2014年高中化學選修四教學案4-3-1 電解原理

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第三節(jié) 電解池 第1課時　電解原理 ●課標要求 1．體驗化學能與電能相互轉化的探究過程。 2．了解電解池的工作原理。 3．能寫出電極反應和電池反應方程式。 ●課標解讀 1.通過實驗探究電能轉化為化學能的過程。 2．理解電解池的工作原理。 3．正確書寫電解池中電極反應和電池反應方程式。 ●教學地位 電解是中學理論體系不可缺少的一部分，同時電解與物理學科中的電學、能量的轉換有密切的聯系，是氧化還原反應、原電池、電離等知識的綜合運用。通過比較原電池原理比較分析電解原理。本課時是本章重點內容之一。 ●新課導入建議 自從伏打發(fā)明電池后，“電”的應用就風起云涌，席卷全球。1800年科學家采用伏打電池電解水獲得成功后，戴維進行了思考，電既然能分解水，那么電對于鹽溶液，固體化合物產生什么作用呢？開始他將苛性鉀制成飽和水溶液進行電解，結果在電池兩極分別得到的是氧氣和氫氣，加大電流強度仍然沒有其他收獲。隨后他改用熔融的苛性鉀，在電池作用下，熔融的苛性鉀發(fā)生明顯變化，在陰極附近產生了一種白色的小球狀物質，隨即形成紫色火焰，這個小球狀物質是什么？ 【提示】　這個小球狀物質是鉀。 ●教學流程設計 課前預習安排：(1)看教材P79頁，填寫【課前自主導學】中的“知識1，電解CuCl2溶液”，并完成【思考交流1】； (2)看教材P80頁，填寫【課前自主導學】中的“知識2，電解原理”，并完成【思考交流2】。?步驟1：導入新課、本課時教材地位分析。?步驟2：建議對【思考交流】多提問幾個學生，使80%以上的學生都能掌握該內容，以利于下一步對該重點知識的探究。 ? 步驟6：師生互動完成“探究2、惰性電極電解電解質的溶液的規(guī)律”，可利用【問題導思】中的問題由淺入深地進行。建議教師除【例2】外，使用【教師備課資源】中例題變換角度拓展學生的思路。?步驟5：在老師指導下由學生自主完成【變式訓練1】和【當堂雙基達標】中的1、2、3三題，驗證學生對探究點的理解掌握情況。?步驟4：教師通過【例1】和教材P79頁講解研析，對“探究1”進行總結。?步驟3：師生互動完成“探究1、電解池電極及電極產物的判斷”可利用【問題導思】中的問題由淺入深地進行。 步驟7：教師通過【例2】和教材P80頁的講解研析對“探究2”進行總結。?步驟8：在老師指導下由學生完成【當堂雙基達標】中的4題，驗證學生對探究點的理解。?步驟9：先讓學生自主總結本課時學習的主要知識，然后對照【課堂小結】明確掌握已學的內容、并課下完成【課后知能檢測】。 課　標　解　讀 重　點　難　點 1.了解電解、電解池的概念。 2.理解電解池的原理。 3.能夠正確書寫電解池的電極反應方程式。 1.通過實驗探究加深對電解池工作原理的理解。(重點) 2.比較離子在電解池中的放電順序。(重點) 3.原電池與電解池比較。(重難點) 電解CuCl2溶液 1.裝置 CuCl2溶液的電解 2．實驗現象和結論 實驗現象 結論 電流表指針發(fā)生偏轉 說明電解質溶液在導電，形成閉合回路 與負極相連的石墨棒上逐漸覆蓋了一層紅色固體 析出金屬銅 與正極相連的碳棒一側有刺激性氣味的氣體產生，濕潤的KI淀粉試紙變藍 產生了氯氣 3.實驗原理分析 (1)通電前，Cu2＋、H＋、Cl－以及OH－在溶液中作自由運動通電時，在電場的作用下，這些自由運動的離子改作定向運動即Cl－、OH－等陰離子趨向陽極，Cu2＋、H＋等陽離子趨向陰極。 (2)兩個電極上的反應和總反應： 陽極(與電源正極相連)：2Cl－－2e－===Cl2↑。 陰極(與電源負極相連)：Cu2＋＋2e－===Cu。 總反應：CuCl2電解,Cu＋Cl2↑。 (3)結論：電解質溶液的導電過程，就是電解質溶液的電解過程。 1．溶液中含有Cu2＋、H＋為什么是Cu2＋去陰極得電子，而不是H＋呢？ 【提示】　陰極上的物質，發(fā)生還原反應，本身是氧化劑應具有氧化性，而氧化性Cu2＋>H＋，故Cu2＋先得電子。 電解原理 1.電解 使電流通過電解質溶液在兩個電極上引起氧化還原反應的過程。 2．電解池 (1)定義：將電能轉化為化學能的裝置。 (2) 構成有外加電源電解質溶液或熔融電解質兩個 電極陰極：與電源負極相連，發(fā)生還原反應陽極：與電源正極相連，發(fā)生氧化反應形成閉合回路 2．(1)電解CuCl2溶液產生Cl2的兩電極能用鐵嗎？ (2)電解質溶液導電時，一定會有化學反應發(fā)生嗎？ 【提示】　(1)陰極可以用，但陽極不能用，否則陽極發(fā)生反應為Fe－2e－===Fe2＋，而不放出Cl2。 (2)一定。 電解池電極及電極產物判斷 【問題導思】　 ①電解池中，陰、陽兩極的材料與電解產物有關系嗎？ 【提示】　陽極產物與材料有關，陰極無關。 ②電解CuSO4與NaCl的混合液，首先在陰、陽兩極產生什么物質(用惰性電極)? 【提示】　陽極―→Cl2　陰極——Cu。 1．電解池的電極和電極反應 2．電解時電極產物的判斷 (1)陽極產物的判斷 ①活性金屬電極 金屬電極失電子，被溶解，生成對應金屬陽離子。 ②惰性電極(Pt、Au、C) 陰離子失電子，生成對應非金屬單質。 陰離子放電順序：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根>F－。 (2)陰極產物的判斷 與電極材料無關，直接根據陽離子放電順序進行判斷，陽離子放電順序：Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋。 根據兩極產物也可判斷電極，一般情況下 (1)析出金屬(質量增重)或有氣體(H2)放出——陰極。 (2)有非金屬單質生成，是氣態(tài)的有Cl2、O2或電極本身減輕——陽極。 　現用Pt電極電解1 L濃度均為0.1 mol/L的HCl、CuSO4的混合溶液，裝置如圖，下列說法正確的是 (　　) A．電解開始時陰極有H2放出 B．電解開始時陽極上發(fā)生：Cu2＋＋2e－===Cu C．當電路中通過電子的量超過0.1 mol時，此時陰極放電的離子發(fā)生了變化 D．整個電解過程中，SO不參與電極反應 【解析】　依據放電順序陰極先放電的是Cu2＋，故陰極開始析出的是Cu，陽極先放電的是Cl－，故陽極開始產生的是Cl2。故A、B錯；由陰極反應Cu2＋＋2e－===Cu，n(Cu2＋)＝0.1 mol，當電路中通過電子的量達到0.2 mol時，此時Cu2＋消耗完畢，陰極放電離子變?yōu)镠＋，所以C錯；陽極先是Cl－放電，當Cl－消耗完畢，此時H2O電離產生的OH－開始在陽極放電，SO不參與電極反應。 【答案】　D 判斷電解池中的產物步驟 1．對于電解池，首先要考慮陽極材料，若為惰性電極，溶液中的陰離子被氧化；若為金屬電極，則被氧化的是電極本身。過于活潑的金屬不能作電極材料(K、Na)。 2．若溶液中的陰、陽離子有多種，則根據離子放電順序判定什么離子先放電，什么離子后放電，并寫出電極方程式。 3．注意根據電子流向和電流流向判斷電極是相反的。 1．關于電解NaCl水溶液，下列敘述正確的是(　　) A．電解時在陽極得到氯氣，在陰極得到金屬鈉 B．若在陽極附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色 C．若在陰極附近的溶液中滴入酚酞試液，溶液呈無色 D．