高中化学必修1电化学基础（3）教学设计

高中化学必修 1 电化学基础（3）教学设计 授课人：董 xx ①理解原电池原理，初步了解化学电源。 教学目标： ②理解电解原理，了解铜的电解精炼、镀铜、氯碱工业反应原理。 ③原电池和电解池电极判断以及电极方程式书写。 教学重点： 原电池原理、理解电解原理、电极方程式书写 教学难点： 原电池和电解池电极判断以及电极方程式书写 教学方法： 分析比较法 教学过程： 第三课时 基础知识精析 二、电解池 1．电解原理 （1）电解池：把电能转变为化学能的装置叫做电解池 （2）电解原理：使电流通过电解质溶液，而在电解池的阴阳两极引起氧化 还原反应。 （3）电解池的组成： ①直流电源 ②电极(活性或惰性) ③电解液(水溶液或熔化态) （4）阴、阳极的判断 ①阳极：与电源正极相连，发生氧化反应，失去电子。 ②阴极：与电源负极相连，发生还原反应，得到电子。 电子不下水，离子不上岸。 (5)电子和离子移动方向 a．电子：从电源负极流向电解池的阴极；从电解池的阳极流向电源的正极。 b．离子：阳离子移向电解池的阴极；阴离子移向电解池的阳极。2．电解时电极产物的判断 ①阳极产物判断：还原性强的先放电 首先看电极，如果是活性电极(金属活动顺序表 Ag 以前)，则电极材料失电 子，电极被溶解，溶液中的阴离子不能失电子。 Cu－2e－=Cu2＋ Fe－2e－= Fe 2＋ 如果是惰性电极(Pt、Au、石墨)，则要再看溶液中的离子的失电子能力。根 据阴离子放电顺序加以判断。 阴离子放电顺序：S2－>I－>Br－>Cl－> OH－>含氧酸根 2C1－－2e－=C12↑ 4OH 一-4e—=2H2O+ O2↑ 或 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ ②阴极产物的判断：氧化性强的先放电 直接根据阳离子放电顺序进行判断，阳离子放电顺序： Ag＋>Hg2+>Fe3+>Cu2+ >H+>Pb2+> Fe2+>Zn2+> A13+>Na+ Cu2++2e 一=Cu 2H＋+2e 一=H2　↑ 或 2H2O+2e 一＝H2↑+2OH 一 【特别说明】 a．一般未做说明的情况下，电极为惰性电极。 b．离子放电顺序受外界条件的影响可发生变化。 c．阴极电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。 d．最常用、最重要的放电顺序是：阳极，Cl－>OH－；阴极：Ag＋>Cu2＋>H ＋。 e．电解水溶液时，K＋～Al3＋不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液 的方法得到 K、Ca、Na、Mg、Al 等金属。 3.电解方程式的书写方法 以写出用石墨作电极电解 CuSO4 溶液的电极反应式及总的电解方程式为例。 第一步：明确溶液中存在哪些离子。 阳离子：Cu2＋、H＋；阴离子：OH－、SO。 第二步：判断阴阳两极附近离子种类及离子放电顺序。 阴极：Cu2＋>H＋；阳极：OH－>SO。 第三步：写电极反应式和总的电解方程式。 阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu；阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋。根据得失电子数相等，两极反应式相加得总方程式：2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑ ＋2H2SO4。 4.用惰性电极电解电解质溶液的类型 ①电解水型： 若电解质溶液中阳离子在 H+之后，阴离子在 OH-之后，实质是电解水，电解 产物为：H2 和 O2 ，如电解 Na2SO4 溶液。若电解质为强酸(含氧酸)和强碱则电解 产物也为 H2 和 O2. ②分解电解质型： 若电解质溶液中阳离子在 H+之前，阴离子在 OH-之前，电解的物为：金属单 质和非金属单质，如电解 CuCl2 溶液。 ③放氢生碱型： 若电解质溶液中阳离子在 H+之后，阴离子在 OH-之前，电解产物为：H2 和非 金属单质，如电解 NaCl 溶液。 ④放氧生酸型： 若电解质溶液中阳离子为 H+之前，阴离子为 OH-之后，电解产物为：金属单 质和 O2，如电解 Cu(NO3)2 溶液。 5.