由CuSO4電解時放出的氧氣為0.05mol,計算是:
2Cu2+~O2
陽極產(chǎn)生的氧氣為
例題2 用石墨電極電解100mLH2SO4和CuSO4混合溶液,通電一段時間后,兩極各出現(xiàn)氣體
請同學(xué)們分析后給出答案。
回答:
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(4)氫氣和氧氣在堿的環(huán)境下發(fā)生的是電池反應(yīng),(類似燃燒電池),消耗了氫氣和氧氣。
(-)2H2+4OH--4e=4H2O
(+)O2+2H2O+4e=4OH-
【評價】此題是一道比較綜合的題,它考察了電化學(xué)知識的大部分內(nèi)容。
此題的突破點是,示意圖中的兩種氣體的體積,由此確定電源的正、負極,使題中所有問題迎刃而解。這位同學(xué)分析得非常好,我們應(yīng)該認真的讀題,抓住題中的突破口。
【投影】
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根據(jù)圖分析回答:
(1)C、D產(chǎn)生氣體的體積是不相同的,由此可以判斷C端的氣體是氫氣,D端產(chǎn)生的氣體是氧氣,所以確定R為負極而S端是正極。
(2)A附近的變化是變?yōu)榧t色,因為D端放氧氣,N端為陽極,而A端為陰極,吸引陽離子,陽離子放電2H+-2e=H2。因為,電解破壞了水的電離平衡,所以,此處OH-濃度增大,溶液顯紅色。而在B端發(fā)生OH-放電,其反應(yīng)為:4OH--4e=2H2O+O2。
3.綜合利用――實用電池與可逆電池
常見的電池應(yīng)用是:
①干電池(Zn-Mn電池)
日常生活和照明。
②鉛蓄電池
應(yīng)用于國防、科技、交通、化學(xué)電源等。
③鋰電池
密度小,壽命長應(yīng)用于電腦、手表、心臟起搏器、火箭、導(dǎo)彈的電源。
④燃燒電池
污染小、能量轉(zhuǎn)化高,應(yīng)用于高科技研究。
⑤其它電池
鋁電池:能量高、不污染環(huán)境應(yīng)用于照明、野營作業(yè)。
回答:
應(yīng)用在手電、心臟起搏器、海洋照明、航標電源。
今后我們還可以根據(jù)原理設(shè)計出更多更好的實用電池。
【投影】
例題1如圖2-17,E為沾有Na2SO4溶液的濾紙,并加入幾滴酚酞。A,B分別為Pt片,壓在濾紙兩端,R、S為電池的電極。M、N是用多微孔的Ni的電極材料,它在堿溶液中可以視為惰性電極。G為電流計,K為開關(guān)。C、D和電解池中都充滿濃KOH溶液。若在濾紙中央點上一滴紫色的KMnO4溶液,K打開,接通電源一段時間后,C、D中有氣體產(chǎn)生。
(1)外電源的正、負極分別是R為____,S為_____。
(2)A附近溶液的現(xiàn)象是_______,B附近發(fā)生的電極反應(yīng)式為_____。
(3)濾紙上的紫色點向哪方移動____。
(4)當C、D里的氣體產(chǎn)生到一定量時,切斷外電源并接通開關(guān)K,經(jīng)過一段時間,C、D中氣體逐漸減少,主要因為____,有關(guān)的反應(yīng)式為_____。
電解出什么物質(zhì)就應(yīng)該加入什么,如:電解飽和食鹽水在溶液中減少的是氯氣和氫氣,所以應(yīng)該加入的是氯化氫。</PGN0101.TXT/PGN>
【設(shè)問】
如果電解硫酸銅時,要恢復(fù)原來的濃度應(yīng)該加入什么呢?
回答:
因為電解硫酸銅時,生成的是銅和氧氣,所以應(yīng)該向溶液中加入氧化銅。
【設(shè)問】
電解在應(yīng)用中還應(yīng)該注意什么呢?
回答:
在分析應(yīng)用問題中還應(yīng)該注意:
一要:不僅考慮陰極、陽極放電的先后順序,還應(yīng)該注意電極材料(特別是陽極)的影響;二要:熟悉用惰性電極電解各類電解質(zhì)溶液的規(guī)律。
【練習(xí)】
用石墨電極電解1mol/L的下列溶液,溶液的pH不變的是______。
(1)HCl (2)NaOH
(3)Na2SO4 (4)NaCl
回答:
鹽酸溶液電解產(chǎn)生氯氣和氫氣,溶液的pH升高。
氫氧化鈉溶液電解產(chǎn)生氫氣和氧氣,溶液的pH升高。
硫酸鈉溶液電解產(chǎn)生氫氣和氧氣,溶液的pH不變。
氯化鈉溶液電解產(chǎn)生氫氧化鈉、氫氣和氯氣,溶液的pH升高。
所以(1)、(2)、(4)溶液的pH都增大。
答案:pH不變的是(3)。
以上的四種溶液電解后,如何使其濃度恢復(fù)到原來的濃度呢?
回答:
在(1)中應(yīng)該加入氯化氫。
在(2)中應(yīng)該加入一定量的水。
在(3)中應(yīng)該加入一定量的水。
在(4)中應(yīng)該加入一定量的氯化氫。
2.電解規(guī)律的應(yīng)用
【設(shè)問】
電解規(guī)律的應(yīng)用有什么內(nèi)容?
回答:
主要應(yīng)用是:依據(jù)電解的基本原理分析判斷電解質(zhì)溶液。
【設(shè)問】
如何恢復(fù)電解液的濃度呢?(舉例說明)
回答:
電解液應(yīng)先看pH的變化,再看電極產(chǎn)物。欲使電解液恢復(fù)一般是:
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鐵被腐蝕由快到慢的順序是:______。
回答:
從圖和復(fù)習(xí)歸納的方法可以分析,有外接電源時鐵放在電源的正極,鐵被腐蝕的最快;若放在負極腐蝕的最慢;原電池中,兩極的金屬活動性差別越大,反應(yīng)越快,但若有活動性強于鐵的金屬存在則鐵不被腐蝕(保護了鐵),所以此題的答案是:
(4)、(2)、(1)、(3)、(5)。
1.下列五個燒杯中均有天然水
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