
1.宏觀辨識(shí)與微觀探析:從宏觀和微觀的角度理解電解池中電子的移動(dòng)、陰陽離子的移動(dòng)、陰陽兩極上的反應(yīng)及其變化、電流形成的過程和原理。
2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知:建立對(duì)電解過程系統(tǒng)分析認(rèn)識(shí)的思維模型,理解電解的規(guī)律,會(huì)判斷電解的產(chǎn)物,會(huì)書寫電解的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。
二、酸、堿、鹽溶液的電解規(guī)律
1.電解熔融態(tài)氯化鈉的原理分析(1)電解熔融態(tài)氯化鈉原理圖(2)過程分析①通電前熔融NaCl中存在的微粒有 ,這些微粒做無規(guī)則(或自由)運(yùn)動(dòng)。②通電后離子移動(dòng)方向:Na+移向 極,Cl-移向 極。
電極上發(fā)生的反應(yīng):陰極: ,發(fā)生 反應(yīng);陽極: ,發(fā)生 反應(yīng)。(3)分析結(jié)論熔融的NaCl在 作用下發(fā)生了 ,分解生成了 ??偡磻?yīng)方程式: 。
2Na++2e-===2Na
2Cl--2e-===Cl2↑
2.電解和電解池(1)電解:在直流電的作用下,在兩電極上分別發(fā)生 和_____ 的過程。(2)電解池:將 轉(zhuǎn)化為 的裝置。(3)電解池的電極名稱陰極:與電源 相連的電極,發(fā)生 反應(yīng);陽極:與電源 相連的電極,發(fā)生 反應(yīng)。
(4)電解池的構(gòu)成條件①具有直流電源;②兩個(gè)電極(陰極、陽極);③電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì);④形成閉合回路。(5)電子和離子移動(dòng)方向①電子:從電源 流向電解池的 ,從電解池的 流向電源的 。②離子:陽離子移向電解池的 ,陰離子移向電解池的 。
3.電解氯化銅溶液實(shí)驗(yàn)探究(1)按如圖所示裝置完成實(shí)驗(yàn),并填寫下表。
說明電解質(zhì)溶液導(dǎo)電,形成閉合回路
Cu2++2e-===Cu
(2)實(shí)驗(yàn)原理分析①氯化銅溶液中存在的離子有 ,通電前這些離子在溶液中做自由運(yùn)動(dòng)。②通電時(shí)在電場的作用下,溶液中的離子做 ,即_________趨向a極, 趨向b極。③a極(陽極)Cl-的 性大于OH-,因而Cl-被 為Cl2,b極(陰極)Cu2+的 性大于H+,因而Cu2+被 為Cu。
Cu2+、Cl-、H+、OH-
(1)電解池的兩個(gè)電極必須是活潑性不同的電極( )(2)電解池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置( )(3)電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的過程為物理過程( )(4)電解池的陰極是指和直流電源負(fù)極相連的電極( )(5)電解池在工作時(shí),陰極上發(fā)生還原反應(yīng)( )(6)某些不能自發(fā)的氧化還原反應(yīng),可以通過電解來實(shí)現(xiàn)( )
如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),回答下列問題:
(1)判斷裝置名稱:A池為________、B池為_______,判斷依據(jù)是__________________________________________________________________________________________________________________。
能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng),判斷電解池的依據(jù)為存在外加電源,兩電極上不能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)
(2)Zn為____極,Cu電極的電極反應(yīng)式為__________________。
(3)B池中,Cu2+移向____(填“C1”或“C2”)極,發(fā)生_________(填“氧化反應(yīng)”或“還原反應(yīng)”),C1電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為____________________。
-2e-===Cl2↑
(4)電子在線路中是怎么轉(zhuǎn)移的?怎么根據(jù)電子流向和離子流向判斷電解池的陰陽極?
