第2课时 电解原理的应用Word下载.docx

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Zn2+,A错误;

电解过程中,阳极失电子的有Fe、Zn、Ni,阴极析出的是镍,依据电子守恒,阳极质量的减少与阴极质量的增加不相等,B错误;

电解后,溶液中存在的金属阳离子有Fe2+、Zn2+、Ni2+,C错误;

粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,按照还原性顺序,Zn、Fe、Ni失电子被氧化,铜和铂不失电子沉降在电解池底部形成阳极泥,电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt,D正确。

3.下列有关两个电化学装置的叙述正确的是（　B　）

A.图Ⅰ,电流形成的完整过程是:

负极Zn-2e-

Zn2+,电子经导线流向正极,正极Cu2++2e-

Cu

B.图Ⅰ,在不改变总反应的前提下,可用Na2SO4替换ZnSO4,用石墨替换Cu棒

C.图Ⅱ,通电后H+和Na+先从阳极区移动到阴极,然后阴极才发生反应2H++2e-

H2↑

D.图Ⅱ,通电后,由于OH-向阳极迁移,导致阳极附近pH升高

活泼金属锌失去电子,电极反应式为Zn-2e-

Zn2+,电子沿导线流向正极,正极Cu2++2e-

Cu,内电路离子的定向移动,构成闭合回路,才是电流形成的完整过程,A错误;

Na2SO4替换ZnSO4,负极仍是锌放电,原电池中的铜本身未参与电极反应,所以可用能导电的石墨替换Cu棒,B正确;

溶液中氢离子来源于水的电离,氢离子浓度很小,所以通电后Na+先从阳极区移动到阴极,阴极周围的水电离出氢离子在阴极放电,C错误;

阳极是氯离子放电,生成氯气,氯离子放电结束后是水电离出的氢氧根离子放电,导致阳极附近pH降低,D错误。

4.如图为电解饱和食盐水的简单装置,下列有关说法正确的是（　D　）

A.电解一段时间后,向蛋壳内的溶液中滴加几滴酚酞,呈红色

B.蛋壳表面缠绕的铁丝上发生氧化反应

C.铁丝表面生成的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝

D.蛋壳可阻止生成的氯气与氢气、氢氧化钠溶液接触

碳棒在蛋壳内,溶液中的Cl-在该极失电子被还原,溶液的碱性不增强,故A项错误;

蛋壳表面缠绕的铁丝作阴极,H+在该极发生还原反应得到氢气,B项错误;

铁丝表面生成的气体是氢气,不能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,C项错误;

蛋壳在该实验中的作用是阻止气体通过,D项正确。

5.用石墨作电极电解200mLCuSO4溶液,电解过程中电子转移的物质的量n（e-）与产生气体的体积V（标准状况）的关系如图所示。

下列说法正确的是（　C　）

A.电解前CuSO4溶液的物质的量浓度为2mol·

L-1

B.电解后所得溶液中c（H+）=2mol·

C.当n（e-）=0.6mol时,V（H2）∶V（O2）=2∶3

D.当电解后的溶液中加入16gCuO,则溶液可恢复为电解前的浓度

从曲线的变化趋势可知,当转移0.4mole-时,CuSO4消耗完,由Cu2++2e-

Cu可求得电解前n（CuSO4）=0.2mol,其浓度为1mol·

L-1,电解得到稀硫酸,根据硫元素守恒可知n（H2SO4）=0.2mol,n（H+）=

0.4mol,若电解后溶液体积不变,则c（H+）=2mol·

L-1,实际上溶液体积减小,则c（H+）>

2mol·

L-1,当n（e-）=0.6mol时,阴极先发生反应:

Cu2++2e-

Cu（消耗0.4mole-）,再发生反应:

2H++2e-

H2↑,生成

0.1molH2,阳极只发生反应:

4OH--4e-

2H2O+O2↑,生成0.15molO2,故V（H2）∶V（O2）=2∶3,如果电解过程中仅发生反应:

2CuSO4+2H2O

2Cu+2H2SO4+O2↑,加入0.2molCuO可使电解质溶液恢复为电解前的浓度,实际上电解后期发生反应:

2H2O

2H2↑+O2↑。

6.1L某溶液中含有的离子如下表:

离子

Cu2+

Al3+

N

Cl-

物质的量浓度（mol/L）

1

a

用惰性电极电解该溶液,当电路中有3mole-通过时（忽略电解时溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象）,下列说法正确的是（　A　）

