电解池方面的例题

电解池方面的例题
电解池方面的例题

电解池方面的例题
典型例题
例1： 已知铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2,在放电时起原电池的作用,充电时起电解池的作用.铅蓄电池发生反应的化学方程式可表示为
（1）写出放电时负极发生反应的化学方程式_____________________.
（2）当蓄电池作为电源,电解CuSO4溶液生成1.6g Cu时,蓄电池内消耗H2SO4__________mol.
（3）给蓄电池充电时,若要使3.03 g PbSO4转变为Pb和PbO2,需_______mol e-的电量.
选题角度：此题涉及蓄电池的电化学原理、电解CuSO4溶液的反应原理、电极反应和有关电池反应、电解反应的计算等知识点.考查学生的分析能力、计算能力以及思维的严密性和整体性.
思路解析：
（1）蓄电池放电时,发生原电池反应.负极上的反应是Pb＋SO42-－2e-= PbSO4.
（2）由电池反应
有2e-～2H2SO4的关系
又由电解反应 ,有4e-～2Cu的关系；依据电子守恒的关系,可得2e-～2H2SO4～Cu的关系.
电解CuSO4溶液生成的Cu的物质的量为
所以蓄电池中消耗H2SO4的量为2×0.025 mol＝0.05 mol
（3） 蓄电池充电时发生电解反应 有2e-～2PbSO4 的关系.
3.03 g PbSO4的物质的量为 转变为Pb和PbO2需转移电子的物质的量为0.01 mol.
； .
点评：解此题的关键在于：①弄清蓄电池及电解CuSO4溶液的反应原理；②把握电池反应和电解反应中转移的电子数相等这一恒等关系.
例2：在25 ℃时将两个铜电极插入一定质量的Na2SO4饱和溶液中进行电解.通电一段时间后,阴极上逸出a mol气体,同时有w g Na2SO4 ·10H2O晶体析出.若温度不变,剩余溶液中溶质的质量分数为（ ）

选题角度：本题主要考查电解的相关知识.
思路分析：电解发生的电极反应为：Cu -2e-= Cu2+(阳极),2H+ ＋ 2e- = H2 ↑ (阴极).电解的总化学方程式为Cu ＋2H2O = Cu(OH)2 ↓ ＋ H2 ↑.阴极逸出a mol H2,水被电解了2a mol,即析出的w g Na2SO4 · 10H2O溶解在2a mol水中恰好是25℃的饱和溶液,该溶液中溶质的质量分数与剩余溶液中溶质的质量分数相等.

C
例3：（1993年全国高考题）图-1中X、Y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增加,b极板处有无色无味的气体放出.符合这一情况的是（ ）
a极板 b极板 X电极 Z溶液
A． Zn C 负极 CuSO4
B． C C 负极 NaOH
C． Ag Fe 正极 AgNO3
D． Cu C 负极 CuCl2
选题角度：本题主要考查电解的相关知识.
思路分析：题中“通电后发现a极板质量增加,b极板处有无色无味的气体放出”是解题的关键和突破口.“a极板质量增加”一定是金属阳离子在a极板上放电析出,所以a极板一定是阴极,与a极板相连的电源X极为负极,由此排除C选项.B选项电解NaOH溶液无金属单质析出也被排除.电解CuCl2溶液时,阴极上析出铜,a极板质量增加,而在阳极上是Cl-放电生成Cl2,与题意不符,D被排除.电解CuSO4溶液,阴极析出铜,阳极放出氧气,A项符合题意.
A
例4：A、B、C是三个电解槽,阳极均是Pt电极.A槽是CuCl2做电解液,纯铜片做阴极；B和C两槽以AgNO3溶液做电解液,纯银丝做阴极.先将A和B槽并联,再与C槽串联进行电解.若B槽中银丝质量增加0.108 g,C槽银丝质量增加0.216 g,则A槽中铜片增加的质量为_________________.
选题角度：本题主要考查电解的相关知识.
思路分析：本题是将A、B并联之后再与C串联,根据物理学电流定律可知：IC = IA ＋ IB,可推出各电解池得失的电量关系为：QC = QA ＋ QB.设A槽中铜片增加的质量为x,故有：

0.032 g
点评：熟练掌握串联电路、并联电路的电流强度大小的关系是解本题的关键.
例5：右图为电解水的装置图,闭合开关S后,观察到电压表的示数为6.0 V,电流表的示数为100 mA.
⑴ 此时A管内生成_______________气,B管内生成______________气.
⑵ 试写出电解水的化学方程式.
⑶ 通电过程中,A极、B极各发生何种化学反应?
⑷ 为了加快电解水的速率,可在水中加入（ ）
A．H2SO4 B.HCl C. NaOH D. NaCl
⑸ 在实验过程中消耗了何种形式的能量,产生了何种形式的能量?
⑹ 若通电10 min,A管中将生成______mL气体(标准状况).
⑺ 已知每摩尔水被电解消耗280.8 kJ能量,则10 min内增加了多少化学能?
⑻ 在电解池中产生多少内能,在该实验中两极间液体的电阻是多大?
选题角度：这是一道物理、化学综合题,涉及能量转换、化学反应的类型及电路计算等知识,每小题是相对独立的,用单一知识能求解,各题之间又是通过相关知识点渗透的.本题主要考查知识的综合及迁移能力.
思路分析：
⑴ 因为H+带正电,OH-带负电,由电池正、负极位置可知,H+向A极移动,在A管内生成H2,B管内生成O2.
⑵ 电解水的化学方程式为：
⑶ A极：4H+ ＋ 4e- = 2H2↑；B极：4OH- － 4e- = 2H2O ＋ O2↑.
⑷ 在水中加入强酸或强碱都可使电解水的速率加快,但加入HCl或NaCl后在阳极生成Cl2,而不是O2,所以应选A和C.
⑸ 在电解水的过程中消耗了电能,产生了化学能和内能,由能的转化和守恒定律知,消耗的能量应等于产生能量的总和.
⑹
到达阴极的H+和电子结合成H,H再相互结合成H2.每个电子带电e- = 1.6×10-19 C,10 min内在阴极上生成H2的物质的量为

故A管内生成标准状况下H2的体积为:
V(H2)= 3.11×10-4 mol×22.4 L/mol=6.97×10-3 L=6.97 mL
⑺ 10 min内增加的化学能 E化 = 3.11×10-4×280.8×10-3 = 87.3 （J）
⑻ 由能量守恒求得电解池中产生的内能
Q = E电－ E化= Uit － E化= 6×0.1×600×87.3 = 272.7 （J）
由焦耳定律可得电解池内两极间的电阻
⑴ 氢 氧

⑶ A极：4H+ ＋ 4e- = 2H2↑；B极：4OH- － 4e- = 2H2O ＋ O2↑
⑷ A、C
⑸ 消耗了电能,产生了化学能和内能.
⑹ 6.97 ⑺ 87.3 J ⑻ 272.7 J 45.5 Ω

化学书上就有吧...