提示 電子在線路中轉(zhuǎn)移的方向:原電池負(fù)極 電解池陰極,電解池 陽極原電池正極;電解池中:陽離子―→陰極,陰離子―→陽極。即電解池的陽極是電子流出、陰離子移向的電極;電解池的陰極是電子流入、陽離子移向的電極。
電解池陰極和陽極的判斷依據(jù)
1.如圖所示裝置中屬于電解池的是________(填序號(hào))。
根據(jù)電解池的構(gòu)成條件逐個(gè)判斷。①②⑤無外接直流電源,不能構(gòu)成電解池;④無電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì);⑦中蔗糖屬于非電解質(zhì),不能構(gòu)成電解池;⑧沒有形成閉合回路,不能構(gòu)成電解池。
2.如圖所示是電解稀鹽酸的裝置,其中c、d為石墨電極。試回答下列問題:(1)a電極為_____,b電極為______。(2)c電極為_____,電極反應(yīng)式為_________________,發(fā)生了_____反應(yīng)。
d電極為_____,電極反應(yīng)式為_________________,發(fā)生了______反應(yīng)。
2H++2e-===H2↑
(3)電解過程中,氫離子向____(填“陰”或“陽”,下同)極移動(dòng),氯離子向____極移動(dòng)。電解反應(yīng)方程式:_______________________。
酸、堿、鹽溶液的電解規(guī)律
1.電極反應(yīng)規(guī)律(1)陰極:無論是惰性電極還是活潑電極都不參與電極反應(yīng),發(fā)生反應(yīng)的是溶液中的陽離子。陽離子放電順序:Ag+>Cu2+>H+>Pb2+>Fe2+>Zn2+……(2)陽極:溶液中還原性強(qiáng)的陰離子失去電子被氧化,或者電極材料本身失去電子被氧化而溶入溶液中。放電順序:活潑金屬陽極>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根離子。
2.酸、堿、鹽溶液電解規(guī)律(惰性電極)用惰性電極電解下列酸、堿、鹽溶液,請?zhí)顚懴卤恚?1)電解水型
(3)電解質(zhì)和水都發(fā)生電解型
(1)用石墨作陽極、鐵作陰極分別電解稀硫酸和硫酸鈉溶液時(shí),它們陰極和陽極的產(chǎn)物都相同( )(2)用石墨作電極電解氯化鈉和硫酸銅的混合液,最初一段時(shí)間陰極和陽極生成的物質(zhì)分別是銅和氯氣( )(3)用石墨作電極電解熔融氯化鈉,陰極的電極反應(yīng)式為Na++e-===Na( )(4)用石墨作陰極、銅作陽極電解硫酸銅溶液,陽極的電極反應(yīng)式為4OH--4e-===O2↑+2H2O( )
(5)用石墨作電極電解硝酸銀溶液的離子方程式為4Ag++2H2O 4Ag+4H++O2↑( )(6)銅作陽極電解鹽酸的化學(xué)方程式為Cu+2HCl CuCl2+H2↑( )
1.用惰性電極電解鹽酸與稀硫酸一段時(shí)間后,溶液中的pH變化為何不同?
提示 電解鹽酸時(shí),H+、Cl-放電,溶質(zhì)HCl減少,pH增大;而電解稀硫酸時(shí),H+、OH-放電,相當(dāng)于電解稀硫酸中的水,硫酸濃度變大,pH減小。
2.有下列兩組離子:①Cu2+、Na+、H+、Ag+;②Cl-、I-、 、OH-。(1)電解時(shí),哪一組離子移向陽極?放電的先后順序是什么?
提示?、?;放電的先后順序是I->Cl->OH->
(2)電解時(shí),哪一組離子移向陰極?放電的先后順序是什么?
提示?、伲环烹娤群箜樞蚴茿g+>Cu2+>H+>Na+。
3.根據(jù)電解池中的電極反應(yīng)規(guī)律,分析判斷:(1)電解質(zhì)溶液電解時(shí),其陽極產(chǎn)物可能是什么?
提示 若為活潑電極,電極材料失去電子而溶解,陽極產(chǎn)物為其陽離子;若為惰性電極,則非金屬陰離子或OH-放電,陽極產(chǎn)物為非金屬單質(zhì)。
(2)電解質(zhì)溶液電解時(shí),其陰極產(chǎn)物可能是什么?
