0.064g　　 　x　

　x=0.002mol 　[H⁺]= =4×10^-3mol/L

答案：A

[例2]某堿性蓄電池在充電和放電時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為:

　Fe+NiO₂+2H₂O Fe(OH)₂+Ni(OH)₂,下列說(shuō)法中正確的是:

　A、放電時(shí)，負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是Fe.

　B、放電時(shí)，正極反應(yīng)是：NiO₂+2e^-+2H⁺=Ni(OH)₂

　C、充電時(shí)，陰極反應(yīng)是：Ni(OH)₂-2e^-+2OH^-=NiO₂+2H₂O

　D、充電時(shí)，陽(yáng)極附近pH值減小.

解析：根據(jù)原電池在放電時(shí),負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),正極發(fā)生還原反應(yīng),再根據(jù)元素化合價(jià)變化,可判斷該電池負(fù)極發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)為Fe,正極為NiO₂,此電池為堿性電池,在書(shū)寫電極反應(yīng)和總電池反應(yīng)方程式時(shí)不能出現(xiàn)H⁺,故放電時(shí)的電極反應(yīng)是:負(fù)極:Fe-2e^-+2OH^-=Fe(OH)₂，正極：NiO₂+2e^-+2H₂O=Ni(OH)₂+2OH^-。原電池充電時(shí),發(fā)生電解反應(yīng),此時(shí)陰極反應(yīng)為原電池負(fù)極反應(yīng)的逆反應(yīng),陽(yáng)極反應(yīng)為原電池正極反應(yīng)的逆反應(yīng),由此可判斷正確選項(xiàng)應(yīng)為A、D。

答案：AD

[例3]甲、乙兩個(gè)容器中，分別加入0.1mol/LNaCl溶液與0.1mol/LAgNO₃溶液后，以Pt為電極進(jìn)行電解時(shí)，在A、B、C、D各電極上生成物的物質(zhì)的量之比為:_____________

解析：此裝置相當(dāng)于兩個(gè)電解槽串聯(lián)到一起,在整個(gè)電路中電子轉(zhuǎn)移總數(shù)相等.首先判斷各極是陽(yáng)極還是陰極，即電極名稱，再分析各極發(fā)生的反應(yīng).A極(陰極)反應(yīng):2H⁺+2e^-=H₂↑，B極(陽(yáng)極)反應(yīng):2Cl^--2e^-=Cl₂↑；C極(陰極)反應(yīng)：Ag⁺+ e^- =Ag；D極(陽(yáng)極)反應(yīng):4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，根據(jù)電子守恒法可知,若整個(gè)電路中有4mol電子轉(zhuǎn)移,生成H₂、Cl₂、Ag、O₂的物質(zhì)的量分別為：2mol、2mol、4mol、1mol因此各電極上生成物的物質(zhì)的量之比為：2:2:4:1。

答案：2:2:4:1

[例4]有三個(gè)燒杯，分別盛有氯化銅，氯化鉀和硝酸銀三種溶液；均以Pt作電極，將它們串聯(lián)在一起電解一定時(shí)間，測(cè)得電極增重總和2.8克，這時(shí)產(chǎn)生的有色氣體與無(wú)色氣體的物質(zhì)的量之比為

　A、4：1　 B、1：1　 C、4：3　 D、3：4

解析：串聯(lián)電路中，相同時(shí)間內(nèi)各電極得或失的電子的物質(zhì)的量相同，各電極上放出氣體的物質(zhì)的量之比為定值。不必注意電極增重是多少。只要判斷出生成何種氣體及生成該氣體一定物質(zhì)的量所得失電子的物質(zhì)的量，就可以通過(guò)電子守恒，判斷氣體體積之比，第一個(gè)燒杯中放出Cl₂ ，第二燒杯中放出Cl₂和H₂，第三燒杯中放出O₂。在有1mol電子轉(zhuǎn)移下，分別是0.5 mol，0.5 mol，0.5 mol和0.25mol。所以共放出有色氣體0.5+0.5=1(mol)(Cl₂)，無(wú)色氣體0.5+0.25=0.75(mol)(O₂和H₂)

答案：C

8．電解原理的應(yīng)用

A、電解飽和食鹽水(氯堿工業(yè))

⑴反應(yīng)原理

陽(yáng)極： 　　　　　　　　　　

陰極： 　　　　　　　　　　　

總反應(yīng)：2NaCl+2H₂O電解====H₂↑+Cl₂↑+2NaOH　

⑵設(shè)備 (陽(yáng)離子交換膜電解槽)

①組成：陽(yáng)極-Ti、陰極-Fe

②陽(yáng)離子交換膜的作用：它只允許陽(yáng)離子通過(guò)而阻止陰離子和氣體通過(guò)。

⑶制燒堿生產(chǎn)過(guò)程 (離子交換膜法)　

