抓准色变 突破电解|水质电解路能把判断的准吗
时间：2019-02-05 03:28:59 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
文章编号：1005－6629(2008)10－0062－03中图分类号：G632.479文献标识码：B 电解是在工业上应用较为广泛的电化学方法，如氯碱工业、铝的冶炼等。对电解原理及应用的考查，在不同年份、不同省份高考试卷上均有体现；这早已引起师生的关注，但仍有相当多的考生对电解心存畏惧。其实，对电解类考题的处理，只要抓准色变，善于分析、迁移，顺利突破也不是难事。
1 归纳色变
苏教版教材在《化学必修1》、《化学必修2》、《化学反应原理》、《实验化学》中多次触及饱和食盐水的电解，用石墨棒作阳极、铁作阴极的电解装置(见图1、图2)。我们先从原理角度对与颜色变化（简称“色变”）有关的现象作出解释。
色变1：对图1而言，电解一段时间后，关闭电源，打开U形管两端的橡皮塞，分别向溶液中滴加1~2滴酚酞溶液，出现现象：在阴极（与外接直流电源的负极相连的电极，即铁棒）区溶液显红色。解释：在阴极上，由水电离出的H+得到电子被还原，放出氢气。电极反应式为：2H++2e-=H2↑或2H2O+2e-=2OH-+H2↑,在阴极区里Na+与OH-组成NaOH，溶液呈碱性，酚酞试液在碱性环境中显红色。
色变2：对图2而言，电解一段时间后，出现现象：碘化钾淀粉溶液显蓝色。解释：碳棒与外接直流电源的正极相连，在电解装置中作阳极。在阳极上，Cl-失去电子被氧化，放出氯气，电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑；产生的氯气通入碘化钾淀粉溶液中，Cl2+2I-=I2+2Cl-，淀粉遇碘变蓝色。
色变是电解类考题最常见的信息，是实施整体突破的切入口。色变还可根据考题内容的变化有其他的情形，如用石墨电极电解饱和KI溶液时，阳极区溶液由无色逐渐向棕黄色变化；若向电解后的溶液中滴加少量CCl4溶液，经振荡静置，可观察到溶液分层，下层呈紫红色的现象；若用铜作阳极，则在阳极附近因铜放电有Cu2+产生，溶液呈蓝色等。
2 突破示例
例1：［2007上海,16］某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验,如图3。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙述正确的是()
A.铅笔端作阳极，发生还原反应
B.铂片端作阳极，发生氧化反应
C.铅笔端有少量的氯气产生
D.a点是负极，b点是正极
解析：铂、碳都是惰性电极。滤纸已用无色酚酞的混合液浸湿，“黑笔写红字”说明在笔端发生了反应2H2O+2e-=2OH-+H2↑，使溶液显碱性。根据色变1原理可知：铅笔处发生还原反应，作阴极、而非阳极，A错；有氢气产生、而非氯气，C错；a点与铅笔相连，a是电源的负极，D错；铂片与电源正极b点相连，作阳极，发生氧化反应，B正确。
例2：［2004全国理综II，28］在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相溶的中性液体。上层液体中插入两根石墨电极，圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅棒，可以上下搅动液体，装置如图4。接通电源，阳极周围的液体呈现棕色，且颜色由浅变深，阴极上有气泡生成。停止停电，取出电极，用搅棒上下剧烈搅动。静置后液体又分成上下两层，下层液体呈紫红色，上层液体几乎无色。根据上述实验回答（设置的问题有删减）：
（1）阴极上的电极反应式为________。
（2）阳极上的电极反应式为________。
（3）搅拌后两层液体颜色发生变化的原因是________。
