加氧放O2阴极:电解质阳离子放电 生酸阳极:H2O放O2生酸 型 酸盐(如CuSO4) 水 解质 酸铜 拓展 根据以上电解规律判断由H+、K+、Mg2+、Ag+、Cu2+、NO-3、Cl-、OH-所组成的电解质溶液中,电解对象为水的电解质的化学式为HNO3、KNO3、Mg(NO3)2、KOH,电解质本身放电的为HCl、CuCl2。
电解池中电极方程式的书写
4.(2017·常州一模)用图所示装置除去含CN-、Cl-废水中的CN-时,控制溶液pH为9~10,阳极产生的ClO-将CN-氧化为两种无污染的气体,下列说法不正确的是( )
不活泼金属的含氧质和新电减小 或碳电解生成化铜
A.ClO-将CN-氧化过程中,每消耗1 mol CN-转移10 mol电子 B.阳极的电极反应式为Cl-+2OH--2e-===ClO-+H2O C.阴极的电极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH- D.在电解过程中,废水中的CN-和Cl-均移向阳极
解析 CN-中C的化合价为+2价,N为-3价,1 mol CN-生成CO2和N2转移电子的物质的量为5 mol,A错误;阳极是Cl-失电子产生ClO-,电极反应式为Cl-+2OH--2e-===ClO-+H2O,B正确;阴极是H+得电子产生H2,碱性溶液中阴极的电极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH-,C正确;电解过程中阴离子移向阳极,阳离子移向阴极,D正确。 答案 A
5.(1)(2017·江苏化学)电解Na2CO3溶液,原理如图所示。
阳极的电极反应式为 ,阴极产生的物质A的化学式为 。
(2)(2014·江苏化学)将烧碱吸收H2S后的溶液加入到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: S2--2e-===S (n-1)S+S2-===S2n-
写出电解时阴极的电极反应式: 。
(3)(2011·江苏化学,20)电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢的装置示意图见图(电解池中隔膜仅阻止气体通过,阴、阳极均为惰性电极)。
电解时,阳极的电极反应式为 。
(4)(2017·通扬泰淮宿徐二调)20世纪80年代Townley首次提出利用电化学膜脱除烟气中SO2的技术:将烟气预氧化使SO2转化为SO3,再将预氧化后的烟气利用如图所示原理净化利用。
①阴极的电极反应式为 。
②若电解过程中转移1 mol电子,所得“扫出气”用水吸收最多可制得质量分数70%的硫酸 g。 解析 (1)阳极溶液中的阴离子即水中的OH-放电生成O2(图示)及H+(2H2O-
-(CO24e-===O2↑+4H+),H+与CO23-结合生成HCO33-+H+===HCO-3,由图阳极区Na2CO3生成
NaHCO3),写出总反应:4CO23-+2H2O-4e-===4HCO-3+O2↑。(2)阴极水中的H+放电生成H2。(3)产生H2是由溶液中的H+在阴极放电所得到,则阳极产生的是N2,阳极发生氧化反应,在碱性环境下的电极反应式为:CO(NH2)2+8OH--6e-===CO23-+N2↑+6H2O。
(4)①由图可知,在阴极SO3、O2转化为SO24-,阴极反应式为2SO3+O2+4e-===2SO24-。②阳极发生反应2SO24- -4e-===2SO3+O2↑,转移1 mol 电子时生成SO3 0.5 mol,可生成H2SO4为 0.5 mol,即49 g,可制得70% 的硫酸的质量为49 g/70%=70(g)。
-+O2↑ H2 答案 (1)4CO23-+2H2O-4e-===4HCO3
(2)2H2O+2e-===H2↑+2OH-
(3)CO(NH2)2+8OH--6e-===CO23-+N2↑+6H2O (4)①2SO3+O2+4e-===2SO24- ②70 【反思归纳】
1.做到“三看”,正确书写电极反应式
(1)一看电极材料,若是活性电极(Au、Pt除外)作阳极,金属一定被电解(注Fe生成Fe2+而不是生成Fe3
+)。
(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,就是金属的电解冶炼。 2.规避“四个”失分点
(1)书写电解池中电极反应式时,要以实际放电的离子表示,但书写总电解反应方程式时,弱电解质要写成分子式。
(2)要确保两极电子转移数目相同,且注明条件“电解”。
(3)电解水溶液时,应注意放电顺序中H+、OH-之后的离子一般不参与放电。
(4)当电解池的电极材料为活性电极时,则阳极本身失电子,不能再用电解规律。
考点二 电解原理的应用 [知识梳理]
1.电解饱和食盐水 (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↑
通电
离子反应方程式:2Cl-+2H2O=====2OH-+H2↑+Cl2↑ (3)应用:氯碱工业制烧碱、氢气和氯气
阳极:钛网(涂有钛、钌等氧化物涂层)。 阴极:碳钢网。 阳离子交换膜:
①只允许阳离子通过,能阻止阴离子和气体通过。 ②将电解槽隔成阳极室和阴极室。 2.电解精炼铜
3.电镀铜