電解一段時間后，將全部電解液轉移到燒杯中，充分攪拌后溶液呈中性 【解析】　電解食鹽水時發(fā)生的反應為： 陽極：2Cl－－2e－===Cl2↑ 陰極：2H＋＋2e－===H2↑ 總反應：2NaCl＋2H2O電解,2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 對照分析選項，A錯誤；陽極附近的溶液中會溶有少量的Cl2，滴加KI溶液后發(fā)生反應：Cl2＋2I－===I2＋2Cl－，溶液呈棕色，B正確；陰極附近產生大量的OH－，滴加酚酞后變紅色，C錯誤；電解后生成NaOH，溶液呈堿性，D錯誤。 【答案】　B 用惰性電極電解電解質溶液的規(guī)律 【問題導思】　 ①電解H2SO4溶液與鹽酸溶液(惰性電極)的產物相同嗎？溶液pH有何變化？ 【提示】　陰極產物相同(H2)，陽極產物不同[H2SO4→O2，HCl→Cl2]，pH都增大。 ②用惰性電極電解食鹽水一段時間后，若要使溶液復原，應加入什么物質？ 【提示】　加入HCl。 類型 電解質 特點 實例 電極反應式 陰極 陽極 電解方程式 電解 對象 電解 質溶 液濃 度的 變化 電解 質溶 液復 原的 方法 電解 水型 含氧酸 H2SO4 可溶性 強堿 NaOH 活潑金 屬含氧 酸鹽 KNO3 4H＋＋4e－===2H2↑ 4OH－ －4e－ === 2H2O ＋O2↑ 2H2O2H2↑＋O2↑ 水 增大 加水 電解 電解 質型 無氧酸 HCl 2H＋＋ 2e－=== H2↑ 2Cl－－2e－ === Cl2↑ 2HCl H2↑＋Cl2↑ 不活潑 金屬無 氧酸鹽 CuCl2 Cu2＋＋ 2e－=== Cu 2Cl－－2e－ === Cl2↑ CuCl2Cu＋Cl2↑ 電解質 減小 加入 氯化 氫 加入 氯化 銅 放H2 生堿型 活潑金 屬無氧 酸鹽 NaCl 2H＋＋ 2e－=== H2↑ 2Cl－－2e－ ===Cl2↑ 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 電解質 和水 生成 新電 解質 加入 氯化 氫 放O2 生酸型 不活潑 金屬含 氧酸鹽 CuSO4 2Cu2＋＋ 4e－=== 2Cu 4OH－ －4e－ ===2H2O ＋O2↑ 2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑ 電解 質和 水 生成 新電 解質 加入 CuO 　用惰性電極進行電解，下列說法正確的是 (　　) A．電解稀硫酸，實質上是電解水，故溶液pH不變 B．電解稀氫氧化鈉溶液，要消耗OH－，故溶液pH減小 C．電解硫酸鈉溶液，在陰極上和陽極上析出產物的物質的量之比為1∶2 D．電解氯化銅溶液，在陰極上和陽極上析出產物的物質的量之比為1∶1 【解析】　電解稀硫酸實質上是電解水，c(H＋)增大，溶液pH減小，A項錯誤；電解稀氫氧化鈉溶液，實質上也是電解水，c(OH－)增大，溶液pH增大，B項錯誤；電解硫酸鈉溶液，在陰析上生成H2，陽極上生成O2，其物質的量之比為2∶1，C項錯誤。D項正確。 【答案】　D 電解產物判斷 1．用惰性電極電解電解質水溶液時，首先要全面分析電解質溶液的組成，找全離子并分為陰、陽兩組，然后排出陰、陽離子的放電順序，寫出兩極上的電極反應式。 2．根據兩極的電極反應式寫出反應的總離子方程式時，要注意：若參與電極反應的H＋(或OH－)是由水電離出來的，應用水的分子式表示。 3．若陰極為H＋放電，則陰極區(qū)c(OH－)增大；若陽極區(qū)OH－放電，則陽極區(qū)c(H＋)增大；若陰、陽極同時有H＋、OH－放電，相當于電解水，電解質溶液濃度增大(飽和溶液例外)。 2．下列有關用惰性電極電解AgNO3溶液一段時間后的說法正確的是(　　) A．電解過程中陰極質量不斷增加 B．電解過程中溶液的pH不斷升高 C．此時向溶液中加入適量的Ag2O固體不能使溶液恢復至電解前的狀況 D．