常见的电解反应（未说明为惰性电极）： ①电解 CuCl2 溶液 阳极：2C1-＋2e－=C12↑ 阴极：Cu2++2e 一=Cu 总反应：Cu2++2C1-= Cu+C12↑ ②电解盐酸 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2H＋＋2e－===H2↑ 2HClCl2↑＋H2↑ ③电解 NaCl 溶液 阳极：2C1－－2e－=C12↑ 阴极： 2H2O+2e 一＝H2↑+2OH 一 总反应：2C1－+2H2O＝C12↑+H2↑+2OH 一 总方程式：2NaCl+2H2O =C12↑+H2↑+2NaOH ④电解 CuSO4 溶液 阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 阴极： 2Cu2＋＋4e－===2Cu 总反应：2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4。 ⑤电解 AgNO3 溶液 阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 阴极：4Ag＋＋4e－===4Ag 总反应：4 AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3 ⑥电解 NaOH 溶液 阳极：4OH 一-4e—=2H2O+ O2↑ 阴极：4H2O+4e—＝2H2↑+4OH 一 总反应：2H2O=2H2↑+ O2↑ ⑦电解 H2SO4 溶液 阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H+ 阴极： 4 H+＋4 e－===2H2↑ 总反应：2H2O=2H2↑+ O2↑ ⑧电解 Na2SO4 溶液 阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H+ 阴极：4H2O+4e 一＝2H2↑+4OH 一 总反应：2H2O=2H2↑+ O2↑ ⑨铜做阳极，石墨做阴极，电解 H2SO4、NaCl 或 NaOH 溶液： ⅰ、阳极：Cu－2e－===Cu2＋ 阴极：2H＋＋2e－===H2↑ 总反应：Cu＋2H＋===H2↑+Cu2＋ ⅱ、阳极： Cu－2e－===Cu2＋ 阴极：2H2O+2e—＝H2↑+2OH 一 总反应： Cu+4H2O===Cu(OH)2+H2↑ ⑩铁做阳极，石墨做阴极，电解 H2SO4、NaCl 或 NaOH 溶液： ⅰ、阳极： Fe－2e－=== Fe 2＋ 阴极：2H＋＋2e－===H2↑ 总反应：Fe+2H＋＝H2↑+ Fe2＋ ⅱ、阳极： Fe－2e－=== Fe 2＋ 阴极：2H2O+2e—＝H2↑+2OH 一 总反应：Fe+2H2O＝H2↑+ Fe (OH)2 【特别说明】在电解池中，为了减少阳极反应和阴极反应的相互影响，常常在电解池中间 用隔膜将其分为两个区。若为阳离子交换膜只允许阳离子通过；若为阴离子交换 膜只允许阴离子通过；若为质子交换膜只允许氢离子通过。 6.电解后溶液的还原 （1）方法： 根据电解时离开溶液的物质（气体和析出的金属）的元素组成，设计出一种 化合物加入到电解后的溶液中，加入的物质可以与电解生成的新溶质反应生成原 电解质。若电解时只有电解质本身电解或电解的实质是电解水，则直接加电解质 或加水即可。 口诀：缺什么加什么，缺多少加多少。 （2）要求：①电解质和浓度与原溶液完全相同。②加入物能与新溶质反应。 （3）实例： 例如，电解 NaCl 溶液，加等质量的 HCl；电解 CuCl2 溶液加等量的 CuCl2， 电解 Na2SO4 溶液，加等质量的 H2O，电解 CuSO4 溶液，加等质量的 CuO 。 电解质 HCl CuCl2 H2SO4 NaOH Na2SO4 NaCl CuSO4 AgNO3 加入物质 HCl CuCl2 H2O H2O H2O HCl CuO Ag2O 7．电解后电解质溶液 pH 变化的判断 ①若电解时只放出 H2，不放出 O2，电解后溶液 pH 升高。如电解 NaCl 溶液。 ②若电解时只放出 O2 不放出 H2，电解后溶液 pH 降低。如电解 CuSO4 溶液。 ③若电解时既放出 O2 又放出 H2，电解的实质是电解水，电解后溶液 pH 取 决于原溶液的 pH。若原溶液的 pH 大于 7，则电解后溶液 pH 升高；若原溶液的 pH 小于 7，则电解后溶液 pH 降低。 ④若电解时既不放出 O2 又不放出 H2，电解的实质是电解电解质本身，电解后 溶液 pH 取决于原溶液的 pH。若原溶液的 pH 大于 7，则电解后溶液 pH 降低； 若原溶液的 pH 小于 7，则电解后溶液 pH 升高。 【深度思考】1．用分析电解过程的思维程序分析电解下列物质的过程，并总结电解规律(用 惰性电极电解) 2.电解过程中放 H2 生碱型和放 O2 生酸型的实质是什么？ 答案　放 H2 生碱型的实质是水电离出的 H＋放电，破坏了水的电离平衡，使 OH－浓度增大，放 O2 生酸型的实质是水电离出的 OH－放电，破坏了水的电离平 衡，使 H＋浓度增大。 3．(1)上表中要使电解后的 NaCl 溶液复原，滴加盐酸可以吗？ (2)上表中要使电解后的 CuSO4 溶液复原，加入 Cu(OH)2 固体可以吗？ 