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高中三年级化学

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    (1)甲烷是一种重要的清洁能源,请写出以KOH溶液为电解质溶液,甲烷燃料电池的正极反应式:____。 (2)电解原理在化学工业中有广泛的应用。图中a为电解液,X和Y是两块电极板,则:
    ①若X和Y分别为铁和石墨,a为饱和食盐水,则电解时X电极反应式为______________。
    ②若X、Y分别为石墨和铁,a为饱和食盐水,则电解过程中生成的白色固体露置 在空气中,可观察到的现象是___________。


    (3)高纯铜(纯度可达99. 99%)广泛应用于电器工业。某粗铜样品中含Fe、Ni、 Ag、Au等四种金属杂质,可用电解法进行精炼制得高纯铜。电解完毕后,某兴趣小组欲对电解溶液中的离子进行分离,他们通过查阅资料,得知相关氢氧化物在不同pH下的溶解度曲线如上图。
    ①结合图分析,相同温度下Ksp[Cu(OH)2]、Ksp[Ni(OH)2]、Ksp[Fe(OH)2]由大到小的顺序为_________。
    ②分离过程中,使上述溶液的pH逐渐增加,则溶液中的Cu2+、Fe3+和Ni2+沉淀的先后顺序依次为____________(填写离子符号)。
    本题信息:2011年专项题化学填空题难度一般 来源:杨云霞
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本试题 “(1)甲烷是一种重要的清洁能源,请写出以KOH溶液为电解质溶液,甲烷燃料电池的正极反应式:____。 (2)电解原理在化学工业中有广泛的应用。图中a为电解液,X和Y...” 主要考查您对

原电池电极反应式的书写

电解饱和氯化钠溶液

电解精炼铜

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  • 原电池电极反应式的书写
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原电池电极反应式的书写:

(1)以铜锌原电池为例:
负极(Zn):Zn-2e-=Zn2+
正极(Cu):2H++2e-=H2
(2)正负极反应式的书写技巧:
①先确定原电池的正负极,在两极的反应物上标出相同数目的电子得失。
②根据物质放电后生成物的组成和电解质溶液中存在的离子,找到电极反应中还需要的其它离子。此时要注意溶液的酸碱性,从而判断应该是H+、OH-还是H2O参与了反应。因Zn反应后生成了Zn(OH)2,而KOH为电解质,可知负极上OH-参与了反应。MnO2生成了MnO(OH),即增加了氢元素,可知正极上有水参与了反应。
③根据电子守恒和电荷守恒写出电极反应式,即要注意配平和物质的正确书写形式,应按照离子方程式的书写要求进行。②中反应的电极反应式为:
负极:Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2 正极:2MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH-
(若只要求写正极的反应式,也可以写成MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OH-
原电池总反应式的书写:将正负电极反应相加,即为原电池总反应式。

原电池正、负极的判断方法:

原电池有两个电极,一个是正极,一个是负极,判断正极和负极的方法有以下几种。
1.由组成原电池的两极材料判断一般相对较活泼的金属为负极,相对不活泼的金属或能导电的非金属为正极。
2.根据电流方向或电子流动方向判断在外电路,电流由正檄流向负极;电子由负极流向正极
3.根据原电池里电解质溶液中离子的定向移动方向判断在原电池的电解质溶液内,阳离子移向正极,阴离子移向负极。
4.根据原电池两极发生的变化来判断原电池的负极总是失电子发生氧化反应,正极总是得电子发生还原反应。
5.X极增重或减轻工作后,X极质量增加,说明X极有物质析出,X 极为正极:反之,X极质量减少,说明X极金属溶解,X 极为负极
6.X极有气泡冒出工作后,x极上有气泡冒出,一般是发生了析出H,的电极反应,说明x极为正极。
7.X极附近pH的变化析氢或吸氧的电极反应发生后,均能使该电极附近电解质溶液的pH增大,因而工作后,X极附近pH增大了,说明X极为正极。
8.特例在判断金属活泼性的规律中,有一条为“当两种金属构成原电池时,活泼金属作负极,不活泼金属作正极”,但这条规律也有例外情况,如Mg和Al为原电池的两极,KOH为电解质溶液时,虽然Mg比Al活泼,但因Mg不和KOH反应,所以Mg作原电池的正极等。


电解饱和氯化钠溶液:

在小烧杯(或U型管)里装入饱和食盐水,滴入几滴酚酞试液。用导线把碳棒、电池、电流表和铁钉相连(如图)。接通直流电源后,注意观察电流表的指针是否偏转,以及小烧杯内发生的现象,并用湿润的碘化钾淀粉试纸检验阳极放出的气体。

注:粗铁钉要与直流电源的阴极相连,碳棒与阳极相连。
用玻璃棒沾湿润的KI淀粉试纸检验阳极气体。
(1)饱和食盐水电解时,电流表指针发生偏转,阴、阳极均有气体放出,阳极气体有刺激性气味,并能使湿润的KI淀粉试纸变蓝,且阴极区溶液变红。
(2) 阳极:2Cl--2e-==Cl2
阴极:2H++2e-==H2↑(或2H2O+2e-==2OH-+H2↑)
总反应式:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2
(3)阴极区溶液变红的原因:这是由于饱和食盐水中,水所电离出的H+在阴极放电,破坏了水的电离平衡
(H2OH++OH-)致使阴极区附近溶液中的OH-相对较多,溶液呈碱性,故酚酞变红。
(4)例用电解饱和食盐水溶液可制取氢气、氯气和烧碱。

精炼铜:

 (1)要求

(2)反应原理如下图所示:


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