提示 陰極產(chǎn)物可能是金屬單質(zhì)或氫氣。
(3)電解質(zhì)溶液電解時(shí),哪些離子一般在水溶液中是不放電的?
提示?、倩顫娊饘訇栯x子,如:K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+等。②含氧酸根離子,如:
1.為探究電解的放電規(guī)律,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
下列說法不正確的是A.對(duì)比①②可知,陰極放電順序:Cu2+>H+>Na+B.對(duì)比①③可知,陽極放電順序:Cl->OH->C.對(duì)比③④可知,陽極是銅時(shí),會(huì)先于溶液中的離子放電D.對(duì)比①⑤可知,要電解得到金屬只能用熔融態(tài),不能用水溶液
根據(jù)①知Cu2+的氧化性強(qiáng)于H+,根據(jù)②知H+的氧化性強(qiáng)于Na+,得電子能力強(qiáng)(氧化性強(qiáng))的離子優(yōu)先放電,所以對(duì)比①②可知,陰極放電順序:Cu2+>H+>Na+,故A正確;根據(jù)①知,離子放電順序:Cl->OH-,根據(jù)③知離子放電順序:OH-> ,故B正確;電解池的陽極若是活潑電極,則金屬電極本身失電子,發(fā)生氧化反應(yīng),對(duì)比③④可知,陽極是銅時(shí),會(huì)優(yōu)先于溶液中的離子放電,故C正確;要電解得到金屬不一定只能用熔融態(tài),電解氯化銅溶液也能得到金屬銅,故D錯(cuò)誤。
2.為了加深對(duì)電解規(guī)律的理解,某同學(xué)做了以下探究,要求從H+、Cu2+、Na+、 、Cl- 5種離子中兩兩恰當(dāng)?shù)慕M成電解質(zhì),按下列要求進(jìn)行電解:(1)以碳棒為電極,電解過程中電解質(zhì)質(zhì)量減少,水量不變,則采用的電解質(zhì)是____________。若要恢復(fù)到電解前的狀態(tài),應(yīng)加入的物質(zhì)是_____________。
以碳棒為電極,電解過程中電解質(zhì)質(zhì)量減少,水量不變,則陽離子只能為H+、Cu2+,陰離子只能是Cl-,其電解質(zhì)是HCl、CuCl2。
(2)以碳棒為電極,電解過程中電解質(zhì)質(zhì)量不變,水量減少,則采用的電解質(zhì)是_________________。若要恢復(fù)到電解前的狀態(tài),應(yīng)加入的物質(zhì)是______。
Na2SO4、H2SO4
實(shí)質(zhì)上是電解水,H+、OH-分別在兩極上放電,因此,其電解質(zhì)是Na2SO4、H2SO4。
(3)以碳棒為陽極,鐵棒為陰極,電解過程中電解質(zhì)和水量都減少,則電解質(zhì)是_______________。若要恢復(fù)到電解前的狀態(tài),應(yīng)加入的物質(zhì)是_____________________。
CuO(或CuCO3)、HCl
電解質(zhì)是CuSO4,2CuSO4+2H2O 2H2SO4+2Cu+O2↑,若恢復(fù)到原狀態(tài),可加入CuO,也可加入CuCO3;電解質(zhì)是NaCl,2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,要恢復(fù)到原狀態(tài)可通入HCl。
3.用石墨作電極電解1 ml·L-1 CuSO4溶液,當(dāng)c(Cu2+)為0.5 ml·L-1時(shí),停止電解,向剩余溶液中加入下列何種物質(zhì)可使電解質(zhì)溶液恢復(fù)至原來狀態(tài)_______(填序號(hào))。①CuSO4?、贑uO ③Cu(OH)2?、蹸uCO3
電解過程中的反應(yīng):陽極4OH--4e-===2H2O+O2↑,陰極2Cu2++4e-===2Cu,總反應(yīng)為2CuSO4+2H2O 2H2SO4+2Cu+O2↑。由以上反應(yīng)可知,電解使2 ml CuSO4和2 ml H2O變成了2 ml H2SO4,同時(shí)析出銅,放出O2,溶液中每生成2 ml Cu,則放出1 ml O2,故需補(bǔ)充CuO。由于CuCO3加入溶液后,會(huì)與溶液中的硫酸反應(yīng),生成CO2氣體,不存在于溶液中,相當(dāng)于只加了CuO,所以也可以加入CuCO3。