答案　电解质溶液的复原应遵循“从溶液中析出什么补什么”的原则，即从 溶液中析出哪种元素的原子，则应按比例补入哪些原子。 (1)电解 NaCl 溶液时析出的是等物质的量的 Cl2 和 H2，所以应通入氯化氢气体， 加入盐酸会引入过多的水。 (2)同理，使 CuSO4 溶液复原应加入 CuO，而加入 Cu(OH)2 也会使溶液的浓度 降低。 4．在框图推断中若出现“A＋H2OB＋C＋D”的模式，则 A 一般可能为什么 物质？ 答案　CuSO4、NaCl(KCl)或 AgNO3，要视其他条件而定。 8．电解原理的应用 ① 氯碱工业：电解饱和食盐水制取氯气和烧碱 电极反应：阳极：2C1－＋2e－=C12↑ 阴极：2H＋+2e 一=H2　↑ 总反应：2C1－+2H2O＝C12↑+H2↑+2OH 一 总反应方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 【注意】电解前应除去食盐溶液中的 Ca2＋、Mg2＋、SO４一等杂质离子。 ②电解法冶炼金属 Na、Mg、Al 等活泼金属都可用电解它们的熔融盐或氧化 物制得。 电极反应： 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑；阴极：2Na＋＋2e－===2Na。2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 工业上冶炼铝：阳极：6O2－－12e－＝3O2 ↑ 阴极：4Al3＋+12e－＝4Al 总反应：2A12O3＝4Al+3O2↑ ③电镀： 电镀是一种特殊的电解，要求镀件作阴极，镀层金属作阳极，含有镀层阳离 子的溶液作电解液。电镀时，电解质溶液的浓度理论上保持不变。 例如：电镀铜的电极反应为：阳极：Cu-2e-=Cu2+阴极： Cu2++2e-= Cu 电镀银的电极反应为：阳极：Ag－e－===Ag＋；阴极：Ag＋＋e－===Ag。 ④电解精炼： 电解精炼的原理与电镀是相同的。电极精炼是将不纯的金属做阳极，纯金属 做阴极，含该金属离子的溶液做电解液。 电极材料：阳极为粗铜；阴极为纯铜。 电解质溶液：含 Cu2＋的盐溶液。 电极反应： 阳极：Cu－2e－==Cu2＋、Zn－2e－==Zn2＋、Fe－2e－==Fe2＋、Ni－2e－==Ni2 ＋； 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu。 深度思考 1．(1)电解氯化钠溶液时，如何用简便的方法检验产物？ 答案　阳极产物 Cl2 可以用淀粉KI 试纸检验，阴极产物 H2 可以通过点燃检验， NaOH 可以用酚酞试剂检验。 (2)氯碱工业在生产过程中必须把阳极室和阴极室用离子交换膜隔开，原因是 什么？ 答案　防止 H2 和 Cl2 混合爆炸，防止 Cl2 与溶液中的 NaOH 反应。 2．电解精炼铜时，阳极泥是怎样形成的？ 答案　粗铜中往往含有锌、铁、镍、银、金等多种金属杂质，当含杂质的铜 在阳极不断溶解时，金属活动性位于铜之前的金属杂质，如 Zn、Fe、Ni 等也会同时失去电子，但是它们的阳离子比铜离子难以还原，所以它们并不能在阴极析 出，而只能以离子的形式留在电解液里。金属活动性位于铜之后的银、金等杂质， 因为失去电子的能力比铜弱，难以在阳极失去电子变成阳离子而溶解，所以当阳 极的铜等失去电子变成阳离子溶解之后，它们以金属单质的形式沉积在电解槽底 部，形成阳极泥。 9、电化学计算 （1）计算类型 原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液 pH 的计算、相对原 子质量和阿伏加德罗常数的计算、产物的量与电量关系的计算等。 （2）方法技巧 ①根据电子守恒计算 用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其 依据是电路中转移的电子数相等。 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出比例式计算。 根据放电顺序准确写出两电极的电极反应式，以阴、阳两极得失电子数相等 为纽带，对两极产物进行计算。 ③根据关系式计算 根据得失电子守恒定律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。 提示:在电化学计算中，还常利用 Q＝I·t 和 Q＝n(e－)×NA×1.60×10－19C 来 计算电路中通过的电量。 【练习】：如图所示，A 中为 a 为 Cu 、b 为 Zn ，溶液为 0.3mol/L 500mL H2SO4 ；B 中为 c 为 C、b 为 C，溶液为 0.5mol/L 500mL NaCl .若 a 极放出 1.12L H2 时，问：①b 极质量变化是多少？c、d 共放出气体多少 L? ②A、B 中的 pH 分别为多少？