摘要:电解原理的应用 (1)制取物质:例如用电解饱和食盐水溶液可制取氢气.氯气和烧碱. (2)电镀:应用电解原理.在某些金属或非金属表面镀上一薄层其它金属或合金的过程.电镀时.镀件作阴极.镀层金属作阳极.选择含有镀层金属阳离子的盐溶液为电解质溶液.电镀过程中该金属阳离子浓度不变. (3)精炼铜:以精铜作阴极.粗铜作阳极.以硫酸铜为电解质溶液.阳极粗铜溶解.阴极析出铜.溶液中Cu2+浓度减小 (4)电冶活泼金属:电解熔融状态的Al2O3.MgCl2.NaCl可得到金属单质.3.例题精讲 例1某学生试图用电解法根据电极上析出物质的质量来验证阿伏加德罗常数值.其实验方案的要点为: ①用直流电电解氯化铜溶液.所用仪器如图24-1. ②强度为I A.通电时间为t s后.精确测得某电极上析出的铜的质量为m g. 图24-1 试回答: (1)这些仪器的正确连接顺序为(用图中标注仪器接线柱的英文字母表示.下同) E接 .C接 . 接F. 实验线路中的电流方向为 → → →C→ → (2)写出B电极上发生反应的离子方程式 .G试管中淀粉KI溶液变化的现象为 .相应的离子方程式是 . (3)为精确测定电极上析出铜的质量.所必需的实验步骤的先后顺序是 . ①称量电解前电极质量 ②刮下电解后电极上的铜并清洗 ③用蒸馏水清洗电解后电极 ④低温烘干电极后称量 ⑤低温烘干刮下的铜后称量 ⑥再次低温烘干后称量至恒重 (4)已知电子的电量为1.6×10-19 C.试列出阿伏加德罗常数的计算表达式:NA= . 命题意图:考查学生对电解原理的理解及完成电解实验的能力. 知识依托:电解原理. 错解分析:电解CuCl2(aq)发生如下反应: Cu2++2Cl-Cu+Cl2↑ Cl2有毒.须作处理.装置中G.作用即此.如果不注意观察.忽略了或猜不透G的作用.就会得出错误的答案.不能排除②⑤干扰.也会得出错误答案. 解题思路:(1)B电极上应产生Cl2: 2Cl--2e-====Cl2↑ B极上流出电子.电子进入直流电源的正极.即F极.由此可得仪器连接顺序及电流方向. (2)B中产生Cl2.Cl2进入G中与KI反应.有I2生成.I2使淀粉变蓝色. (3)镀在A电极上的Cu是没必要刮下的.也无法刮干净.还能将A电极材料刮下.故②⑤两步须排除在外. (4)由电学知识.可求电量Q: Q=I A×t s=It C 由此可求出通过的电子个数: N(e-)= 其物质的量为: n(e-)= 而电子个数与Cu的关系为: Cu2++2e-====Cu 根据生成Cu m g得: =× NA可求. 答案:(1)D A B F B A D E (2)2Cl--2e-====Cl2↑ 变蓝色 Cl2+2I-====2Cl-+I2↓ (3)①③④⑥ (4)NA=mol-1 例2.用Pt电极电解AgF(aq).电流强度为a A.通电时间为t min.阴极增重m g.阳极上生成标准状况下的纯净气体V L.以q C表示一个电子的电量.Mr表示Ag的相对原子质量.则阿伏加德罗常数NA可表示为( ) A.mol-1 B.mol-1 C. D.以上答案都不对 .解析:若认为逸出气体是F2.则会误选A,若粗心未把t min转化为60t s进行计算.则会误选B,若忽视单位则会误选C.正确答案应是:mol-1 例3.用图24-2所示的装置进行电解.通电一会儿.发现湿润的淀粉KI试纸的C端变为蓝色.则: 图24-2 (1)A中发生反应的化学方程式为 . (2)在B中观察到的现象是 . . . (3)室温下.若从电解开始到时间t s.A.B装置中共收集到标准状况下的气体0.168 L.若电解过程中无其他副反应发生.经测定电解后A中溶液体积恰为1000 mL.则A溶液的pH为 . 解析:可以认为线路中串联了3个电解池.当选定一个为研究对象时.另外的2个可看作是线路或是电阻. 先选定湿润的淀粉KI试纸为研究对象.由于C端变为蓝色.可知C端有I2生成: 2I--2e-====I2 I2使淀粉变蓝色.该反应是在电解池的阳极发生的反应.由此可以断定外接电源的E端为负极.F端为正极. 为研究对象.可忽略B(或A)和淀粉KI试纸的存在. (3)由题意可得如下关系式: 4H+~O2+2H2 根据气体的体积可求出n(H+).c(H+)及pH. 答案:(1)4AgNO34Ag+O2↑+4HNO3 (2)石墨极有气泡产生 Cu极周围变蓝色 溶液中有蓝色沉淀生成 (3)2 例4.将羧酸的碱金属盐电解可得烃类化合物.例如: 2CH3COOK+H2OCH3-CH3↑+2CO2↑+H2↑+2KOH (阴) 据下列衍变关系回答问题: ClCH2COOK(aq)A (1)写出电极反应式 阳极 .阴极 . (2)写出下列反应方程式 A→B: .B→C: . (3)D和B在不同条件下反应会生成三种不同的E.试写出它们的结构简式 . . . 解析:准确理解题给信息是解决问题的关键.电解CH3COOK(aq)时.阳极吸引阴离子:CH3COO-和OH-.事实上放电的是CH3COO-.2CH3COO--2e-2CO2↑+CH3-CH3↑.阴极吸引阳离子:H+和K+.放电的是H+.2H++2e-====2H2↑ 答案:(1)2ClCH2COO--2e-CH2Cl-CH2Cl+2CO2↑ 2H++2e-====H2↑ (2)CH2Cl-CH2Cl+2KOHCH2(OH)-CH2(OH)+2KCl CH2(OH)-CH2(OH)+O2OHC-CHO+2H2O

