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1、Generated by Unregistered Batch DOC&DOCX Converter 2010.2.205.1366,please register!专题 2 电解池原理及其应用 题组 1 电解池的工作原理 1关于电解 NaCl 水溶液，下列叙述正确的是()A电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠 B若在阳极附近的溶液中滴入浓 KI 淀粉试液，溶液呈蓝色 C若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液仍无色 D电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，加入适量盐酸充分搅拌后溶液可恢复原状况 2pHa 的某电解质溶液中，插入两支惰性电极，通直流电一段时间后，溶液的 pHa，则该电解质可
2、能是()ANaOH BH2SO4 CAgNO3 DNa2SO4 3如图为直流电源电解稀 Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极 a 和 b 附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是()A逸出气体的体积，a 电极的小于 b 电极的 B一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体 C.a 电极附近呈红色，b 电极附近呈蓝色 D.a 电极附近呈蓝色，b 电极附近呈红色 4对下列各溶液进行电解，通电一段时间后，溶液颜色不会发生显著改变的是()A以铜为电极，电解1 molL1 H2SO4溶液 B以石墨为电极，电解 1 molL1 KBr 溶液 C以石墨为电极，电解含酚酞的饱和食盐水 D以铜
3、为电极，电解 CuSO4溶液 题组 2 电解原理在工业上的应用 5在铁制品上镀上一定厚度的锌层，以下设计方案正确的是()A锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有Zn2 Generated by Unregistered Batch DOC&DOCX Converter 2010.2.205.1366,please register!B铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有 Zn2 C锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有 Fe2 D锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含有 Zn2 6海水提镁的最后一步是将氯化镁电解获取金属镁，下列有关该电解过程的叙述中，正确的是()A两个电极必须都用惰性电极 B阳极必须用惰性电极，阴极
4、必须用金属电极 C电解熔融状态的氯化镁 D电解氯化镁的水溶液 7利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产上的应用。下列说法正确的是()A氯碱工业中，X 电极上反应式是 4OH4e=2H2OO2 B电解精炼铜时，Z 溶液中的 Cu2浓度不变 C在铁片上镀铜时，Y 是纯铜 D制取金属镁时，Z 是熔融的氯化镁 8下列有关电解原理的说法不正确的是()A电解饱和食盐水时，一般用铁作阳极，碳作阴极 B电镀时，通常把待镀的金属制品作阴极，把镀层金属作阳极 C对于冶炼像钠、钙、镁、铝等这样活泼的金属，电解法几乎是唯一可行的工业方法 D电解精炼铜时，用纯铜板作阴极，粗铜板作阳极 题组 3 电解计算 9用惰性电极电
5、解一定浓度的 CuSO4溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入 0.1 mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和 pH。则下列说法正确的是()A电解过程中阴极没有气体生成 B电解过程中转移的电子的物质的量为 0.4 mol C原 CuSO4溶液的浓度为 0.1 molL1 Generated by Unregistered Batch DOC&DOCX Converter 2010.2.205.1366,please register!D电解过程中阳极收集到的气体体积为 1.12 L(标况下)10在水中加入等物质的量的 Ag、Pb2、Na、SO24、NO3、Cl，该溶液放在用惰性材料
6、作电极的电解槽中，通电片刻，则氧化产物与还原产物的质量之比为()A35.5108 B16207 C81 D10835.5 11某溶液中含有两种溶质 NaCl 和 H2SO4，它们的物质的量之比为 31，用石墨电极电解该混合液。下列叙述不正确的是()A阴极自始至终均析出H2 B阳极先析出 Cl2，后析出 O2 C电解最后阶段为电解水 D溶液 pH 不断增大，最后为 7 12用含少量银和锌的粗铜作阳极，纯铜片作阴极，CuSO4溶液作电解液，电解一段时间后，阳极质量减少了 x g，则()A电解液质量增加 x g B阴极质量增加 x g C阴极质量增加 a g，ax D阴极质量增加 b g，bx 题组