(1)解答電解原理題的一般思路[以惰性電極電解Cu(NO3)2溶液為例]
(2)電解后溶液的復(fù)原,從溶液中放出的氣體和生成的沉淀,按照原子個(gè)數(shù)比組成具體物質(zhì)再加入溶液即可。遵循“少什么加什么,少多少加多少”的原則。
題組一 電解及其裝置(電解池)1.下列關(guān)于電解池工作原理的說法錯(cuò)誤的是A.電解池是一種將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能的裝置B.電解池中發(fā)生的反應(yīng)是非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)C.電解池工作時(shí),陽極發(fā)生氧化反應(yīng),陰極發(fā)生還原反應(yīng)D.與原電池不同,電解池放電時(shí),電極本身不會(huì)參加電極反應(yīng)
如果陽極是活潑電極,電極本身失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng)。
2.下列關(guān)于如圖所示裝置的敘述正確的是A.甲、乙裝置中的鋅片都作負(fù)極B.甲、乙裝置中溶液內(nèi)的H+都在銅片上 被還原C.甲、乙裝置中鋅片上發(fā)生的反應(yīng)都是還原反應(yīng)D.甲裝置中銅片上有氣泡生成,乙裝置中銅片質(zhì)量減小
乙為電解池,鋅片為陰極,故A錯(cuò)誤;乙為電解池,溶液內(nèi)的H+在陰極鋅片上被還原,故B錯(cuò)誤;甲為原電池,鋅片為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),故C錯(cuò)誤;
甲裝置中銅片為正極,H+在銅片上得電子被還原為氫氣,乙裝置中銅片為陽極,發(fā)生氧化反應(yīng),銅片質(zhì)量減小,故D正確。
3.如圖裝置中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Zn+2H+===Zn2++H2↑,下列說法錯(cuò)誤的是A.a、b不可能是同種材料的電極B.該裝置可能是電解池,電解質(zhì)溶液為稀鹽酸C.該裝置可能是原電池,電解質(zhì)溶液為稀鹽酸D.該裝置可看作是銅—鋅原電池,電解質(zhì)溶液是稀硫酸
若該裝置為電解池,則a、b兩電極的材料可以都為Zn,A項(xiàng)錯(cuò)誤;在保證陽極為Zn時(shí),該電解池的電解質(zhì)溶液可以為稀鹽酸,B項(xiàng)正確;
在保證其中一電極的材料為Zn時(shí),用活潑性比鋅弱的材料作另一電極,該原電池的電解質(zhì)溶液為稀鹽酸或稀硫酸都可以,C、D項(xiàng)正確。
4.用如圖所示裝置以石墨為電極電解氯化銅溶液,Y電極上產(chǎn)生能使?jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚰堊兯{(lán)的黃綠色氣體。下列判斷正確的是A.a為電源正極B.X電極質(zhì)量增加C.Y電極若換成Cu,反應(yīng)中該電極質(zhì)量不變D.X電極表面發(fā)生氧化反應(yīng)
Y電極上產(chǎn)生能使?jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚰堊兯{(lán)的黃綠色氣體,即產(chǎn)生氯氣,則Y電極為陽極,與Y電極相連的b為電源正極,X電極為陰極,與X電極相連的a為電源負(fù)極。根據(jù)分析可知a為電源負(fù)極,故A錯(cuò)誤;
X電極為陰極,銅離子在陰極被還原生成銅單質(zhì),所以X電極質(zhì)量增加,故B正確、D錯(cuò)誤;Y電極為陽極,若換成Cu,則Cu被氧化生成銅離子,電極質(zhì)量減小,故C錯(cuò)誤。
題組二 電解規(guī)律及其應(yīng)用5.用惰性電極電解物質(zhì)的量濃度相同、體積比為3∶1的硫酸銅和氯化鈉的混合溶液,不可能發(fā)生的反應(yīng)有A.2Cu2++2H2O 2Cu+4H++O2↑B.Cu2++2Cl- Cu+Cl2↑C.2Cl-+2H2O 2OH-+H2↑+Cl2↑D.2H2O 2H2↑+O2↑