A.电解后溶液的pH=0

B.a=3

C.阳极生成1.5molCl2

D.阴极析出的金属是铜与铝

电解过程分三个阶段,开始阶段Cu2+与Cl-放电（转移1mole-）,然后是Cu2+与水电离出的OH-放电（转移1mole-）,最后相当于电解水（转移1mole-）,在第二个阶段由:

2H2O-4e-

4H++O2↑

44

1mol1mol

知共产生1molH+,其浓度为1mol/L,故pH=0,A正确;

由电荷守恒知:

a为4,B错;

阳极产生Cl2一共为0.5mol,C错误;

在水溶液中Al3+不放电,故阴极析出的金属中没有铝。

7.与如图有关的下列叙述正确的是（　B　）

A.a为直流电源的负极

B.用该装置制白铁（镀锌铁）,d为铁电极

C.用该装置精炼铜,d为粗铜电极

D.c、d均为石墨电极电解饱和食盐水时,c电极附近pH升高

从图示看,该装置是电解池,a是正极,c是阳极,b是负极,d是阴极;

若用于精炼铜,c为粗铜电极;

电解饱和食盐水时,d电极附近pH升高;

作镀锌铁时,d为铁电极;

正确的叙述只有B。

8.按如图装置实验,若x轴表示流入阴极的电子的物质的量,则y轴可表示（　D　）

①c（Ag+）　②c（N

）　③a棒的质量　④b棒的质量⑤溶液的pH

A.①③B.③④

C.①②④D.①②⑤

分析图示可知:

Ag为阳极,Fe为阴极,则该装置为电镀池（铁上镀银）,电解质溶液浓度及pH不变。

9.按要求对下图中两极进行必要的连接并填空:

（1）在A图中,使铜片上冒H2气泡。

请加以必要连接,则连接后的装置叫　　　　。

电极反应式:

锌板:

　　　　　　;

铜板:

　　　　　　。

（2）在B图中,使a极析出铜,则b析出　　　　。

加以必要的连接后,该装置叫　　　　　　。

a极:

　　　　　　　　;

b极:

　　　　　　　　　　　。

经过一段时间后,停止反应并搅匀溶液,溶液的pH　　　　（填“升高”“降低”或“不变”）,加入一定量的　　　　后,溶液能恢复至与电解前完全一致。

[假设Cu（NO3）2的量足够多] 

（1）在A图中,使铜片上冒H2气泡,则铜片作正极,锌作负极,该电池属于原电池,锌电极上失电子发生氧化反应,铜电极上氢离子得电子发生还原反应。

（2）在B图中（a、b都为惰性电极）,使a极析出铜,电极材料不能得失电子,所以该装置是电解池,a是阴极,b是阳极,阳极上氢氧根离子放电生成氧气;

由于消耗OH-,故溶液的pH减小;

根据“析出什么加入什么”的原则加入物质应该是CuO。

答案:

（1）连接画线略　原电池　Zn-2e-

Zn2+　2H++2e-

H2↑　

（2）O2　电解池　C

+2e-

O2↑+2H2O　降低　CuO

能力提升

10.用如图所示装置除去含CN-、Cl-废水中的CN-时,控制溶液pH为9～10,阳极产生的ClO-将CN-氧化为两种无污染的气体。

下列说法不正确的是（　D　）

A.用石墨作阳极,铁作阴极

B.阳极的电极反应式:

Cl-+2OH--2e-

ClO-+H2O

C.阴极的电极反应式:

2H2O+2e-

H2↑+2OH-

D.除去CN-的反应:

2CN-+5ClO-+2H+

N2↑+2CO2↑+5Cl-+H2O

D项,控制溶液pH为9～10,溶液呈碱性,离子方程式应为2CN-+

5ClO-+H2O

N2↑+2CO2↑+5Cl-+2OH-。

11.电化学降解N

的原理如图所示。

下列说法中不正确的是（　D　）

A.铅蓄电池的A极为正极,电极材料为PbO2

B.铅蓄电池工作过程中负极质量增加

C.该电解池的阴极反应为2N

+6H2O+10e-

N2↑+12OH-

D.若电解过程中转移2mol电子,则交换膜两侧电解液的质量变化差（Δm左-Δm右）为10.4g

根据图知,电解槽右边部分N元素化合价由+5价变为0价,所以硝酸根离子发生还原反应,则Ag

Pt电极为阴极、Pt电极为阳极,所以A是正极、电极材料为PbO2,A正确;

铅蓄电池工作过程中负极为Pb失电子生成硫酸铅,所以负极质量增加,B正确;