①食鹽水的精制：粗鹽(含泥沙、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、等)→加入NaOH溶液→加入BaCl₂溶液→加入Na₂CO₃溶液→過(guò)濾→加入鹽酸→加入離子交換劑(NaR)　　

②電解生產(chǎn)主要過(guò)程(見(jiàn)圖20-1)：NaCl從陽(yáng)極區(qū)加入，H₂O從陰極區(qū)加入。陰極H+ 放電，破壞了水的電離平衡，使OH^-濃度增大，OH^-和Na⁺形成NaOH溶液。

B、電解冶煉鋁

⑴原料：(A)、冰晶石：Na₃AlF₆=3Na⁺+AlF₆^3-

(B)、氧化鋁： 鋁土礦 eq \o(\s\up 4(NaOH--→ NaAlO₂　 eq \o(\s\up 4(CO2--→　 Al(OH)₃ △-→　 Al₂O₃　

⑵ 原理　

陽(yáng)極　 　　　　　　　　　　

陰極　 　　　　　　　　　　

總反應(yīng)：4Al³⁺+6O²ˉ電解====4Al+3O₂↑

⑶ 設(shè)備：電解槽(陽(yáng)極C、陰極Fe)

因?yàn)殛?yáng)極材料不斷地與生成的氧氣反應(yīng)：C+O₂ → CO+CO₂，故需定時(shí)補(bǔ)充。

C、電鍍：用電解的方法在金屬表面鍍上一層金屬或合金的過(guò)程。

⑴鍍層金屬作陽(yáng)極，鍍件作陰極，電鍍液必須含有鍍層金屬的離子。電鍍鋅原理：

陽(yáng)極　 Zn－2eˉ = Zn²⁺

陰極　 Zn²⁺+2eˉ=Zn

⑵電鍍液的濃度在電鍍過(guò)程中不發(fā)生變化。

⑶在電鍍控制的條件下，水電離出來(lái)的H⁺和OHˉ一般不起反應(yīng)。

⑷電鍍液中加氨水或 NaCN的原因：使Zn²⁺離子濃度很小，鍍速慢，鍍層才能致密、光亮。

D、電解冶煉活潑金屬Na、Mg、Al等。

E、電解精煉銅：粗銅作陽(yáng)極，精銅作陰極，電解液含有Cu²⁺。銅前金屬先反應(yīng)但不析出，銅后金屬不反應(yīng)，形成 “陽(yáng)極泥”。

試題枚舉

[例1]將兩個(gè)鉑電極插入500mL CuSO₄溶液中進(jìn)行電解，通電一定時(shí)間后，某一電極增重0.064g(設(shè)電解時(shí)該電極無(wú)氫氣析出，且不考慮水解和溶液體積變化)，此時(shí)溶液中氫離子濃度約為

　A.4×10^-3mol/L　 B.2×10^-3mol/L　 C.1×10^-3mol/L　 D.1×10^-7mol/L

解析：根據(jù)電解規(guī)律可知陰極反應(yīng):Cu²⁺+2e^-=Cu，增重0.064gCu，應(yīng)是Cu的質(zhì)量,根據(jù)總反應(yīng)方程式:

　2CuSO₄+2H₂O 2Cu+O₂↑+2H₂SO₄--->4H⁺

　 　　　　　2×64g　　　4mol

5．電解反應(yīng)方程式的書(shū)寫步驟：①分析電解質(zhì)溶液中存在的離子；②分析離子的放電順序；③確定電極、寫出電極反應(yīng)式；④寫出電解方程式。如：

⑴電解NaCl溶液：2NaCl+2H₂O 電解====H₂↑+Cl₂↑+2NaOH，溶質(zhì)、溶劑均發(fā)生電解反應(yīng)，PH增大。

⑵電解CuSO₄溶液：2CuSO₄ + 2H₂O電解====2Cu + O₂↑+ 2H₂SO₄

溶質(zhì)、溶劑均發(fā)生電解反應(yīng)， PH減小。

⑶電解CuCl₂溶液：CuCl₂電解==== Cu+Cl₂ ↑

電解鹽酸： 2HCl 電解==== H₂↑+Cl₂↑

溶劑不變，實(shí)際上是電解溶質(zhì)，PH增大。

⑷電解稀H₂SO₄、NaOH溶液、Na₂SO₄溶液：2H₂O電解==== 2H₂↑ + O₂↑，溶質(zhì)不變，實(shí)際上是電解水，PH分別減小、增大、不變。酸、堿、鹽的加入增加了溶液導(dǎo)電性,從而加快電解速率(不是起催化作用)。

