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高中化學:電解後的溶液復原快速解決

2022-01-18由 侯哥化學 發表于 農業

cu怎樣變成cuso4

一、知識點

電解質溶液進行電解時,大致分三種情況,①電解質本身被電解,②溶劑水被電解,③電解質和水同時被電解。因此要使電解後的溶液恢復原狀,必須根據電解的化學反應原理來確定。同學們可記為:“出去什麼就加什麼”。

①電解質本身被電解,如電解HCl溶液:2HCl==H2↑+Cl2↑應向原溶液中通HCl氣體,類似的情況還有電解HBr、CuCl2等溶液。

②溶劑水被電解,如電解NaOH溶液:2H2O==H2↑+O2↑應向原溶液中加H2O。類似的情況還有電解H2SO4、Na2SO4、KNO3等溶液。

③電解質和水同時被電解, 如電解NaCl溶液:2NaCl + 2H2O==2NaOH + H2↑+Cl2↑從表面上看少的是NaCl和H2O,加NaCl和H2O,就能使NaCl溶液恢復原狀,其實不行,因為無論以什麼比例加NaCl和H2O,也解決不了NaOH的存在。怎麼辦哪?我們可以換一個角度來思考,從電解質溶液出去的是H2和Cl2,H2和Cl2的化身就是HCl氣體,因此我們可以向溶液中通HCl氣體,由於HCl和生成的NaOH發生:HCl +NaOH=NaCl+H2O反應,使得溶液恢復原狀。類似的情況還有電解KBr、AgNO3、CuSO4等溶液。

二、例題

【例題1】

(2011年全國高考卷)用石墨作電極電解CuSO4溶液。通電一段時間後,欲使電解液恢復到起始狀態,應向溶液中加入適量的

A。 CuSO4 B。 H2O C。 CuO D。CuSO4·5H2O

解析:

用石墨做電極電解CuSO4溶液的電解方程式是2CuSO4 + 2H2O==2H2SO4 + 2Cu + O2↑,根據缺什麼補什麼的原則,選項C正確。

答案:

C

【例題2】

用惰性電極分別電解下列各物質水溶液,一段時間後,向剩餘電解質溶液中加入適量相應的溶質能使溶液恢復到電解前濃度的是( )

A。 AgNO3 B。 Na2SO4 C。 CuCl2 D。 KCl

   解析

:直接加入溶質就能使溶液恢復到電解前的濃度應屬於電解溶質型,即選C。AgNO3發生的電解反應是:

4AgNO3 +2H2O==4Ag+O2↑+ 4HNO3,可加Ag2O、加Ag2CO3。Na2SO4的水溶液實際電解的是水,KCl的水溶液實際電解的是溶質和溶劑,類似電解NaCl溶液,應通HCl氣體,能恢復原狀。

答案:C

變式1:改變題目要求

【例題3】

用惰性電極分別電解下列各物質水溶液,一段時間後,向剩餘電解質溶液中加入適量水能使溶液恢復到電解前濃度的是( )

A。 AgNO3 B。 Na2SO4 C。 CuCl2 D。 KCl

解析:

向剩餘電解質溶液中加入適量水能使溶液恢復到電解前濃度,屬於溶劑水被電解型,在上述選項中只有B屬於電解水型。

答案:B

變式2:改變考查內容

【例題4】

用惰性電極分別電解下列各物質的水溶液,一段時間後,陰極質量增加,電解液的pH明顯下降的是( )

A。 AgNO3 B。 Na2SO4 C。 CuCl2 D。 KCl

解析:

電解A溶液時,生成Ag、HNO3和O2,Ag在陰極上析出,使陰極質量增加,由於生成HNO3使溶液pH明顯下降;而B屬於電解水型,陰極質量不增加,溶液pH不變化;C屬於溶質分解型,雖然陰極質量增加,但溶液pH並無明顯變化;D溶液電解沒有固體在兩極上析出,且溶液pH變小。因此選A。

答案:A

三、拓展練習

變式1:判斷電解型別

【例題5】

電解水時為了增強其導電性不應加入的電解質是( )

A。 NaOH B。 CuSO4 C。 H2SO4 D。 KNO3

解析:

電解時只是為了增強其導電性,則應加入的是電解時是電解水的物質。

答案:B

【例題6】

用惰性電極電解CuSO4溶液,當Cu2+濃度下降至一半時停止通電,要想使CuSO4溶液恢復原濃度,應加入的物質是( )

A。 CuSO4 B。 CuO C。 Cu(OH)2 D。 CuSO4·5H2O

解析:

發生的電解池反應為:2CuSO4 +2H2O==2Cu+O2↑+2H2SO4,電解過程中CuSO4溶液每損失2個Cu原子,就損失2個O原子,相當於損失一個CuO,為了使CuSO4溶液,恢復原濃度,應加入CuO。當然也可以加入CuCO3,但絕不能加入Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3,因為CuCO3+H2SO4 ===CuSO4+CO2↑+H2O,相當於加CuO,而Cu(OH)2 + H2SO4=== CuSO4+2H2O、Cu2(OH)2CO3 + 2H2SO4 === 2CuSO4 + CO2↑+3H2O。除增加溶質外還增加了水,故不能選。

答案:B