54(mg)．【同步达纲练习】1．下列叙述中，可以说明金属甲的活动性比金属乙的活动性强的是 ( )A ．在氧化还原反应中，甲原子失去的电子比乙原子失去的电子多B ．同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强C ．甲跟稀盐酸反应放出氢气而乙不能D ．将甲、乙作电极组成原电池时，甲是负极2．把a ，b ，c ，d 四块金属片浸泡在稀硫酸中，用导线两两相连可以组成各种原电池．若a ，b 相连时，a 为负极；c ，d 相连时，c 为负极；a ，c 相连时，c 为正极；b ，d 相连时，b 为正极．则这四种金属的活动性顺序(由大到小)为 ( )A ．a ＞b ＞c ＞dB ．a ＞c ＞d ＞bC ．c ＞a ＞b ＞dD ．b ＞d ＞c ＞a3．用铂作电极电解一定浓度的下列物质的水溶液，电解结束后，向剩余电解液中加适量水，能使溶液和电解前相同的是 ( )A ．3AgNOB ．42SO HC ．NaOHD ．NaCl4．下图4－1各容器中盛有海水，铁在其中腐蚀时由快到慢的顺序是 ( )A ．(4)＞(2)＞(1)＞(3)B ．(2)＞(1)＞(3)＞(4)C ．(4)＞(2)＞(3)＞(1)D ．(3)＞(2)＞(4)＞(1)5．用石墨作电极，电解11-⋅L mol 下列物质的溶液，溶液的pH 保持不变的是 ( )A ．HClB ．NaOHC ．42SO NaD ．NaCl6．将分别盛有熔融的KCl ，2MgCl ，32O Al 三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出K ，Mg ，Al 的物质的量之比为 ( )A ．1：2：3B ．3：2：1C ．6：3：1D ．6：3：27．有a ，b ，c ，d 四种金属，将a 与b 用导线连结起来，浸入电解质溶液中，b 不易腐蚀．将a ，d 分别投入等浓度盐酸中，d 比a 反应剧烈．将铜没入b 的盐溶液中，无明显变化．如果把铜浸入c 的盐溶液里，有金属c 析出．据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是( )A ．a ，c ，d ，bB ．d ，a ，b ，cC ．d ，b ，a ，cD ．b ，a ，d ，c8．将两个铂电极插入500mL 4CuSO 溶液中进行电解，通电一段时间后，某一电极增重0.064g(设电解时该电极无2H 放出，且不考虑水解和溶液体积变化)．此时溶液中)(+H c 约为 ( )A ．13104--⋅⨯L molB ．13102--⋅⨯L molC ．13101--⋅⨯L molD ．17101--⋅⨯L mol9．电解2CuCl 和NaCl 的混合溶液，阴极和阳极上分别析出的物质是 ( )A ．2H 和2ClB ．Cu 和2ClC ．2H 和2OD ．Cu 和2O10．微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用．有一种银锌电池，其电极分别为O Ag 2和Zn ，电解质溶液为KOH 溶液，电极反应为：O H ZnO e OH Zn 222+-+----+++OH Ag e O H O Ag 22222 总反应为：ZnO Ag Zn O Ag ++22．根据上述反应式，判断下列叙述中正确的是( )A ．使用过程中，电池负极区溶液pH 减小B ．使用过程中，电子由O Ag 2电极经外电路流向Zn 电极C ．Zn 是负极，O Ag 2是正极D ．Zn 电极发生还原反应，O Ag 2电极发生氧化反应11．镍—镉可充电电池可以发生反应：该电池的负极材料是 ( )A ．CdB ．NiO(OH)C ．2)(OH CdD ．2)(OH Ni12．燃料电池是燃料(例如CO ，2H ，4CH 等)跟氧气(或空气)起反应将化学能转变为电能的装置．电解质溶液是强碱(如KOH)溶液．下列关于甲烷燃料电池的说法不正确的是( )A ．负极反应式为：O H CO e OH CH 22347810+-+--- B ．正极反应式为：--++OH e O H O 44222C ．随着不断放电，电解质溶液的碱性不变D ．甲烷燃料电池的能量利用率比甲烷燃烧高13．某蓄电池充放电时反应如下：下列推断中正确的是 ( )①放电时Fe 为正极，32O Ni 为负极②充电时阴极上的电极反应为：--++OH Fe e OH Fe 22)(2③充电时2)(OH Ni 为阳极④蓄电池的电极必浸在某碱性电解质溶液中A ．②③④B ．①③④C ．①②④D ．①②③14．以惰性电极在相同条件下同时电解500mL 11.0-⋅L mol 的下列各溶液，电解反应首先停止的是 ( )A ．2CuClB ．42SO HC ．4CuSOD ．NaOH15．电解食盐水时，会产生一种具有消毒作用的副产物．(1)该物质是(填名称)______________________．(2)简述产生该物质的原理：________________________________________________ __________________________________．16．银器皿日久表面逐渐变黑色，这是由于生成了硫化银．有人设计用原电池原理加以除去．