〖教后记〗 题组训练　 题组一　电解原理和电解规律的考查 1．用惰性电极电解下列溶液，电解一段时间后，阴极质量增加，电解液的 pH 下降的是 (　　) A．CuSO4 B．NaOH C．BaCl2 D．H2SO4 答案　A 解析　符合该题条件的电解质应为不活泼金属的含氧酸盐。 2．用铂电极电解一定浓度的下列物质的水溶液，在电解后的电解液中加适 量水，能使溶液浓度恢复到电解前浓度的是 (　　) A．NaCl B．Na2CO3 C．CuSO4 D．K2S 答案　B 解析　加适量水能使溶液恢复到电解前的浓度，则实际是电解水，故只有 B 项符合条件。 3．右图为直流电源电解稀 Na2SO4 水溶液的装置。通电后在石墨电极 a 和 b 附近分别滴加几滴石蕊溶液。下列实验现象描述正确的是 (　　) 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体 C．a 电极附近呈红色，b 电极附近呈蓝色 D．a 电极附近呈蓝色，b 电极附近呈红色 答案　D 解析　SO、OH－移向 b 极，在 b 极 OH－放电，产生 O2，b 极附近 c(H＋)>c(OH －)，石蕊试液变红。Na＋、H＋移向 a 极，在 a 极 H＋放电产生 H2，a 极附近 c(OH －)>c(H＋)，石蕊试液变蓝。所以产生的气体体积 a 电极的大于 b 电极的；两种气 体均为无色无味的气体。A、B 均错。 题组二　电极反应式、电解总方程式的书写 4．按要求书写有关的电极反应式及总方程式。 (1)用惰性电极电解 AgNO3 溶液： 阳极反应式_________________； 阴极反应式_________________；总反应离子方程式________________。 (2)用惰性电极电解 MgCl2 溶液 阳极反应式_______________________； 阴极反应式_______________________； 总反应离子方程式__________________。 (3)用铁作电极电解 NaCl 溶液 阳极反应式___________________________； 阴极反应式____________________________； 总化学方程式___________________________。 (4)用铜作电极电解盐酸溶液 阳极反应式_____________________________； 阴极反应式_____________________________； 总反应离子方程式______________________。 答案　(1)4OH－－4e－===O2↑＋2H2O 4Ag＋＋4e－===4Ag 4Ag＋＋2H2O4Ag＋O2↑＋4H＋ (2)2Cl－－2e－===Cl2↑ 2H＋＋2e－===H2↑ Mg2＋＋2Cl－＋2H2OMg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑ (3)Fe－2e－===Fe2＋ 2H＋＋2e－===H2↑ Fe＋2H2OFe(OH)2↓＋H2↑ (4)Cu－2e－===Cu2＋ 2H＋＋2e－===H2↑ Cu＋2H＋Cu2＋＋H2↑ 5．Ⅰ.以铝材为阳极，在 H2SO4 溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极 反应式为______________________。 Ⅱ.用 Al 单质作阳极，石墨作阴极，NaHCO3 溶液作电解液进行电解，生成难 溶 物 R ， R 受 热 分 解 生 成 化 合 物 Q 。 写 出 阳 极 生 成 R 的 电 极 反 应 式 ： __________。 答案　Ⅰ.2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋ Ⅱ.Al＋3HCO－3e－===Al(OH)3＋3CO2↑ 解析　Ⅰ.依据信息阳极形成的氧化膜一定为 Al 2O3，Al 失电子生成 Al2O3， Al2O3 中的氧是由水提供的，溶液显酸性，所以有 H＋生成；Ⅱ.Al 作阳极，失电 子，生成 Al3＋，Al3＋水解显酸性，溶液中的 HCO 水解显碱性，两者水解互相促 进，生成 Al(OH)3 和 CO2。 6．CuI 是一种不溶于水的白色固体，可以由反应：2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2 得到。现以石墨为阴极，以 Cu 为阳极电解 KI 溶液，通电前向电解液中加入少 量酚酞和淀粉溶液。回答下列问题： (1)阳极区的现象_______________________。 (2)阳极电极反应式_____________________。 答案　(1)铜电极逐渐溶解，有白色沉淀产生，溶液变为蓝色 (2)2Cu＋4I－－4e－===2CuI↓＋I2 题组三　与酸、碱、盐的电解有关的实验设计 7．