設(shè)混合溶液的體積為4 L,物質(zhì)的量濃度均為1 ml·L-1,溶液中硫酸銅和氯化鈉的物質(zhì)的量分別為3 ml 和1 ml,根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒,第一階段:陽極上氯離子放電,陰極上銅離子放電,電解反應(yīng)的離子方程式是Cu2++2Cl- Cu+Cl2↑,氯離子完全反應(yīng)時(shí),剩余銅離子2.5 ml;第二階段:陽極上氫氧根離子放電,陰極上銅離子放電,電解反應(yīng)的離子的化學(xué)方程式是2Cu2++2H2O 2Cu+4H++O2↑;第三階段:陽極上氫氧根離子放電,陰極上氫離子放電,電解反應(yīng)的離子的化學(xué)方程式是2H2O 2H2↑+O2↑。
6.用石墨作電極,電解1 ml·L-1的下列溶液,則電解前后溶液的pH保持不變的是A.硫酸 B.氫氧化鈉C.硫酸鈉 D.氯化鈉
用惰性電極電解硫酸、氫氧化鈉溶液、硫酸鈉溶液實(shí)質(zhì)是電解水,濃度增大,硫酸溶液的pH減小,氫氧化鈉溶液的pH增大,硫酸鈉溶液的pH不變;電解氯化鈉溶液時(shí)生成氫氧化鈉,溶液的pH增大。
7.用陽極X和陰極Y電解Z的水溶液,電解一段時(shí)間后,再加入W,能使溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài),符合題意的一組是
A應(yīng)通HCl,B應(yīng)加CuO或CuCO3,C應(yīng)加H2O,D不需加任何物質(zhì)。
8.用石墨作電極完成下列電解實(shí)驗(yàn)。
下列對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋或推測不合理的是A.a為電解池的陰極B.b處有氯氣生成,且與水反應(yīng)生成了鹽酸 和次氯酸C.c處發(fā)生了反應(yīng):Fe-3e-===Fe3+D.d處:2H2O+2e-===H2↑+2OH-
a處試紙變藍(lán),生成OH-,為陰極,電極反應(yīng)式為2H2O+2e-===H2↑+2OH-,故A正確;b處變紅,局部褪色,是因?yàn)?Cl--2e-===Cl2↑、Cl2+H2O HCl+HClO,HCl的酸
性使溶液變紅,HClO具有漂白性使局部褪色,故B正確;Fe為陽極,c處發(fā)生反應(yīng):Fe-2e-===Fe2+,故C錯(cuò)誤;d處試紙變藍(lán),生成OH-,為陰極,電極反應(yīng)式為2H2O+2e-===H2↑+2OH-,故D正確。
題組三 電解的相關(guān)綜合9.根據(jù)金屬活動(dòng)性順序表,不能發(fā)生反應(yīng):Cu+2H2O===Cu(OH)2↓+H2↑,但選擇恰當(dāng)電極材料和電解液進(jìn)行電解,這個(gè)反應(yīng)就能變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。下列四組電極和電解液中,能實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)最為恰當(dāng)?shù)囊唤M是
若要發(fā)生反應(yīng):Cu+2H2O===Cu(OH)2↓+H2↑,則應(yīng)該使用Cu作陽極,電解質(zhì)溶液為活潑金屬的無氧酸的鹽,因此符合題意的選項(xiàng)是B。
10.利用如圖所示裝置(電極均為惰性電極)可吸收SO2,并用陰極排出的溶液吸收NO2。下列說法正確的是A.b為直流電源的正極B.將裝置中的陽離子交換膜換成陰離子 交換膜,電極反應(yīng)式不變C.陽極的電極反應(yīng)式為SO2+2H2O-2e-=== +4H+D.電解時(shí),H+由陰極室通過陽離子交換膜到陽極室
二氧化硫被氧化為硫酸根離子,所以二氧化硫所在的區(qū)為陽極區(qū),陽極與電源正極相連,則b為電源負(fù)極,故A錯(cuò)誤;
將裝置中的陽離子交換膜換成陰離子交換膜,電極反應(yīng)式發(fā)生改變,故B錯(cuò)誤;陽極的電極反應(yīng)式為SO2+2H2O-2e-=== +4H+,故C正確;電解時(shí),陽離子移向陰極,所以H+由陽極室通過陽離子交換膜到陰極室,故D錯(cuò)誤。
11.如圖是CO2經(jīng)電催化還原為CH4的裝置示意圖。下列說法不正確的是A.該過程是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程B.銅電極的電極反應(yīng)式為CO2+8 +8e- ===CH4+8 +2H2OC.一段時(shí)間后,①池中n(KHCO3)不變D.一段時(shí)間后,②池中溶液的pH一定下降