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(2013?临沂三模)无水氯化铝是一种重要的化工原料,利用明矾石[K2SO4?Al2(SO43?2Al2O3?6H2O]制备无水氯化铝的流程如下:

(1)焙烧炉中产生的SO2直接排放到空气中会形成酸雨,若某地酸雨的pH为4.6,在空气中放置一段时间后,pH变为4.0,其原因为
酸雨中的弱酸亚硫酸被氧化为强酸硫酸,使溶液中的c(H+)增大,pH减小
酸雨中的弱酸亚硫酸被氧化为强酸硫酸,使溶液中的c(H+)增大,pH减小
;(用必要的文字简述).
(2)氯化炉中发生的主要反应为:2Al2O3(s)+6Cl2(g)?4AlCl3(g)+3O2(g)△H>0.反应达平衡时,加焦炭能使平衡向正反应方向移动,理由是
焦炭可消耗产物中的氧气,使c(O2)变小;且放出热量,温度升高,导致平衡向正反应方向移动
焦炭可消耗产物中的氧气,使c(O2)变小;且放出热量,温度升高,导致平衡向正反应方向移动

(3)生产氯化铝的过程中会产生SO2、Cl2等大气污染物,若将二者按照一定比例通入水中可减少或消除污染.试设计简单实验检验二者是否恰好完全反应.(简要描述实验步骤、现象和结论)
取少量溶液,向其中加入品红溶液,若品红溶液不褪色,说明二者恰好完全反应;否则,二者未完全反应
取少量溶液,向其中加入品红溶液,若品红溶液不褪色,说明二者恰好完全反应;否则,二者未完全反应

仪器自选,可供选择试剂如下:
①滴加酚酞的氢氧化钠溶液  ②氯化亚铁溶液  ③硫氰化钾溶液  ④品红溶液
(4)工业上利用如下装置制备氯气:已知左侧原电池的工作原理为:2Na2S2+NaBr3
 放电 
.
 
Na2S4+3NaBr
①用惰性电极电解饱和食盐水的化学方程式为
2NaCl+2H2O
 电解 
.
 
2NaOH+H2↑+Cl2
2NaCl+2H2O
 电解 
.
 
2NaOH+H2↑+Cl2

②如图所示原电池放电时,电池中的Na+
右槽
右槽
(填“左槽”或“右槽”)移动.左槽中发生的电极反应式为
2S22--2e-=S42-
2S22--2e-=S42-

③该原电池工作一段时间后,测得左槽中Na+物质的量由a mol变为b mol,则电解池中b电极上得到的气体在标准状况下的体积为
11.2(a-b)
11.2(a-b)
L(不考虑气体的损失).
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化学方程式练习


一、用化学方程式表示下列各种物质的实验室制法

1、O2(三种方法):                       

                                       

                                       

2、H2                                

3、Cl2                               

4、NH3                               

5、CO2                              

6、NO:                                