電解后兩極產生的氣體體積比為2∶1 【解析】　用惰性電極電解AgNO3溶液，總的電解反應式為：4AgNO3＋2H2O電解,4Ag＋O2↑＋4HNO3，則陰極上析出銀，陽極上放出氧氣，A項正確，D項錯誤；由于生成HNO3，溶液的pH應不斷降低，B項錯誤；要使溶液恢復到電解前的狀況要看加入的物質在溶液中的反應：2Ag2O＋4HNO3===4AgNO3＋2H2O，得到的物質恰好是反應掉的物質，可使溶液恢復至電解前的狀況，C項錯誤；故選A。 【答案】　A 【教師備課資源】 　pH＝a的某電解質溶液中，插入兩支惰性電極，通直流電一段時間后，溶液的pH>a，則該電解質可能是(　　) A．NaOH　　 B．H2SO4　　 C．AgNO3　　 D．Na2SO4 【解析】　由陰、陽離子的放電順序可知，電解NaOH、H2SO4、Na2SO4溶液的實質都是電解水，電解質溶液的濃度都增大，故NaOH溶液的pH增大，H2SO4溶液的pH減小，Na2SO4溶液的pH不變；AgNO3的電解方程式為：4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3，故溶液的pH減小。 【答案】　A 1．下列關于電解池的敘述中正確的是(　　) A．電解池中的閉合回路僅是由電子的定向移動形成的 B．金屬導線中，電子從電源的負極流向電解池的陽極，從電解池的陰極流向電源的正極 C．在電解質溶液中，陰離子向陰極運動，陽離子向陽極運動 D．相同時間內，陽離子在陰極上得到的電子與陰離子在陽極上失去的電子數相等 【解析】　在電解池中，外電路上是靠電子的定向移動形成電流，而電解質溶液中是靠陰、陽離子的定向移動而形成電流，因此A項錯誤；在電解池中，電子由電源的負極流向電解池的陰極，由電解池的陽極流向電源的正極，因此B項錯誤；在電解質溶液中，陰離子向著陽極移動，陽離子向著陰極移動，因此C項錯誤。 【答案】　D 2．下列說法錯誤的是(　　) A．電解質的導電過程是化學變化，而金屬的導電是物理變化 B．電解質溶液導電的過程，就是電解質被電解的過程 C．電解質在任何條件下均可以導電 D．電解質溶液導電過程中一定有新物質生成 【解析】　電解質導電的過程就是被電解的過程，在電解過程中發(fā)生氧化還原反應，一定有新物質生成，所以是化學變化；而金屬導電是靠自由電子的定向移動，無新物質生成，是物理變化，故A、B、D項正確。電解質要導電只有在電離的條件下，存在自由移動的離子時才能導電，所以C項錯誤。 【答案】　C 3．某學生欲完成2HCl＋2Ag===2AgCl＋H2↑反應，設計了下列四個實驗，你認為可行的實驗是(　　) 【解析】　反應不能自發(fā)進行，應設計成電解池，金屬銀失電子作陽極與電源的正極相連。 【答案】　C 4. 根據如圖所示裝置回答： (1)當X為Pt，Y為Fe，Z為AgNO3時，陽極反應式為___________， 陰極反應式為__________， 電解反應式為_______________________。 (2)X為Cu，Y為Fe，Z為CuSO4時，陽極反應式為 ______________________， 陰極反應式為__________________________。 【解析】　電解池中與電源正極相連的是陽極(X)與電源負極相連的是負極(Y)。 【答案】　(1)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　 4Ag＋＋4e－===4Ag　 2H2O＋4AgNO34Ag＋O2↑＋4HNO3 (2)Cu－2e－===Cu2＋　Cu2＋＋2e－===Cu 1．下列說法不正確的是(　　) A．不能自發(fā)進行的氧化還原反應，一般可以通過電解實現 B．電解質溶液導電是化學變化，金屬導電是物理變化 C．電解池和原電池中均發(fā)生氧化還原反應 D．