該裝置連有電源,則該過程是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程,A項(xiàng)正確;二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷的過程中,碳元素的化合價(jià)降低,在銅電極上發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為CO2+8 +8e-===CH4+8 +2H2O,B項(xiàng)正確;
由于①池溶液中的碳酸氫根離子被消耗,故一段時(shí)間后,碳酸氫鉀的物質(zhì)的量減少,C項(xiàng)錯(cuò)誤;
①池中的銅電極為陰極,發(fā)生還原反應(yīng),②池中的鉑電極為陽極,發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為2H2O-4e-===O2↑+4H+,該過程中有H+生成,故溶液的pH降低,D項(xiàng)正確。
12.一種新型太陽光電化學(xué)電池貯能時(shí)電解質(zhì)溶液中離子在兩極發(fā)生如圖所示的轉(zhuǎn)化。下列說法正確的是A.貯能時(shí),電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能和光能B.貯能和放電時(shí),電子在導(dǎo)線中流向相同C.貯能時(shí),氫離子由a極區(qū)遷移至b極區(qū)D.放電時(shí),b極發(fā)生反應(yīng): +2H++e- ===VO2++H2O
A項(xiàng),貯能時(shí),太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,錯(cuò)誤;B項(xiàng),貯能相當(dāng)于電解,放電時(shí)是原電池原理,電子流向相反,錯(cuò)誤;C項(xiàng),貯能時(shí),a極發(fā)生反應(yīng)V3++e-===V2+,
b極發(fā)生反應(yīng)VO2+-e-+H2O=== +2H+,H+由b極區(qū)遷移到a極區(qū),錯(cuò)誤;D項(xiàng),放電時(shí),b極作正極,得電子,其電極反應(yīng)式為 +2H++e-===VO2++H2O,正確。
13.利用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),甲、乙兩池中均為1 ml·L-1的AgNO3溶液,A、B為質(zhì)量相同的Ag電極。已知Ag+濃度越大,氧化性越強(qiáng)。(1)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先閉合K1,斷開K2。此時(shí)該裝置為_______(填“原電池”或“電解池”)。A電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式是_________________。
Ag++e-===Ag
實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先閉合K1,斷開K2,此時(shí)該裝置為電解池,A電極與負(fù)極相連作陰極,Ag+在陰極得電子生成Ag單質(zhì),電極反應(yīng)式是Ag++e-===Ag。
(2)一段時(shí)間后,斷開K1,測得A、B兩個(gè)電極質(zhì)量相差21.6 g。閉合K2,觀察到電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。請指出電流的方向?yàn)開______(填“A→B”或“B→A”),并說明理由:___________________________________________。到電流計(jì)指針重新歸零時(shí),理論上離子交換膜通過的 的物質(zhì)的量為____ml。
此時(shí)乙池中c(Ag+)大于甲池,B作電源
根據(jù)信息“Ag+濃度越大,氧化性越強(qiáng)”,電解一段時(shí)間后甲、乙兩池中Ag+濃度不同且乙中較大,B上可發(fā)生電極反應(yīng):Ag++e-===Ag,作原電池(濃差電池)的正極;A作負(fù)極,故電流的