二、用方程式表示工业生产过程(参考选修Ⅱ,带*的写离子方程式,注意反应条件)

1、氯碱工业(电解饱和食盐水)

  *阳极:                              

  *阴极:                              

  *总反应:                            

2、接触法制硫酸(硫铁矿为原料)

  ①沸腾炉:                            ;其中氧化产物为:              

  ②接触室:                           

        V2O5的作用是            ,反应温度控制在400~500℃的原因是       

                                        

                                    

  ③吸收塔:                            

        用98%H2SO4吸收SO3而不用水直接吸收的原因是                   

                                  

  ④尾气处理:                          

3、海水提溴:

   *①氯化:                             

   ②吹出

   ③吸收:                            

   ④转化:                            

4、合成氨:

   ①由水和碳合成H2                    

                                       

   ②合成塔:                          

5、氨氧化制硝酸

   ①氧化炉:                          

   ②吸收塔:                          

   ③制取化肥硝酸铵:                    

6、冶炼铝(冰晶石作熔剂)

   ①碱溶:                             

   ②沉淀:                             

   ③脱水:                             

   ④电解:*阳极:                      

           *阴极:                      

     总反应:                          

7、铝热法制铁

                                       

8、由三氧化钨制钨

                                         

9、工业制漂白粉

                                       

10、制玻璃

                                       

                                       

11、工业生产石灰浆

                                       

                                      

12、联合制碱法:

                                       

                                       

13、高纯硅的生产

                                      

                                      

                                     

14、炼铁炼钢

  ①还原剂的生成:

                                     

  ②铁的还原(将铁的氧化物,如Fe2O3还原):

                                      

  ③将生铁脱硫去磷降低含碳量即得钢。


三、完成下列反应的化学方程式(注意写反应条件)。

1、Fe + H2O(g)=                        

2、C+ H2O(g) =                          

3、CO+ H2O(g) =                                             

4、F2+ H2O=                            

5、NH3+H2                           

6、NO2+ H2O=                           

7、SO2+ H2                                              

8、Cl+ H2O=                           

9、K + H2O=                            

10、Na2O2+ H2O=                         

11、CaC2+ H2O=                         

12、Mg3N2+ H2O =                       

13、Al + NaOH+ H2O=                    

14、CaCO3+ H2O+ CO2=                  

15、Fe(OH)2+ H2O+ O2=                  

16、FeCl3+ H2                                          

17、NH4Cl+H2O                        

18、Na2CO3+H2O                                        

19、CuSO4+H2O电解                    

20、Na2S2O3 + HCl =                    

21、SiO2 + HF=                    

22、SiO2 + NaOH=                    

23、Na2SiO3+ HCl=                    


四、写出下列物质分别与NaOH溶液反应的化学方程式。

1、Si

2、Cl2                                                      

3、SiO2                               

4、SO(足量)                          

5、CO2(小量)                          

6、H3PO4                            

7、H2SO4                             

8、CH3Br                                              

9、Al                                

10、Al2O3                             

11、AlCl3                            

12、Al(OH)3                          

13、CuSO4                           

14、NaHCO3                           

15、Ca(HCO3)2(足量)                        

16、(NH4)2SO4                          


五、写出下列物质受热或光照的化学方程式。

1、NaHCO                            

2、HNO3                               

3、AgBr                                                   

4、H2SO3                               

5、NH4HCO3                                            

6、Cu(OH)2                             

7、Ca(HCO3)2                           

8、Cu2(OH)2CO3                         

9、H2O2                                

10、KClO3                              

11、KMnO                            

12、NH4Cl                             

13、HClO                             

14、CH4+Cl2                           

15、H2+Cl2                             

16、CuO                              


六、写出下列反应的化学方程式和离子方程式

1、SO2使溴水褪色:

                                                                           

2、SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色:

                                                                         

3、氢氧化铁溶于氢碘酸:

                                                                         

4、乙二酸(草酸)使酸性高锰酸钾溶液褪色 

                                                                        

5、用石灰水与小苏打溶液制烧碱:

                                                                        

6、硫酸氢铵与氢氧化钡溶液混合:

                                                                         

7、漂白粉溶液中充入足量CO2

                                                                         

8、KHSO4与氢氧化钡溶液混合呈中性:

                                                                         

9、Fe3O4溶于稀硝酸:

                                                                        

10、明矾溶液中加Ba(OH)2溶液至沉淀量最大:

                                                                        


七、用离子方程式表示下列在溶液中的反应

1、KCl+AgNO3

                                                                

