－电解－

2Al＋2H2O＋2OH=====2AlO2＋3H2↑

4．锰、硫、氮的化合物在人类生产、生活中有重要作用。

(1)MnO2可作超级电容器材料。用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2，其阳极的电极反应式是__________________。MnO2是碱性锌锰电池的正极材料，已知碱性锌锰电池的总反应为Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2，碱性锌锰电池放电时，正极的电极反应式是________________________________________________________________________。 (2)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。 由硫化氢获得硫单质有多种方法。

将用烧碱吸收H2S后所得的溶液加入如图所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应：

S－2e===S (n－1)S＋S===Sn

2－

－

2－

2－

①写出电解时阴极的电极反应式：_________________________________________________ ________________________________________________________________________。

②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成________________________________________________________________________。

(3)电解NO制备NH4NO3，其工作原理如图所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是____________，说明理由：________________________________________。

答案 (1)Mn＋2H2O－2e===MnO2＋4H MnO2＋H2O＋e===MnO(OH)＋OH (2)①2H2O＋2e===H2↑＋2OH②Sn＋2H===(n－1)S↓＋H2S↑

电解

(3)NH3 根据总反应：8NO＋7H2O=====3NH4NO3＋2HNO3，电解产生的HNO3多，应补充NH3

解析 (1)Mn的化合价从＋2价升到＋4价，失电子发生氧化反应，则阳极电极反应式为Mn＋2H2O－2e===MnO2＋4H。碱性锌锰干电池中，MnO2作为正极，发生还原反应，其电极反应式为MnO2＋H2O＋e===MnO(OH)＋OH。

(2)①电解时，阴极区溶液中的阳离子放电，即水溶液中的H放电生成H2。②由题给反应可知，

- 5 -

＋

－

－

－

＋

2＋

－

－

2－

＋

2＋

－

＋

－

－

阳极区生成了Sn，Sn可以理解为(n－1)S＋S，加入稀硫酸生成S单质和H2S气体。

(3)根据电解NO制备NH4NO3的工作原理示意图知：阴极反应式为3NO＋15e＋18H===3NH4＋3H2O，电解－－＋

阳极反应式为5NO－15e＋10H2O===5NO3＋20H，总反应式为8NO＋7H2O=====3NH4NO3＋2HNO3，为了使电解产生的HNO3全部转化为NH4NO3，应补充NH3。

做到“三看”，正确书写电极反应式

(1)一看电极材料，若是金属(Au、Pt除外)作阳极，金属一定被电解(注：Fe生成Fe而不是生成Fe)。

(2)二看介质，介质是否参与电极反应。

(3)三看电解质状态，若是熔融状态，就是金属的电冶炼。

题组三 有关电解的计算

5．(2018·兰州质检)将两个铂电极插入500mLCuSO4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢离子浓度约为( ) A．4×10mol·L C．1×10mol·L 答案 A

0.064g电解

解析 根据2CuSO4＋2H2O=====2Cu＋2H2SO4＋O2↑，得：n(H＋)＝2n(H2SO4)＝2n(Cu)＝2×－1

64g·mol0.002mol＋－3－1

＝0.002mol，c(H)＝＝4×10mol·L。

0.5L

6．500mLKNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO3)＝0.6mol·L，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2.24L气体(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为500mL，下列说法正确的是( )

A．原混合溶液中c(K)为0.2mol·L B．上述电解过程中共转移0.2mol电子 C．电解得到的Cu的物质的量为0.05mol D．电解后溶液中c(H)为0.2mol·L 答案 A

解析 石墨作电极电解KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液，阳极反应式为4OH－4e===2H2O＋O2↑，阴极先后发生两个反应：Cu＋2e===Cu,2H＋2e===H2↑。从收集到O2为2.24L可推知上述电解过程中共转移0.4mol电子，而在生成2.24LH2的过程中转移0.2mol电子，所以Cu共得到0.4mol－0.2mol＝0.2mol电子，电解前Cu的物质的量和电解得到的Cu的物质的量都为0.1mol。电解

- 6 -

2＋

2＋

2＋

－

＋

－

－

－

＋

－1

＋

－1

－

－1

－3

－1

－3

－1

3＋

2＋

－

＋

＋

2－2－2－

B．2×10mol·L D．1×10mol·L

－7

－1

－3－1

前后分别有以下守恒关系：c(K)＋2c(Cu)＝c(NO3)，c(K)＋c(H)＝c(NO3)，不难算出：电解前c(K)＝0.2mol·L，电解后c(H)＝0.4mol·L。

电化学综合计算的三种常用方法

(1)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。 (2)根据电子守恒计算

①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用于混合溶液中电解的分阶段计算。 (3)根据关系式计算

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。 如以通过4mole为桥梁可构建如下关系式：

－

＋

－1

＋

－1

＋2＋－＋＋－

阳极产物 阴极产物 (式中M为金属，n为其离子的化合价数值)

该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。

考点二 电解原理的应用

1．氯碱工业 (1)电极反应

阳极反应式：2Cl－2e===Cl2↑(氧化反应) 阴极反应式：2H＋2e===H2↑(还原反应) (2)总反应方程式

电解

2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ (3)氯碱工业生产流程图

＋

－

－

－

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2．电镀

下图为金属表面镀银的工作示意图，据此回答下列问题：

(1)镀件作阴极，镀层金属银作阳极。

(2)电解质溶液是AgNO3溶液等含镀层金属阳离子的盐溶液。 (3)电极反应： 阳极：Ag－e－

===Ag＋

； 阴极：Ag＋

＋e－===Ag。

(4)特点：阳极溶解，阴极沉积，电镀液的浓度不变。 3．电解精炼铜

(1)电极材料：阳极为粗铜；阴极为纯铜。 (2)电解质溶液：含Cu2＋

的盐溶液。 (3)电极反应：

阳极：Zn－2e－

===Zn2＋

、Fe－2e－

===Fe2＋

、Ni－2e－

===Ni2＋

、Cu－2e－

===Cu2＋

；阴极：Cu2＋

＋2e－===Cu。 4．电冶金

利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。 (1)冶炼钠

2NaCl(熔融)=====电解

2Na＋Cl2↑ 电极反应：

阳极：2Cl－

－2e－

===Cl＋

－

2↑；阴极：2Na＋2e===2Na。 (2)冶炼铝

2Al电解

2O3(熔融)=====4Al＋3O2↑ 电极反应：

阳极：6O2－

－12e－

===3O2↑； 阴极：4Al3＋

＋12e－

===4Al。

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