第29讲 电解池 金属的腐蚀与防护（3）计算、多池串联 课件-2027届高三化学一轮复习

最适合真实课堂教学的课件！ 简洁、启智！ 1.7.2013 ‹#› 有关原电池、电解池的计算 有关原电池、电解池的计算 1.计算类型 （1）计算两极产物的量 （2）计算的溶液pH （3）计算相对原子质量和阿伏加德罗常数 2.计算原理：根据电子守恒计算 根据得失电子守恒定律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。 原电池：负极失去的电子数=正极得到的电子数 电解池：阴极失去的电子数=阳极得到的电子数 3.关系式法 有关原电池、电解池的计算 3.关系式法 【例】如以通过4 mol e-为桥梁可构建如下关系式： （1）电路中4 mol e-转移，在阳极上可得到 mol Cl2或 mol O2 。 （2）电路中4 mol e-转移，在阴极上可得到 mol H2或 mol Cu 或 mol Ag 。 2 1 2 2 4 （3）电路中4 mol e-转移，在阴极产生 mol OH- 。 4 【例1】用惰性电极电解 1 L 硫酸铜溶液。若阳极上产生气体的物质的量为0.025 mol，阴极无气体逸出（H-1 O-16 Cu-64）。计算： （1）阴极区域转移的电子数目为 ； 阴阳两极转移电子数目相等！！！ 计算的依据 0.1NA （2）阴极生成 mol 铜； 0.05 （3）忽略溶液体积变化，溶液的pH是 。 1 【例2】1 L K2SO4和CuSO4的混合溶液中c(SO42- )=1.5 mol·L-1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到11.2 L气体(标准状况)。假设电解后溶液体积不变（H-1 O-16 Cu-64）。 （1）阴极产物有 ，阳极产物有 。 Cu 、H2 O2 2 （2）电解过程中共转移 mol电子 32 （3）电解得到Cu的质量为 g 1 mol （4）原混合溶液中n(K2SO4)= ； 0 （5）电解后所得溶液的pH= 。 （6）使电解后的溶液复原可采用的方法是 。 0.5mol CuO 和0.5mol H2O 或0.5mol (CuOH)2 【例3】1 L含有CuSO4和NaCl的混合溶液中，c(CuSO4)=0.1 mol/L， c(NaCl)=0.4 mol/L，用铂作电极电解。若电路中通过0.6 mol电子，写出电极反应式。 阴极： 阳极： 2H2O－4e－＝O2↑＋4H＋ Cu2+ ＋ 2e－ = Cu 2H2O＋2e－ ＝ H2↑＋2OH－ 2Cl － －2e－＝Cl2↑ 【练】用铂作电极电解某金属氯化物（MCl2）的溶液，当收集到1.12 L氯气时（标准状况），阴极增重3.2g。试计算： （1）电路中通过的电子的物质的量； （2）金属M的相对原子质量。 0.1 mol 64 多池串联原理分析 多池串联原理分析 1.常见多池串联装置图。 （2）图甲中，A池属于 池， B池属于 池，。 A B 图甲 【规律】含有最活泼金属的装置属于原电池。 （1）图甲中 （填“有”或“无”）外接电源，二者必有一个装置是 池，一个装置是 池。 无 原电 电解 原电 电解 多池串联原理分析 1.常见多池串联装置图。 （1）图乙中 （填“有”或“无”）外接电源，二者都属于 池。 有 电解 多池串联原理分析 负极 正极 【例1】如图，电极都是石墨，判断各池电极类型。 阴极 阳极 阳极 阴极 阳极 阴极 【方法引导】通电相同时间，流经每个电解池的电子数目相等 负极 正极 阴极 阳极 阳极 阴极 阳极 阴极 通电相同3min，通过A池的电子为2mol，通过B池的电子为 mol。 2 多池串联原理分析 在如图所示的装置中，若通直流电5min时，铜电极质量增加2.16g。试回答下列问题。 （1）电源中X电极为直流电源的________极。 阳极 阴极 正极 负极 负极 阴极 阳极 阴极 阳极 在如图所示的装置中，若通直流电5min时，铜电极质量增加2.16g。试回答下列问题。 （2）pH变化：A：________，B：________，C：________(填“增大”、“减小”或“不变”) 阳极 阴极 正极 负极 阴极 阳极 阴极 阳极 增大 减小 不变 在如图所示的装置中，若通直流电5min时，铜电极质量增加2.16g。试回答下列问题。 （3）通电5min时，A池中共转移 mol电子。 阳极 阴极 正极 负极 阴极 阳极 阴极 阳极 0.02 【方法引导】通电相同时间，流经每个电解池的电子数目相等 通电5min时，C中析出0.02molAg，电路中通过0.02mol电子。