電解、電離、原電池均需要通電 【解析】　電離不需要通電，而是在溶于水或熔化狀態(tài)下發(fā)生的。 【答案】　D 2．如圖所示，銅片、鋅片和石墨棒用導線連接后插入番茄里，電流表中有電流通過，則下列說法正確的是(　　) A．鋅片是負極 B．兩個銅片上都發(fā)生氧化反應 C．石墨是陰極 D．兩個番茄都形成原電池 【解析】　由于番茄汁顯酸性，左側番茄形成原電池，Zn作負極。右側番茄形成電解池，Cu作陰極。故只有A選項正確。 【答案】　A 3．能用電解原理說明的問題是(　　) ①電解是把電能轉變成化學能?、陔娊馐前鸦瘜W能轉變成電能?、垭娊赓|溶液導電是化學變化，金屬導電是物理變化　④不能自發(fā)進行的氧化還原反應，通過電解的原理可以實現　⑤任何溶液被電解時，必須導致氧化還原反應的發(fā)生 A．①②③④　　　　　　B．②③⑤ C．③④ D．①③④⑤ 【解析】　本題主要考查了電解原理。從能量轉化的角度看，電解是把電能轉變成化學能的過程，故①對、②錯；電解質溶液的導電過程，必將伴隨著兩個電極上氧化還原反應的發(fā)生，同時生成新的物質，故③、⑤對；某些不能自發(fā)進行的氧化還原反應，通過電解供給電能可以實現，故④對。所以①③④⑤選項都符合題意。故正確答案為D。 【答案】　D 4．將一直流電源的正、負極(電極材料為Pt)，用玻璃片分別壓在一張用食鹽水、碘化鉀、淀粉溶液和石蕊試液浸透的濾紙上，經過一段時間后，兩極附近濾紙的顏色分別是(　　) A B C D 陽極 藍 白 紅 藍 陰極 白 藍 藍 藍 【解析】　陽極上I－放電生成I2，使淀粉變藍，陰極上H＋放電后，使溶液中的c(H＋)X3＋>H＋ B．H＋>X3＋>Cu2＋ C．X3＋>H＋>Cu2＋ D．Cu2＋>H＋>X3＋ 【解析】　有些同學沒有認真分析，就將X3＋與Fe3＋聯系起來，選擇答案C。這其實是簡單記憶陽離子放電順序導致定勢思維而造成的結果。本題的解題信息在圖像中，一通電就有固體析出，且通過0.2 mol電子后，就再沒有固體析出了，說明是Cu2＋放電的結果，X3＋不放電。故正確答案為D。 【答案】　D 9．如圖所示中X、Y分別是直流電源的兩極，通電后發(fā)現a極板質量增加，b極板處有無色無味氣體放出，符合這一情況的是(　　) a極板 b極板 X電極 Z溶液 A 鋅 石墨 負極 CuSO4 B 石墨 石墨 負極 NaOH C 銀 鐵 正極 AgNO3 D 銅 石墨 負極 CuCl2 【解析】　根據題意，a為鋅時，X為負極，則a為陰極，a極上有銅析出，質量增加，Y為正極，則b為陽極，b極處有O2放出，A選項符合題意；B組中，兩電極均為石墨時，實質為電解水，兩極上都放出氣體，電極質量不變，不符合題意；C組中，當b極為Fe時，X為正極，b極Ag＋得電子，鐵極質量增加，a極銀失電子，質量減輕，不符合題意；D組中，a極為銅時，X為負極，a上析出銅，銅極質量增加，但b極上放出有刺激性氣味的Cl2，不符合題意，因此只有A正確。 【答案】　A 10．將含有KCl、CuBr2、Na2SO4三種物質的水溶液用鉑電極進行電解，且電解時間足夠長。有以下結論：①溶液中幾乎沒有Br－；②電解質溶液為無色；③最終溶液顯堿性；④K＋、Na＋和SO的濃度幾乎沒有變化。正確的是(設Cl2、Br2全部從溶液中逸出)(　　) A．①②③ 　B．僅③　 　C．①④　 　D．均正確 【解析】　此題電解的是混合溶液，目的是考查學生對陰、陽離子放電順序掌握的熟練性。溶液中存在的陰離子有：Cl－、Br－、SO、OH－，陽離子有：K＋、Cu2＋、Na＋、H＋。因用Pt電極電解足夠長的時間，陰離子首先放電的是Br－，其次是Cl－，最后是OH－，SO在溶液中不放電，陽離子先放電的是Cu2＋，其次是H＋。