典型例题

　　例1：已知铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2,在放电时起原电池的作用,充电时起电解池的作用.铅蓄电池发生反应的化学方程式可表示为

　　（1）写出放电时负极发生反应的化学方程式_____________________.

　　（2）当蓄电池作为电源,电解CuSO4溶液生成1.6gCu时,蓄电池内消耗H2SO4__________mol.

　　（3）给蓄电池充电时,若要使3.03gPbSO4转变为Pb和PbO2,需_______mole-的电量.

　　选题角度：此题涉及蓄电池的电化学原理、电解CuSO4溶液的反应原理、电极反应和有关电池反应、电解反应的计算等知识点.考查学生的分析能力、计算能力以及思维的严密性和整体性.

　　思路解析：

　　（1）蓄电池放电时,发生原电池反应.负极上的反应是Pb＋SO42-－2e-=PbSO4.

　　（2）由电池反应

　　有2e-～2H2SO4的关系

　　又由电解反应,有4e-～2Cu的关系；依据电子守恒的关系,可得2e-～2H2SO4～Cu的关系.

　　电解CuSO4溶液生成的Cu的物质的量为

　　所以蓄电池中消耗H2SO4的量为2×0.025mol＝0.05mol

　　（3）蓄电池充电时发生电解反应有2e-～2PbSO4的关系.

　　3.03gPbSO4的物质的量为转变为Pb和PbO2需转移电子的物质的量为0.01mol.

　　；.

　　点评：解此题的关键在于：①弄清蓄电池及电解CuSO4溶液的反应原理；②把握电池反应和电解反应中转移的电子数相等这一恒等关系.

　　例2：在25℃时将两个铜电极插入一定质量的Na2SO4饱和溶液中进行电解.通电一段时间后,阴极上逸出amol气体,同时有wgNa2SO4·10H2O晶体析出.若温度不变,剩余溶液中溶质的质量分数为（）

　　选题角度：本题主要考查电解的相关知识.

　　思路分析：电解发生的电极反应为：Cu-2e-=Cu2+(阳极),2H+＋2e-=H2↑(阴极).电解的总化学方程式为Cu＋2H2O=Cu(OH)2↓＋H2↑.阴极逸出amolH2,水被电解了2amol,即析出的wgNa2SO4·10H2O溶解在2amol水中恰好是25℃的饱和溶液,该溶液中溶质的质量分数与剩余溶液中溶质的质量分数相等.

　　C

　　例3：（1993年全国高考题）图-1中X、Y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增加,b极板处有无色无味的气体放出.符合这一情况的是（）

　　a极板b极板X电极Z溶液

　　A．ZnC负极CuSO4

　　B．CC负极NaOH

　　C．AgFe正极AgNO3

　　D．CuC负极CuCl2

　　选题角度：本题主要考查电解的相关知识.

　　思路分析：题中“通电后发现a极板质量增加,b极板处有无色无味的气体放出”是解题的关键和突破口.“a极板质量增加”一定是金属阳离子在a极板上放电析出,所以a极板一定是阴极,与a极板相连的电源X极为负极,由此排除C选项.B选项电解NaOH溶液无金属单质析出也被排除.电解CuCl2溶液时,阴极上析出铜,a极板质量增加,而在阳极上是Cl-放电生成Cl2,与题意不符,D被排除.电解CuSO4溶液,阴极析出铜,阳极放出氧气,A项符合题意.

　　A

　　例4：A、B、C是三个电解槽,阳极均是Pt电极.A槽是CuCl2做电解液,纯铜片做阴极；B和C两槽以AgNO3溶液做电解液,纯银丝做阴极.先将A和B槽并联,再与C槽串联进行电解.若B槽中银丝质量增加0.108g,C槽银丝质量增加0.216g,则A槽中铜片增加的质量为_________________.

　　选题角度：本题主要考查电解的相关知识.

　　思路分析：本题是将A、B并联之后再与C串联,根据物理学电流定律可知：IC=IA＋IB,可推出各电解池得失的电量关系为：QC=QA＋QB.设A槽中铜片增加的质量为x,故有：

　　0.032g

　　点评：熟练掌握串联电路、并联电路的电流强度大小的关系是解本题的关键.

　　例5：右图为电解水的装置图,闭合开关S后,观察到电压表的示数为6.0V,电流表的示数为100mA.

　　⑴此时A管内生成_______________气,B管内生成______________气.

　　⑵试写出电解水的化学方程式.

　　⑶通电过程中,A极、B极各发生何种化学反应?

　　⑷为了加快电解水的速率,可在水中加入（）

　　A．H2SO4B.HClC.NaOHD.NaCl

　　⑸在实验过程中消耗了何种形式的能量,产生了何种形式的能量?

　　⑹若通电10min,A管中将生成______mL气体(标准状况).

　　⑺已知每摩尔水被电解消耗280.8kJ能量,则10min内增加了多少化学能?

　　⑻在电解池中产生多少内能,在该实验中两极间液体的电阻是多大?

　　选题角度：这是一道物理、化学综合题,涉及能量转换、化学反应的类型及电路计算等知识,每小题是相对独立的,用单一知识能求解,各题之间又是通过相关知识点渗透的.本题主要考查知识的综合及迁移能力.

　　思路分析：

　　⑴因为H+带正电,OH-带负电,由电池正、负极位置可知,H+向A极移动,在A管内生成H2,B管内生成O2.

　　⑵电解水的化学方程式为：

　　⑶A极：4H+＋4e-=2H2↑；B极：4OH-－4e-=2H2O＋O2↑.

　　⑷在水中加入强酸或强碱都可使电解水的速率加快,但加入HCl或NaCl后在阳极生成Cl2,而不是O2,所以应选A和C.

　　⑸在电解水的过程中消耗了电能,产生了化学能和内能,由能的转化和守恒定律知,消耗的能量应等于产生能量的总和.

　　⑹

　　到达阴极的H+和电子结合成H,H再相互结合成H2.每个电子带电e-=1.6×10-19C,10min内在阴极上生成H2的物质的量为

　　故A管内生成标准状况下H2的体积为:

　　V(H2)=3.11×10-4mol×22.4L/mol=6.97×10-3L=6.97mL

　　⑺10min内增加的化学能E化=3.11×10-4×280.8×10-3=87.3（J）

　　⑻由能量守恒求得电解池中产生的内能

　　Q=E电－E化=Uit－E化=6×0.1×600×87.3=272.7（J）