方向?yàn)锽→A,當(dāng)反應(yīng)至兩邊Ag+濃度相等時(shí),電勢差為零,電流計(jì)指針重新歸零,此時(shí)A減輕10.8 g,B增重10.8 g,共轉(zhuǎn)移0.1 ml電子,溶液中遷移的 也為0.1 ml。
14.如圖X是直流電源。Y池中c、d為石墨棒,Z池中e、f是質(zhì)量相同的銅棒,接通電路后,發(fā)現(xiàn)d附近顯紅色。
(1)①b為電源的_____極(填“正”“負(fù)”“陰”或“陽”,下同)。
②Z池中e為____極。③連接Y、Z池線路,電子流動(dòng)的方向是d____e(填“→”或“←”)。
(2)①寫出c極的電極反應(yīng)式:___________________。②寫出Y池中總反應(yīng)的化學(xué)方程式:______________________________________。③寫出Z池中e極的電極反應(yīng)式:_________________。
2Cl--2e-===Cl2↑
Cu-2e-===Cu2+
d極附近顯紅色,說明d為陰極,電極反應(yīng)式為2H2O+2e-===H2↑+2OH-,c為陽極,電極反應(yīng)式為2Cl--2e-===Cl2↑,Y池電解NaCl溶液的總反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaCl+2H2O 2NaOH+
Cl2↑+H2↑;直流電源中a為正極,b為負(fù)極,Z池中f為陰極,e為陽極,電極反應(yīng)式分別為Cu2++2e-===Cu、Cu-2e-===Cu2+,電子流動(dòng)方向由e→d。
15.A、B、C為三種強(qiáng)電解質(zhì),它們在水中電離出的離子如下表所示:
圖1所示裝置中,甲、乙、丙三個(gè)燒杯依次分別盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液,電極均為石墨。
接通電源,經(jīng)過一段時(shí)間后,測得乙中c電極質(zhì)量增加。常溫下各燒杯中溶液的pH與電解時(shí)間t的關(guān)系如圖2所示。據(jù)此回答下列問題:
(1)M為電源的____(填“正”或“負(fù)”)極,電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為__________________________。
4OH--4e-===2H2O+O2↑
乙中c電極質(zhì)量增加,則c處發(fā)生的電極反應(yīng)為Cu2++2e-===Cu,即c電極為陰極,由此可推出b為陽極,a為陰極,M為負(fù)極,N為
正極。而Cu2+只能和 結(jié)合,可以確定B為硫酸銅;由常溫下各燒杯中溶液的pH與電解時(shí)間t的關(guān)系圖,可以確定A為KOH或NaOH,C為Na2SO4或K2SO4。甲中為KOH或NaOH溶液,相當(dāng)于電解H2O,陽極b處陰離子OH-放電,即4OH--4e-===2H2O+O2↑。
(2)寫出乙燒杯中電解反應(yīng)的化學(xué)方程式:_________________________________________。
+O2↑+2H2SO4
乙燒杯中是電解CuSO4溶液,電解反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4。
(3)如果電解過程中B溶液中的金屬離子全部析出,此時(shí)電解____(填“能”或“否”)繼續(xù)進(jìn)行,原因是 __________________________________________________。
硫酸銅溶液已轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩崛芤海磻?yīng)變?yōu)?br/>乙中銅全部析出后,電解質(zhì)變?yōu)镠2SO4,所以電解反應(yīng)仍能繼續(xù)進(jìn)行。
(4)若經(jīng)過這一段時(shí)間后,要使丙恢復(fù)到原來的狀態(tài),需要進(jìn)行的操作是________________________。
向丙燒杯中加入一定量水
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