所以先電解CuBr2，陽極逸出Br2，陰極析出Cu，當CuBr2電解完畢后，相當于繼續(xù)電解HCl(H＋來自于水中)，當Cl－被消耗盡后，則繼續(xù)電解水。由于Cu2＋轉化為單質銅，電解質溶液變?yōu)闊o色；Cl－放電時，水電離出的H＋放電，使溶液中的c(OH－)增大；由于電解足夠長時間，水被消耗，c(K＋)、c(Na＋)和c(SO)會增大。 【答案】　A 11．從NO、SO、H＋、Cu2＋、Ba2＋、Ag＋、Cl－等離子中選出適當的離子組成電解質，采用惰性電極對其溶液進行電解。 (1)兩極分別放出H2和O2，電解質的化學式可能為____________； (2)若陰極析出金屬，陽極放出O2，電解質的化學式可能為________________； (3)若兩極分別放出氣體，且體積比為1∶1，電解質的化學式可能為__________________。 【解析】　這些離子中Ba2＋和SO、Ag＋和Cl－不能共存，Ag2SO4微溶于水，也不能大量共存。(1)兩極分別放出H2和O2，肯定是電解水，即由放電順序中分別排在H＋和OH－后面的離子組成的電解質，有HNO3、H2SO4、Ba(NO3)2；(2)若陰極析出金屬，陽極放出O2，一般是由排在H＋前面的金屬陽離子與排在OH－后面的陰離子組成的電解質，有AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4；(3)兩極分別放出氣體，且體積比為1∶1，則生成的氣體肯定是H2和Cl2，即電解HCl。 【答案】　(1)HNO3、H2SO4、Ba(NO3)2 (2)AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4　(3)HCl 12．如下圖所示裝置中，當線路接通時，發(fā)現M(用石蕊試液浸潤過的濾紙)a端顯藍色，b端顯紅色，且知甲中電極材料是鋅、銀，乙中電極材料是鉑、銅，且乙中兩電極不發(fā)生變化?；卮穑? 甲　　　　　　乙 (1)甲、乙分別是什么裝置？________、________。 (2)寫出A、B、C、D的電極名稱以及電極材料和電極反應式。 【解析】　由甲中電極材料知，甲為原電池，Zn為負極，銀為正極，乙為電解池，C為陽極，D為陰極。 【答案】　(1)原電池　電解池 (2)A極(負極Zn)：Zn－2e－===Zn2＋；B極(正極Ag)：Cu2＋＋2e－===Cu；C極(陽極Pt)：2OH－－2e－===H2O＋O2↑；D極(陰極Cu)：2H＋＋2e－===H2↑。 13．下圖所示裝置中，甲、乙、丙三個燒杯依次分別盛放100 g 5.00 %的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100 g 10.00%的K2SO4溶液，電極均為石墨電極。 (1)接通電源，經過一段時間后，測得丙中K2SO4濃度為10.47%，乙中c電極質量增加。據此回答問題： ①電源的N端為________極。 ②電極b上發(fā)生的電極反應為________________________________________________________________________。 ③列式計算電極b上生成的氣體在標準狀況下的體積：________________________________________________________________________。 ④電極c的質量變化是________g； ⑤電解前后各溶液的酸、堿性大小是否發(fā)生變化，簡述其原因： 甲溶液_______________________________________________________________； 乙溶液_______________________________________________________________； 丙溶液_______________________________________________________________； (2)如果電解過程中銅全部析出，此時電解能否繼續(xù)進行，為什么？