高考電解池考題總結(jié)(高考化學電解池解題技巧)
巧用電解,美化生活
【焦點連線】
電解原理與我們的生活息息相關(guān),從我們的日常生活到航空航天各個領(lǐng)域都離不開它。例如,金屬拋光可以降低工件的表面粗糙度,以獲得光亮、光滑的表面,從而達到修飾和美化工件表面的目的。電解拋光因其諸多優(yōu)點而備受關(guān)注。電解拋光以被拋光的工件為陽極,不溶性金屬為陰極。兩極同時浸入電解槽中,通直流電,產(chǎn)生選擇性陽極溶解,從而達到去除工件表面細小毛刺、增加亮度的效果。其特點是:
拋光后的表面不會產(chǎn)生變質(zhì)層,無附加應(yīng)力,并能去除或減少原有應(yīng)力層;
可加工硬質(zhì)材料、軟質(zhì)材料以及機械拋光困難的薄壁、形狀復(fù)雜、小型零件及制品;
拋光時間短,可同時拋光多件,生產(chǎn)效率高;
電解拋光所能達到的表面粗糙度與原始表面粗糙度有關(guān),一般可提高兩個級別。
【知識鏈接】
電解是使直流電通過電解質(zhì)溶液,在陰極和陽極引起氧化還原反應(yīng)的過程。電解質(zhì)溶液的導電過程本質(zhì)上是電解質(zhì)溶液的電解過程,即電能轉(zhuǎn)化為化學能的氧化還原反應(yīng)過程。實現(xiàn)這一過程的裝置稱為電解池或電解池。電解槽的構(gòu)造條件為:直流電源;兩個電極,陰極和陽極;電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì);閉環(huán)。
【特別注意】用石墨、金、鉑等制作的電極叫做惰性電極,因為它們在一般的通電條件下不發(fā)生化學反應(yīng),用Zn、Fe、Cu、Ag等還原性較強的材料制作的電極叫做活性電極,它們作電池的陽極時,先于其他物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)。
【命題構(gòu)想】
以日常生活中新電源或電解工藝的應(yīng)用為切入點,我們研究電解的原理和電解槽的組成。主要有三點:1.電極判斷和電極反應(yīng)的書寫,2.電解質(zhì)溶液的變化,3.電解質(zhì)溶液中離子的運動方向。
【題目及分析】
使用您所學到的知識來完成以下問題:
(1)準確測量金屬離子在惰性電極上沉積為涂層的金屬質(zhì)量,可以確定電解過程中通過電解槽的電量。銀色燃油表(如圖)是最常用的。還已知,每C的電流通過電極,就會轉(zhuǎn)移1mol的電子。判斷下列陳述是否正確:
電量表中的銀棒應(yīng)連接至電源正極,
發(fā)生的電極反應(yīng)為:Ag++e-=Ag
稱量電解前后鉑坩堝的質(zhì)量變化。金屬銀的沉積量為108.0mg。那么電解過程中通過電解槽的電流為96.5。
測量飽和鹽水電解通過的電量,將銀庫侖計中的銀棒連接到被測電解池的陽極,將鉑坩堝連接到電源的負極。
(2)全釩氧化還原液流儲能電池是利用不同價態(tài)離子對的氧化還原反應(yīng)實現(xiàn)化學能和電能相互轉(zhuǎn)化的裝置。其原理如圖所示。
當左槽中的溶液逐漸由黃色變?yōu)樗{色時,電極反應(yīng)式為____________________。
充電過程中,右槽內(nèi)溶液顏色逐漸由__________變?yōu)開________。
放電過程中氫離子的作用是________和________;若充電時轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為3.,則左槽溶液中n(H+)的變化為________。
解析:(1)金屬離子在惰性電極上以鍍層形式沉積,故鉑坩堝作陰極,正確;根據(jù)關(guān)系式Age-,電量為C=96.5C,正確;電量計中的銀棒應(yīng)與電源的正極相連,銀棒作陽極,若要測定電解飽和食鹽水時通過的電量,該銀電量計中的銀棒應(yīng)與待測電解池的陰極相連,錯誤。
(2)左側(cè)槽位,黃色變?yōu)樗{色,表示VO生成VO2+。V的價態(tài)從+5價降低到+4價,得到1個電子,氧原子被還原。從圖中可以看出H+已經(jīng)移動并參與了反應(yīng)。因此,寫出電極反應(yīng)方程。
作為原電池,電子從左側(cè)槽獲得,電子從右側(cè)槽失去。充電被視為電解池。在右側(cè)槽中,得到電子,相應(yīng)的價態(tài)降低,即V3+生成V2+,顏色由綠色變?yōu)樽仙?/p>
根據(jù)電極反應(yīng)公式,H+參與反應(yīng),溶液中離子的定向運動可形成電流。n=N/NA=3./6./mol=0.5mol,生成1molH+,但H+能透過交換膜,其中0.5molH+進入右槽,因此H+的變化左罐為0.5mol。
答案:(1)正確正確錯誤(2)VO2He===VO2H2O綠紫
參與正極反應(yīng),使電流通過交換膜0.5mol