B中共收集0.01mol气体，若该气体全为氧气，则电路中需通过0.04mol电子，电子转移不守恒。因此，B中电解分为两个阶段，先电解CuSO4溶液，生成O2，后电解水，生成O2和H2，B中收集到的气体是O2和H2的混合物。设电解CuSO4溶液时生成O2的物质的量为x，电解H2O时生成O2的物质的量为y，则4x＋4y＝0.02mol(电子转移守恒)，x＋3y＝0.01mol(气体体积之和)，解得x＝y＝0.0025mol，所以n(CuSO4)＝2×0.0025mol＝0.005mol，c(CuSO4)＝0.005mol÷0.2L＝0.025mol·L－1。(4)通电5min时，A中放出0.01molH2，溶液中生成0.02molKOH，c(OH－)＝0.02mol÷0.2L＝0.1mol·L－1，pH＝13。 16 在如图所示的装置中，若通直流电5min时，铜电极质量增加2.16g。试回答下列问题。 （3）通电5min时，B中共收集224mL(标准状况下)气体，溶液体积为200mL，则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为 (设电解前后溶液体积无变化) 阳极 阴极 正极 负极 阴极 阳极 阴极 阳极 0.025 mol/L 通电5min时，C中析出0.02molAg，电路中通过0.02mol电子。B中共收集0.01mol气体，若该气体全为氧气，则电路中需通过0.04mol电子，电子转移不守恒。因此，B中电解分为两个阶段，先电解CuSO4溶液，生成O2，后电解水，生成O2和H2，B中收集到的气体是O2和H2的混合物。设电解CuSO4溶液时生成O2的物质的量为x，电解H2O时生成O2的物质的量为y，则4x＋4y＝0.02mol(电子转移守恒)，x＋3y＝0.01mol(气体体积之和)，解得x＝y＝0.0025mol，所以n(CuSO4)＝2×0.0025mol＝0.005mol，c(CuSO4)＝0.005mol÷0.2L＝0.025mol·L－1。(4)通电5min时，A中放出0.01molH2，溶液中生成0.02molKOH，c(OH－)＝0.02mol÷0.2L＝0.1mol·L－1，pH＝13。 17 在如图所示的装置中，若通直流电5min时，铜电极质量增加2.16g。试回答下列问题。 （4）若A中KCl足量且溶液的体积是200mL，电解后，溶液的pH为__________(设电解前后溶液体积无变化) 13 (4)通电5min时，A中放出0.01molH2，溶液中生成0.02molKOH，c(OH－)＝0.02mol÷0.2L＝0.1mol·L－1，pH＝13。 18 按如下图所示装置探究化学能与电能的相互转化： （1）甲池是 装置，通入CH4气体的电极上的反应式为 。 原电池 CH4 –8e－+ 10OH－ ═ CO32－+ 7H2O Mg2+ +2Cl－+2H2O Mg(OH)2↓+ H2↑+ Cl2↑ 乙池中SO42－ 移向 电极（填“石墨”或“Ag”）。 石墨 按如下图所示装置探究化学能与电能的相互转化： （2）当甲池消耗标况下33.6LO2时，电解质KOH的物质的量变化 mol，乙池若要恢复电解前的状态则需要加入 g . （填物质名称）。 1.5 240 氧化铜 372 碳酸铜 CH4 –8e－+ 10OH－ ═ CO32－+ 7H2O 按如下图所示装置探究化学能与电能的相互转化： (3) 丙池中发生的电解反应的离子方程式为 。 CH4 –8e－+ 10OH－ ═ CO32－+ 7H2O Mg2+ +2Cl－+2H2O Mg(OH)2↓+ H2↑+ Cl2↑ 二次电池的充电 二次电池的充电 1. 可充电电池原理示意图 （2）可充电电池有充电和放电两个过程，放电时属于 池，充电时属于 池。充电、放电 （填“是”或“不是”）可逆反应。 （1）充电时，原电池负极与外接电源 极相连，原电池正极与外接电源 极相连。 负 正 【方法】负接负做阴极； 正接正做阳极。 原电 电解 不是 （3）放电时的负极反应和充电时的 反应，反应式形式相反； 放电时的正极反应和充电时的 反应，反应式形式相反。 阴极 阳极 稀硫酸 Pb PbO2 B A 甲装置 【思考】 充电时，A接电源的 极； B接电源的 极，此时 甲装置为 （填“电解池”或“原电池”） 阳极反应式 ； 总反应式 ； 阴极反应式 ； 负 正 电解池 PbSO4＋2e－== Pb＋S PbSO4＋2H2O－2e－==PbO2＋4H＋＋S 减小 ＋2OH－ －2e－ 2PbSO4＋2H2O ===== Pb＋PbO2＋2H2SO4 电解 $