摘要：4．电解原理及其应用 直流电通过电解质溶液时使阴阳两极发生氧化还原反应的过程.电解是一个电能转化为化学能的过程. 从参加反应的物质来分电解反应可分成五类: (1)H2O型:实质是电解水.如电解硝酸钠.氢氧化钠.硫酸等溶液. (2)溶质型:溶质所电离出来的离子发生氧化还原.如电解氯化铜.溴化氢等溶液. (3)硫酸铜溶液型:电解产物是金属.氧气与酸.如电解硫酸铜溶液生成单质铜.氧气和硫酸.电解硝酸银溶液时生成单质银.氧气和硝酸. (4)氯化钠溶液型:电解产物是非金属单质.氢气与碱.如电解氯化钠溶液时生成氯气.氢气和氢氧化钠.电解溴化钾溶液时生成溴单质.氢气和氢氧化钾. (5)电镀型:镀层金属作阳极.阳极反应是:M- ne-=Mn+.镀件作阴极.阴极反应是:Mn++ne-=M.(电解精炼与电镀.实质上是相同的) [典型题析] [例1]熔融盐燃料电池具有高的发电效率.因而受到重视.可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混和物作电解质.CO为负极燃气.空气与CO2的混和气为正极助燃气.制得在650℃下工作的燃料电池.完成有关的电池反应式: 负极反应式:2CO+2CO32--4e-＝ 4CO2 正极反应式: 总电池反应式: [解析]本题属于那种源于教材又高于教材的题型.从通常原电池的电解质溶液.一下过渡到熔融盐.不少人无法适应.当年高考失分也很严重.其实.我们只要从最基本的一点-燃料电池分析.其总电池反应式应为:2CO+O2=2CO2.然后逆向思考正极反应式-应为总反应式减去负极反应式.就可得出结果: O2+2CO2+4e-=2CO32-. [例2]普通干电池中装有二氧化锰和其它物质.二氧化锰的作用是 ( ) A. 和正极作用把碳变成CO2 B. 把正极附近生成的H2氧化成水 C. 电池中发生化学反应的催化剂 D. 和负极作用.将锌变成锌离子Zn2+ [解析]锌锰干电池的负极材料是锌.故负极反应是Zn-2e-=Zn2+.正极导电材料是石墨棒.两极间为MnO2.NH4Cl.ZnCl2的糊状物.正极NH4+发生还原反应生成NH3和(H).继而被MnO2氧化为水.使碳极附近不致产生H2气泡而使电极极化.故MnO2也可称为正极的去极剂.使正极附近生成的H2氧化为水.正极反应: 2MnO2+2NH4++2e-==Mn2O3+2NH3+H2O 电池总反应为:Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O 本题答案为B. [例3]将0.lmol·醋酸溶液加水稀释.下列说法正确的是( ) A．溶液中c(H+)和c(OH-)都减小 B．溶液中c(H+)增大 C．醋酸电离平衡向左移动 D．溶液的pH增大 [解析]答案为D. 主要考查电离平衡知识.弱酸的电离可联系到溶液的pH.物质的量浓度.水的电离平衡等基础知识.要用到化学平衡移动原理.要注意酸溶液稀释时.溶液的c(OH-)增大.同样碱溶液稀释时溶液中的c(H+)增大. [例4]已知0.1mol·L-1的二元酸H2A溶液的pH=4.0.则下列说法中正确的是( ) A．在Na2A.NaHA两溶液中.离子种类不相同 B．在溶质物质的量相等的Na2A.NaHA两溶液中.阴离子总数相等 C．在NaHA溶液中一定有:c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+c(OH-)+2c(A2-) D．在Na2A溶液中一定有:c(Na+)>c(A2-)>c(H+)> c(OH-) [解析]答案选C. 主要考查电离平衡.盐类水解等理论知识.弱电解质的电离平衡.盐类的水解平衡都会反映到溶液中各种离子浓度的关系之中.从分析离子关系角度考查电离平衡和盐类水解平衡理论知识.可以较好地区分学生对相关理论内容的理解水平. 根据题给条件可判断.H2A的第一级电离就较弱.属于弱酸.所以在Na2A.NaHA溶液中由于水解和电离.两溶液中所含离子种类数肯定相同.在Na2A溶液中.由于A2-水解.阴离子总数增加.在NaHA溶液中由于HA-水解阴离子总数要减小.所以两溶液中阴离子总数前者多.任何溶液中.阳离子所带正电荷总数跟阴离子所带负电荷总数必定相等.所以.在Na2A溶液中H+浓度小于OH-离子浓度. [例5]剪长约6cm.宽2cm的铜片.铝片各一片.分别用接线柱平行地固定在一块塑料板上.将铜片与铝片分别和电流表的“+ .“- 端相连接.电流表指针调到中间位置.取两个50mL的小烧杯.在一个烧杯中注入约40mL的浓硝酸.在另一只烧杯中注入40mL0.5mol/L的硫酸溶液.试回答下列问题: (1)两电极同时插入稀硫酸中.电流表指针偏向 极.铝片上电极反应式为 , (2)两电极同时插入浓硝酸时.电流表指针偏向 极.此时铝是 极.铝片上电极反应式为 . [解析]电极的确定依赖于具体的电极反应.在这个问题上.学生易受思维定势的影响.以为金属越活泼.便一定是负极.殊不知.在浓硝酸中.Al表面产生了钝化.发生反应的是Cu.因此.当Al.Cu同时插入稀硫酸时.电流表指针偏向Al..电极反应式为:Al-3e-=Al3+.而当Al.Cu同时插入浓硝酸时.电流表指针偏向Cu.Al作正极.且电极反应式为:NO3-+4H++3e-=NO+2H2O. [预测与训练]

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