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 【解析】　(1)①乙中c電極質量增加，說明c處發(fā)生的反應為：Cu2＋＋2e－===Cu，c電極應為陰極，則M為負極，N為正極。 ②甲中放的是NaOH溶液，電解時實質上是電解水，b電極上發(fā)生的電極反應為：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。而要求算出b電極上產生的氣體體積，就必須先根據丙中K2SO4濃度的變化計算出轉移電子的數目。 設丙中電解水的質量為x g， 由電解前后溶質質量相等可得：10010%＝(100－x)10.47%，x＝4.5 g，所以整個反應轉移了0.5 mol電子，根據電極方程式可計算出b電極放出的O2為0.125 mol，其體積為2.8 L，c電極上析出的銅為0.25 mol，其質量為16 g。 ⑤甲中電解的是水，NaOH濃度增大；乙中水電離出來的OH－放電，H＋濃度增大；丙中電解的也是水，雖然K2SO4濃度變大，但pH不變。 (2)銅全部析出時溶液變?yōu)镠2SO4溶液，電解仍可以進行。 【答案】　(1)①正 ②4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ ③水減少的質量：100 g(1－)＝4.5 g 生成O2體積：22.4 Lmol－1＝2.8 L?、?6 ⑤堿性增大，因為電解后，水量減少，溶液中NaOH濃度增加　酸性增大，因為陽極上OH－生成O2，溶液中H＋離子濃度增加　酸堿性大小沒有變化，因為K2SO4是強酸強堿鹽，濃度增加不影響溶液的酸堿性 (2)能繼續(xù)進行，因為CuSO4溶液已轉變?yōu)镠2SO4溶液，反應也就變?yōu)樗碾娊夥磻? 14．有一電解裝置如圖所示。圖中B裝置中盛有1 L 2 molL－1 Na2SO4溶液，A裝置中盛有1 L 2 molL－1 AgNO3溶液。通電后，濕潤的KI淀粉試紙的C端變藍，電解一段時間后，試完成下列問題： (1)A中發(fā)生反應的化學方程式為 ________________________________________________________________________。 (2)在B中觀察到的現象是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)室溫下，從電解開始到時間為t時，A、B裝置中共收集到氣體0.168 L(標準狀況)，若電解過程中無其他副反應發(fā)生，且溶液體積變化忽略不計，則在t時，A中溶液的pH為________。[pH＝－lg c(H＋)] 【解析】　C端變藍說明發(fā)生了反應2I－－2e－===I2，I2使淀粉變藍，故C端為陽極，D端為陰極，據此可確定電源的正、負極及A、B的陰、陽極。對于B裝置，石墨為陰極，發(fā)生反應2H＋＋2e－===H2↑并產生OH－，而Cu為陽極，故不斷溶解。對于A裝置，Fe為陰極，有Ag析出，Pt為陽極，有O2產生。由于產生的O2的量為H2的，故O2的量為＝0.0025(mol)，同時會使A中H＋變?yōu)?0.0025 mol＝0.01 mol，所以A中c(H＋)＝0.01 molL－1，pH＝2。 【答案】　(1)4AgNO3＋2H2O電解,4Ag＋O2↑＋4HNO3 (2)石墨電極表面有氣泡產生，銅電極周圍溶液變成藍色，一段時間后U形管下部有藍色沉淀產生 (3)2 18