其处理方法为：将一定浓度的食盐水放入一铝制容器中，再将变黑的银器浸入溶液中，放置一段时间后，黑色会褪去而银不会损失．试回答：(1)原电池中正极反应为_______________________________________，负极反应为__________________________________；(2)在反应过程中有臭鸡蛋气味的气体产生，写出电池的总反应方程式：____________________________________________________________________．17．工业上处理含-272O Cr 酸性工业废水用以下方法：①往工业废水中加入适量的NaCl ，搅拌均匀；②用铁作电极进行电解，经过一段时间后有3)(OH Cr 和3)(OH Fe 沉淀产生；③过滤回收沉淀，废水达到排放标准．试回答下列各问题：(1)写出电解时的电极反应式．阳极：____________________；阴极：____________________．(2)写出-272O Cr 转变为+3Cr 的离子方程式．(3)电解过程中，3)(OH Cr 和3)(OH Fe 是怎样产生的？(4)能否将Fe 改成石墨电极？为什么？18．市场上出售的“热敷袋”其主要成分为铁屑、碳粉、木屑和少量氯化钠、水等．热敷袋启用之前用塑料袋使其与空气隔绝，启用时打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量，使用完后，会发现有大量铁锈存在．请回答下列各问题：(1)热敷袋产生的热量来源是__________________________．(2)碳粉的主要作用是_____________________________．(3)加入NaCl 的主要作用是___________________________．(4)写出生成铁锈的有关方程式(按生成过程分步写，不可合并成总式)__________________________________________________________．19．将含0.4mol 4CuSO 和0.4molNaCl 的1L 溶液用惰性电极电解一段时间后，在一个电极上得到0.3molCu ，则在另一电极上得到的气体应为多少升？(标准状况下)(提示：气体的溶解忽略不计)？20．以石墨作电极，电解饱和2CuCl 溶液．(1)写出电极反应式．(2)分析阴阳两极附近pH 的变化趋势．(3)电解一段时间后(即未完全电解)，取出电极，将溶液搅拌均匀，测得溶液的pH 与原2CuCl 溶液相比下降了，试解释原因．参考答案【同步达纲练习】1．CD 2．B 3．BC 4．A 5．C6．D 7．B 8．A 9．B 10．AC11．A 12．C 13．A 14．A15．(1)次氯酸钠 (2)↑+↑++222222H Cl NaOH OH NaCl 电解 O H NaClO NaCl NaOH Cl 222+++16．(1)--++2222S Ag e S Ag ，+--33Al e Al (2)Ag S H OH Al OH S Ag Al 63)(26322322+↑+++ 17．(1)+--22Fe e Fe ，↑+-+222H e H (2)O H Fe Cr H Fe O Cr 2332272762146++++++++-(3)+H 放电，)(+H c 下降促使水的电离)(-OH c 增大，-OH 与+3Fe 和+3Cr 结合生成3)(OH Fe 和3)(OH Cr ．(4)不能，用石墨作阳极时，电极反应为↑---222Cl e Cl ，不能产生+2Fe ，没有还原剂无法还原-272O Cr ． 18．(1)Fe 被2O 氧化放出的能量(2)在原电池反应中作正极 (3)用作电解质溶液(4)+--22Fe e Fe ，--++OH O H e O 42422， ↓+-+22)(2OH Fe OH Fe ，3222)(42)(4OH Fe O H O OH Fe ++19．阳极上的反应：放电顺序--->>24SO OH Cl首先 ↑---222Cl e Cl 然后 O H O e OH 22244+↑--- 阴极上的反应：放电顺序为++>H Cu 2首先 ↓+-+Cu e Cu 22 然后 ↑+-+222H e H因为只得到0.3molCu ，小于0.4molCu 的总量，所以阴极上只有第一反应． 根据电子守恒，设在阳极上产生x mol 2Cl 和y mol 2O得：⎩⎨⎧=÷==+-)(2.024.06.0426.03.02___________mol x y x mol mol e Cu 解得y ＝0.05mol在阳极上共产生气体：(0.2mol+0.05mol)×22.4L/mol ＝5.6L20．(1)①↑---222Cl e Cl ②Cu e Cu -++22(2)①阴极：pH 下降．因为2Cl 溶于水后与水反应生成HCl 和HClO ，使)(+H c 增大，pH 下降：HClO Cl H O H Cl +++-+22②阳极：pH 升高．)(2+Cu c 下降，不利于水解反应，使)(+H c 下降，pH 升高：O H Cu 222++++H OH Cu 2)(2(3)2Cl 与水反应是使pH 下降的主要因素．。