[2010·大纲全国卷Ⅱ，29(1)(2)(3)(4)(5)]如图是一个用铂丝作电极，电 解稀的 MgSO4 溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色。 (指示剂的 pH 变色范围：6.8～8.0，酸色—红色，碱色—黄色) 回答下列问题：(1) 下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是 ________(填编号)； ①A 管溶液由红变黄；② B 管溶液由红变黄；③ A 管溶液不变 色；④B 管溶液不变色 (2)写出 A 管中发生反应的反应式：_________________； (3)写出 B 管中发生反应的反应式：_________________；； (4)检验 a 管中气体的方法是_________________； (5)检验 b 管中气体的方法是______________________。 答案　(1)①④ (2)2H ＋ ＋2e － ===H2 ↑(或 2H 2O＋2e － ===2OH － ＋H 2 ↑)　Mg 2 ＋ ＋2OH － ===Mg(OH)2↓ (3)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑(或 2H2O－4e－===4H＋＋O2↑) (4)用拇指按住管口，取出试管，管口靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声，管 口有淡蓝色火焰 (5)用拇指按住管口，取出试管正立，放开拇指，将带有火星的木条伸入试 管内会复燃 解析　(1)由于 MgSO 4 是强酸弱碱盐，在水溶液中存在 Mg2＋＋2H2O Mg(OH)2＋2H＋水解平衡，因此水溶液呈酸性，电解前 A、B 管均显红色。铂丝 是惰性电极，电解池中阴离子在阳极发生氧化反应，阳离子在阴极发生还原反应， 在 A 管溶液中，铂丝作阴极，由于 H＋的氧化性大于 Mg2＋的氧化性，H＋先得电 子被还原为 H2， Mg2＋与 OH－生成 Mg(OH)2 沉淀，酸性减弱，随着水的电解，OH－浓度增大， 颜色由红变黄。而在 B 管溶液中铂丝作阳极，OH－的还原性大于 SO，OH－失电 子，随着电解的进行，酸性增大，溶液不变色(始终为红色)。 (2)(3)由(1)可知，在 A 管中发生： 2H＋＋2e－===H2↑(或 2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑) Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓ 在 B 管中：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑(或 2H2O－4e－===4H＋＋O2↑) (4)(5)H2 的常用检验方法是“爆鸣”法，即用拇指按住管口，取出试管 a， 管口靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声，管口有淡蓝色火焰；O2 的常用检验方法是 木条复燃法，用拇指按住管口，取出试管 b 正立，放开拇指，将带有火星的木条 伸入试管内，木条复燃。 8．如图所示，用石墨电极电解氯化铜溶液。查阅资料可知，CuCl 显黄色， 氯化铜溶液显蓝绿色或黄绿色；向体积相同浓度分别为 0.01 mol·L－1,0.05 mol·L－ 1,0.1 mol·L－1,0.5 mol·L－1 的氯化铜溶液中加入 NaCl 至饱和，对比发现。溶液的 颜色由黄绿色向蓝绿色转变。 请回答下列问题： (1)阳极上的气体呈________色，检验该气体可用_______________。 (2)写出电解的离子方程式：___________________。 (3)实验时，装置中阴极溶液颜色由蓝绿色变为黄绿色，原因是_______。 (4)取出阴极的石墨棒，发现表面有浅蓝色固体，试设计实验探究此浅蓝色 固体的成分：______________。 (5)为什么要设计连接后面的装置？______________。答案　(1)黄绿　湿润的淀粉KI 试纸 (2)Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑ (3)阴极 Cu2＋放电后，Cu2＋与 Cl－浓度比值减小 (4)取此浅蓝色固体于试管中，加入硫酸，若溶解且溶液变蓝色，则为 Cu(OH)2 (5)因为阳极产生的氯气为有毒气体，故后面连接装置可以用于检验与吸收 解析　(1)阳极是阴离子放电，即 Cl－放电产生 Cl2，故颜色为黄绿色；检验 Cl2 可用湿润的淀粉KI 试纸，若试纸变蓝，则确定为氯气。 (2)电解氯化铜的离子方程式为 Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑。 (3)由题目所给信息，Cu2＋与 Cl－浓度比值逐渐增大，溶液的颜色由黄绿色 向蓝绿色转变，故阴极 Cu2＋放电后，Cu2＋与 Cl－浓度比值减小而呈现黄绿色。 (4)随着反应的进行，Cu2＋浓度降低，此时有一部分 H＋放电而使此区域 OH －浓度增大，故此浅蓝色固体为 Cu(OH)2。 (5)电解氯化铜时产生的氯气有毒，故后面连接装置既可用作检验电解产生 的气体，又可用于吸收该有毒气体。 电解原理的应用 1．工业废水中常含有一定量的 Cr2O，会对人类及生态系统产生很大损害， 电解法是一种行之有效的除去铬的方法之一。该法用 Fe 作电极电解含 Cr2O 的酸 性废水，最终将铬转化为 Cr(OH)3 沉淀，达到净化目的。下列有关说法不正确的 是(　　) A．电解时选用 Fe 作阳极，石墨棒作阴极 B．阴极附近的沉淀只有 Cr(OH)3 C．阳极附近发生反应的离子方程式是 Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋ 7H2O D．消耗 1 mol Cr2O，将有 336 g Fe 消耗，因此要定期更换铁电极 答案　B 解析　Fe 作阳极，反应产生 Fe2＋，Fe2＋与 Cr2O 发生氧化还原反应，Fe2＋被氧 化为 Fe3＋，Cr2O 被还原为 Cr3＋；阴极是 H＋得到电子，导致阴极附近溶液的碱性 增强，Fe3＋、Cr3＋都会变为 Fe(OH)3、Cr(OH)3 沉淀，B 错误；消耗 1 mol Cr2O， 必消耗 6 mol Fe2＋，根据 Fe 守恒，将有 6 mol Fe 消耗，质量 336 g。 2．使用氯化钠作原料可以得到多种产品。 (1)实验室用惰性电极电解 100 mL 0.1 mol·L－1 NaCl 溶液，若阴阳两极均得到 112 mL 气体(标准状况)，则所得溶液的物质的量浓度是_________(忽略反应前后 溶液体积的变化)。 (2)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 如图的装置。对电源电极名称和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 (3)实验室中很难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的 Fe(OH)2 沉淀。某 同学利用上图装置，只更换一个电极，通过电解法制取较纯净的 Fe(OH)2 沉淀，且较长时间不变色。该同学换上的电解材料是__________(用元素符号表示)，总 的反应式是_______________。 答案　(1)0.1 mol·L－1　(2)B (3)Fe　Fe＋2H2OFe(OH)2↓＋H2↑ 3．某小组同学认为，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以 设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。 (1)该电解槽的阳极反应式为________________。 此时通过阴离子交换膜的离子数______(填“大于”、“小于”或“等于”) 通过阳离子交换膜的离子数。 (2)制得的氢氧化钾溶液从出口______(填“A”、“B”、“C”或“D”)导出。 (3)通电开始后，阴极附近溶液 pH 会增大，请简述原因__________。 (4)若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极 的反应式为____________________。 答案　(1)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　小于　(2)D (3)H＋在阴极附近放电，引起水的电离平衡向右移动，使 c(OH－)>c(H＋) (4)O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 解析　溶液中的 OH－在阳极失电子产生 O2：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，所 以在 B 口放出 O2，从 A 口导出 H2SO4。溶液中的 H＋在阴极得到电子产生 H2：2H ＋＋2e－===H2↑，则从 C 口放出 H2，从 D 口导出 KOH 溶液。因 SO 所带电荷数 大于 K＋所带电荷数，SO 通过阴离子交换膜，K＋通过阳离子交换膜，所以通过 阳离子交换膜的离子数大于通过阴离子交换膜的离子数。O2、H2、KOH 溶液构 成燃料电池时，O2 在电池正极放电：O2＋4e－＋2H2O===4OH－。