解析：使用惰性电极电解溶液时，阴极发生还原反应，溶液中能得电子变成气体的只有H+，所以阴极上的电极反应式为：2H++2e-=H2↑；阳极上离子按I-、Br-、Cl-、OH-的顺序失电子，抓住题目色变信息：“无色→棕色（由浅变深）→紫红色”，可知是I-失去电子生成I2，电极反应式为：2I--2e-=I2。两种无色的互不相溶的中性液体，一为水，另一为密度比水大的有机溶剂（如CCl4或CHCl3），产生的I2被有机溶剂萃取，绝大部分I2由水转移到有机溶剂中，导致搅拌后液体的颜色发生了由水层呈深棕色到有机层呈紫红色的变化。
3 巩固训练
技能的养成，不是“听、看、赏析”就能解决的；是在处理一定数量习题的运用中，不断地消化、融合、提升而获得的。请大家实际分析下列试题：
练1：［据2005北京理综，27（3）改编］装置如图5所示，两玻璃管中盛满滴有酚酞的NaCl饱和溶液，C(I)、C(II)为多孔石墨电极。接通S1后，C(I)附近溶液变红，两玻璃管中有气体生成。一段时间后（两玻璃管中液面未脱离电极），断开S1，接通S2，电流表的指针发生偏转。此时：C(II)的电极名称是____，C(I)的电极反应式是___。
点拨：接通S1、断开S2时为电解装置，在直流电源正负电极未明确的情况下，抓C(I)附近溶液变红信息，结合电解饱和食盐水规律，知C(I)附近溶液溶液呈碱性，液面上方收集到的气体是H2。接通S2、断开S1时为氢氯碱性燃料电池装置，还原性气体H2在C(I)区，所以C(II)的电极名称为正极，要注意C(I)的电极反应式书写为 H2-2e-=2H+是不妥当的，不要忽略在C(I)附近溶液呈碱性，正确的书写应为H2+2OH-+2e-=2H2O。
练2：［2007重庆，11］按图6所示进行实验。下列叙述正确的是（ ）
A.Y为阴极，发生还原反应
B.X为正极，发生氧化反应
C.Y与滤纸接触处有氧气生成
D.X与滤纸接触处变红
点拨：装置分为两部分，易判断左半部分为原电池；Zn作负极，失电子。右半部分为电解池，电极Y（Cu）接受流入的电子作阴极，发生还原反应，A正确；X（Cu）发生氧化反应，但是作阳极，B错误。X上电极反应为Cu-2e-=Cu2+，X与滤纸接触处因有Cu2+生成变蓝，D错误。在Y上是溶液中的阳离子放电，因为H+的放电能力强于Na+，所以电极反应为2H++2e-=H2↑, C错误；由于H+的放电，打破Y极区附近H2O的电离平衡， 使c(OH-)＞c(H+),溶液呈碱性，致使出现色变：Y与滤纸接触处变红。
练3：CuI是不溶于水的白色固体,它可以由反应2Cu2++4I-=2CuI↓+I2而得到。现以石墨为阴极，以Cu为阳极电解KI溶液，通电前向电解液中滴加少量酚酞和淀粉溶液。电解开始不久，阴极区溶液呈红色，而阳极区溶液呈蓝色。下列对阳极区溶液呈蓝色的解释正确的是（）
A. 2I--2e-=I2 碘遇淀粉变蓝
B. Cu-2e-=Cu2+Cu2+显蓝色
C. 2Cu+4I--4e-=2CuI↓+I2碘遇淀粉变蓝
D. 4OH--4e-=2H2O+O2↑O2将I-氧化为I2，碘遇淀粉变蓝
评析：读题不仔细的同学，会被题中“淀粉、KI”所蒙蔽，想当然认为阳极上I-放电生成I2，碘遇淀粉变蓝而误选A。阳极材料是Cu，为活性电极，本身要放电产生Cu2+，这也极易诱导部分学生误选B。只要注意到题中信息，自然就会将Cu-2e-=Cu2+与2Cu2++4I-=2CuI↓+I2合并，而选出正确答案C。至于错选D项的同学，不能不说有丰富的想象力，但欠缺获得成功的“非智力因素”――审题能力，怎么就没意识到阳极是活性金属呢？客观地讲，没能正确判定I-与OH-放电顺序，也表明基础知识存有缺陷。所有这些都警醒我们：在处理电解类习题时，面对“色变”信息，只有抓得准、用得好，才能获得成功！
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