阴极上硝酸根离子得电子发生还原反应,电极反应式为2N

N2↑+12OH-,C正确;

转移2mol电子时,阳极（阳极反应为H2O失电子氧化为O2和H+）消耗

1mol水,产生2molH+进入阴极室,阳极室质量减少18g;

阴极的电极反应式为2N

+6H++10e-

N2↑+6OH-,转移2mol电子,阴极室中放出0.2molN2（5.6g）,同时有2molH+（2g）进入阴极室,因此阴极室质量减少3.6g,故膜两侧电解液的质量变化差（Δm左-Δm右）=18g-

3.6g=14.4g,D错误。

12.据图回答下列问题:

（1）甲池是　　　　装置,电极A的名称是　。

（2）甲装置中通入CH4的电极反应式为 

乙装置中B（Ag）电极的电极反应式为　, 

丙装置中D极的产物是　　　　（写化学式）。

（3）一段时间后,当丙池中产生112mL（标准状况下）气体时,均匀搅拌丙池,所得溶液在25℃时的pH=　　　　（已知:

NaCl溶液足量,电解后溶液体积为500mL）。

若要使丙池恢复电解前的状态,应向丙池中通入　　　　（写化学式）。

（1）甲池中一极通入甲烷,另一极通入氧气,所以甲池为甲烷燃料电池,通入甲烷的一极为负极,通入氧气的一极为正极,A与正极相连,所以A为阳极。

（2）CH4在负极上失电子,碱性条件下生成碳酸根,甲装置中通入CH4的电极反应式为CH4+10OH--8e-

C

+7H2O;

乙装置中B（Ag）电极为银离子得电子,其电极反应式为Ag++e-

Ag;

丙装置中D极为阴极,电极上H+放电生成氢气,H+是由水电离产生的,所以D极的产物是H2和NaOH。

（3）设电解后氢氧化钠的物质的量浓度是x,丙池中产生112mL气体,则氢气的体积与氯气的体积相同均为56mL,

2NaCl+2H2O

H2↑+Cl2↑+2NaOH

22.4L2mol

0.056L0.5L×

x

则x=

=0.01mol/L,

则c（H+）=10-12mol/L,所以溶液的pH=12。

由于电解生成H2和Cl2从溶液中逸出,所以应加两者的化合物,即通入HCl。

（1）原电池　阳极

（2）CH4+10OH--8e-

+7H2O　Ag++e-

Ag　H2和NaOH

（3）12　HCl

13.认真观察下列装置,回答下列问题:

（1）装置B中PbO2上发生的电极反应为 

（2）装置A中总反应的离子方程式为 

（3）若装置E的目的是在铜上镀银,则X为　　　　,极板N的材料为　　　　。

（4）若装置E中X为海水,极板N的材料为惰性电极,极板M的材料为钢铁设备,这种保护钢铁设备的方法叫 

（5）当装置A中Cu电极质量改变6.4g时,装置D中产生的气体体积为　　　　（标准状况）。

（1）B和C装置构成原电池,铅作负极,二氧化铅作正极,原电池放电时,正极上二氧化铅得电子和硫酸根离子反应生成硫酸铅,发生还原反应,电极反应式为PbO2+2e-+4H++S

PbSO4+2H2O。

（2）A是电解池,左边Pt作阴极,右边Cu作阳极,阳极上Cu放电,阴极上氢离子放电,装置A中总反应的离子方程式为Cu+2H+

Cu2++H2↑。

（3）电镀时,镀层金属作阳极,镀件作阴极,电解质溶液中阳离子和镀层金属相同,若装置E的目的是在某镀件上镀银,则X为硝酸银溶液,N作阳极,应该是银。

（4）M作阴极,为外加电流的阴极保护法。

（5）当装置A中Cu电极质量改变6.4g时,n（Cu）=0.1mol,则转移

0.2mol电子,装置D中n（NaCl）=0.1mol,阳极首先发生反应2Cl—

2e-

Cl2↑、其次发生反应4OH--4e-

2H2O+O2↑,则阳极首先生成0.05molCl2,其次生成0.025molO2,阴极只发生反应2H++2e-

H2↑,生成0.1molH2,则总共生成0.175mol气体,体积为

0.175mol×

22.4L/mol=3.92L。

（1）PbO2+4H++S

PbSO4+2H2O

（2）Cu+2H+

Cu2++H2↑

（3）AgNO3溶液　Ag

（4）外加电流的阴极保护法

（5）3.92L