⑸電解熔融NaOH: 4NaOH 電解====4Na + O₂↑ + H₂O↑

⑹用銅電極電解Na₂SO₄溶液:　　 Cu +2H₂O電解==== Cu(OH)₂ + H₂↑　 (

注意：不是電解水。)

4．電解反應(yīng)中反應(yīng)物的判斷--放電順序

⑴陰極

A.陰極材料(金屬或石墨)總是受到保護(hù)。

B.陽(yáng)離子得電子順序 - 金屬活動(dòng)順序表的反表：K⁺ <Ca²⁺ < Na⁺ < Mg²⁺ < Al³⁺< Zn²⁺ < Fe²⁺ < Sn²⁺ < Pb²⁺ < (H⁺) < Cu²⁺ < Hg²⁺ < Ag⁺ (陽(yáng)離子放電順序與濃度有關(guān)，并不絕對(duì))

⑵陽(yáng)極

A.陽(yáng)極材料是惰性電極(C、Pt、Au、Ti等)時(shí)：陰離子失電子：S^2- ＞ I^- ＞ Br^- ＞ Cl^- ＞ OH^- ＞ NO₃^- 等含氧酸根離子 ＞F^-

B.陽(yáng)極是活潑電極時(shí)：電極本身被氧化，溶液中的離子不放電。

1．原電池和電解池的比較：

裝置	原電池	電解池
實(shí)例
原理
形成條件	①電極：兩種不同的導(dǎo)體相連； ②電解質(zhì)溶液：能與電極反應(yīng)。	①電源； ②電極(惰性或非惰性)； ③電解質(zhì)(水溶液或熔化態(tài))。
反應(yīng)類型	自發(fā)的氧化還原反應(yīng)	非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)
電極名稱	由電極本身性質(zhì)決定： 正極：材料性質(zhì)較不活潑的電極； 負(fù)極：材料性質(zhì)較活潑的電極。	由外電源決定： 陽(yáng)極：連電源的正極； 陰極：連電源的負(fù)極；
電極反應(yīng)	負(fù)極：Zn-2e-=Zn2+　 (氧化反應(yīng)) 正極：2H++2e-=H2↑(還原反應(yīng))	陰極：Cu2+ +2e- = Cu　 (還原反應(yīng)) 陽(yáng)極：2Cl--2e-=Cl2↑　 (氧化反應(yīng))
電子流向
電流方向
能量轉(zhuǎn)化
應(yīng)用	①抗金屬的電化腐蝕； ②實(shí)用電池。	①電解食鹽水(氯堿工業(yè))；②電鍍(鍍銅)；③電冶(冶煉Na、Mg、Al)；④精煉(精銅)。

2.知道電解在氯堿工業(yè)、精煉銅、電鍍、電冶金等方面的應(yīng)用。認(rèn)識(shí)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的實(shí)際意義。

知識(shí)梳理

1.通過(guò)電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的探究活動(dòng)，了解電解池工作原理，能正確書(shū)寫電解池的陰、陽(yáng)極的電極反應(yīng)式及電解反應(yīng)方程式。

思考題：1已知，求下列各式的值

①sin³α+cos³α 　②sin⁴α+cos⁴α　　 ③sin⁶α+cos⁶α

分析：由兩邊平方，整理得

然后將各式化成關(guān)于sinα+cosα，sinαcosα的式子將上兩式的值代入即可求得各式的值答案：①　　 ②　　 ③

注意：sinα+cosα、sinα·cosα稱為關(guān)于角α的正弦和余弦的基本對(duì)稱式，關(guān)于sinα、cosα的所有對(duì)稱式都可以用基本對(duì)稱式來(lái)表示　　

2已知sinα·cosα＝，且，則cosα－sinα的值是多少?

分析：由sinα·cosα＝得2sinαcosα＝

sin²α－2sinαcosα+cos²α＝1－

(cosα－sinα)²＝

∵，∴cosα＜sinα，

即cosα－sinα＜0

∴cosα－sinα＝－

已知角的一個(gè)三角函數(shù)值求其他三角函數(shù)值時(shí)，應(yīng)用平方關(guān)系確定符號(hào)是個(gè)難點(diǎn)，一般地說(shuō)，這類計(jì)算題可分為以下三種情況：⑴已知象限，由象限定符號(hào)；⑵已知值，由值分情況討論；⑶值是字母，開(kāi)平方時(shí)，分情況討論

3．已知tan=－3，則sin= 　　　，cot =　　　 ．

思路分析：由tan＝－3＜0知，在第二或第四象限，

∴可分類后用同角三角函數(shù)基本關(guān)系求解．(略)

由于這是一個(gè)填空題，

∴可先將角視為銳角，求出sin和cot的值，然后具體的再看角所在象限得出sin、cot的符號(hào)．

將視為銳角′，則有tan′=3，

∴′= cot′=,

∴在第Ⅱ或第Ⅳ象限．

∴