2、Ba(OH)2+H2SO4

                                      

3、BaCO3+HCl:

                                      

4、Cu(OH)2+HCl:

                                      

5、Fe(OH)2+HNO3(稀) :

                                      

6、FeCl3+KSCN:

                                      

7、FeBr2+Cl2(物质的量之比为1:1):

                                      

8、NaBr+Cl2

                                               

       9、Fe+CuCl2

                                      

10、Zn+AgNO3

                                                     

11、纯碱水解:

                                      

12、明矾净水:

                                      

13、铜和稀硝酸:

                                      

14、配制银氨溶液:

                                                                          

15、Na2O2投入稀硫酸中:

                                      


八、写出下列物质在空气中变质的化学方程式

1、Na2SO3                            

2、NaOH:                            

3、NO:                                                

4、Na:                               

5、Na2O2                                                                   

6、铜生锈:                            

7、氯水:                                              

8、白磷:                            

9、稀硫酸酸化的FeSO4溶液变棕黄色

                                    

10、无色KI溶液变棕黄色

                                    

11、漂白粉失效:

                                    


九、写出下列反应的化学方程式

1、混合H2S和SO2生成硫和水:

                                      

2、炭加热放入浓硫酸中:

                                      

3、乙醇催化氧化为乙醛:

                                      

4、乙醛与银氨溶液反应:

                                      

5、乙醛与新制Cu(OH)2加热:

                                      

6、铜与浓硫酸共热:

                                      

7、氧化硫通入浓溴水:

                                      

8、铜与浓硝酸反应:

                                      

9、木炭和浓硝酸共热:

                                      

10、FeCl3溶液中加入KI溶液:

                                      

11、高锰酸钾固体中滴入浓盐酸:

                                      

12、氨水通入少量SO2

                                      

13、偏铝酸钠溶液中加足量稀硫酸:

                                      

14、NaAlO2溶液中充入足量CO2

                                      

15、Ba(AlO2)2溶液中加入硫酸铝溶液:

                                      

16、氢氧化亚铁水溶液在空气中变质:

                                      

12、氯化铁溶液溶解铜:

                                    


十、按要求写方程式

1、写出高温条件下发生的置换反应四个:

                                     

                                     

                                     

                                     


2、写出一个点燃条件下的置换反应:

                                      

3、写出一个加热条件下的置换反应:

                                      

4、写出一个有三种反应物的置换反应:

                                      

5、写出工业生产中需要高温条件的反应(不少于5个)的化学方程式:

                                       

                                       

                                       

                                       

                                       

                                       


6、试设计一个实验,检验某溶液中存在Fe2+,请在下面的横线上按操作顺序写出相应的离子方程式:                                                                       

7、治疗胃酸过多的药物中常用Al(OH)3,如何用氧化铝制取氢氧化铝?要求制取过程中酸碱的用量降到最少。按生产顺序写出相关的离子方程式:                                                                   

8、化学反应中有的具有相似性,有的反应具有特殊性,试写出下列相关化学方程式,并思考其中的原因:

①  Li + O2

Na + O2

②  Mg + CO2

Mg + SO2

③  Na2O2 + CO2

Na2O2 + SO2

KO2 + CO2

④  F2 + H2O

Cl2 + H2O

⑤  Fe + Cl2

Fe + I2

⑥  Fe(OH)3 + HCl

Fe(OH)3 + HI

9、按要求写化学方程式

 ①碱性氧化物与水反应(举2例)

                                                                  

 ②碱性氧化物与酸反应(举2例)

                                                                  

 ③金属氧化物但不是碱性氧化物的氧化物与水反应(举一例)

                                       

 ④酸性氧化物与水反应(举2例,其中一例为金属氧化物)

                                                                            

 ⑤能与水反应生成酸,但不是酸性氧化物也不是碱性氧化物氧化物与水反应的化学方程式:

                                      

 ⑥列举不少于5类既能与强酸反应,又能与强碱反应的物质,并分别写出它们与酸(HCl)、碱(NaOH)反应的离子方程式:

  A、物质化学式:                                                                          

B、物质化学式:                                                                                    

C、物质化学式:                                                                                  

D、物质化学式:                                                                                 

E、物质化学式:                                                                                     

F、物质化学式:                                                                                     

G、物质化学式:                                                                                 

10、某酸性氧化物,它能与某些酸反应,也能与碱反应,请写出这样的氧化物一种,并写出它与酸反应的化学方程式和与碱反应的离子方程式:

氧化物分子式:                                                                                  

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