7、 4 综合应用 13从 H、Cu2、Na、SO24、Cl五种离子中恰当地组成电解质，按下列要求进行电解：(1)以石墨为电极进行电解，使电解质质量减少，水质量不变，可采用的电解质是_。(2)以石墨为电极进行电解，使电解质质量不变，水质量减少，可采用的电解质是_。(3)以碳棒为阳极，铁棒为阴极进行电解，使电解质和水的质量都减少，可采用的电解质是Generated by Unregistered Batch DOC&DOCX Converter 2010.2.205.1366,please register!_。14(1)二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀
8、菌消毒剂。目前已开发出用电解法制取 ClO2的新工艺。图中用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取 ClO2。则阳极产生 ClO2的电极反应式为_。电解一段时间，当阴极产生的气体体积为 112 mL(标准状况)时，停止电解。通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为_ mol；用平衡移动原理解释阴极区 pH 增大的原因：_ _。(2)为提高甲醇燃料的利用率，科学家发明了一种燃料电池，电池的一个电极通入空气，另一个电极通入甲醇气体，电解质是掺入了 Y2O3的 ZrO2晶体，在高温下它能传导 O2。电池工作时正极反应式为 _。若以该电池为电源，用石墨作电极电解 100 mL 含有以下离子的溶液。离子
9、 Cu2 H Cl SO24 c/molL1 1 4 4 1 电解一段时间后，当两极收集到相同体积(相同条件)的气体时(忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)，阳极上收集到氧气的物质的量为_ mol。Generated by Unregistered Batch DOC&DOCX Converter 2010.2.205.1366,please register!15工业上为了处理含有 Cr2O27的酸性工业废水，采用下面的处理方法：往工业废水中加入适量 NaCl，以铁为电极进行电解，经过一段时间，有 Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成，工业废水中铬元素的含量已低于排放标准。请回
10、答下列问题：(1)两极发生的电极反应式为阳极：_；阴极：_。(2)工业废水由酸性变为碱性的原因是_。(3)_(填”能”或”不能”)改用石墨电极，原因是_。16下图中电极 a、b 分别为 Ag 电极和 Pt 电极，电极 c、d 都是石墨电极。通电一段时间后，在 c、d 两极上共收集到 336 mL(标准状况)气体。回答下列问题：(1)直流电源中，M 为_极。(2)写出 c 极上发生的电极反应式_。(3)Pt 电极上生成的物质是_，其质量为_g。(4)AgNO3的浓度_(填“增大”、“减小”或“不变”),H2SO4溶液的浓度_。17.如图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y 是两块电极板，通过导线
11、与直流电源相连。请回答以下问题：(1)若 X、Y 是惰性电极，a 是饱和 NaCl 溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞，则：电解池中 X 极上的电极反应式是_，在 X 极附近观察到的现象是_。Generated by Unregistered Batch DOC&DOCX Converter 2010.2.205.1366,please register!Y 电极上的电极反应式是_，检验该电极反应产物的方法是_。(2)若用电解方法精炼粗铜，电解液 a 选用 CuSO4溶液，则：X 电极的材料是_，电极反应式是_。Y 电极的材料是_，电极反应式是_(说明：杂质发生的电极反应不必写出)。当
12、电路中有 0.04 mol 电子通过时，阴极增重_ g。Generated by Unregistered Batch DOC&DOCX Converter 2010.2.205.1366,please register!答案精析 1B 电极反应式为 2Cl2e=Cl2、2H2e=H2(H由水提供)，所以 A 错，B 正确；C 中阴极显碱性，滴酚酞应变红色；D 中电解一段时间，加入氯化氢可复原，D 不正确。2A B 和 C 的 H变大，pH 变小；D 电解水，pH 不变 3D 电解硫酸钠实质上只电解水。根据阳失氧、阴得还，可知阴极(a 电极)产生氢气，阳极(b 电极)产生氧气，所以 a 电极附
13、近富集着氢氧根离子，使石蕊呈蓝色，4H2O4e=2H24OH；而 b 电极附近发生 2H2O4e=O24H，使石蕊呈红色。4D 以铜为电极电解稀 H2SO4的最初反应为 Cu2H通电,Cu2H2，溶液中 Cu2浓度增大溶液变蓝，后来 Cu2浓度不变，故比电解前有明显的颜色变化；用石墨为电极电解 KBr 溶液，因生成 Br2而使溶液由无色变为橙色；电解含酚酞的饱和食盐水，因生成 NaOH 而使溶液变红；以铜为电极电解 CuSO4溶液，溶液中 Cu2浓度不变，故溶液颜色无变化。5A 应用电镀池原理，可知镀件作阴极，镀层金属作阳极，溶液中含有镀层金属阳离子。6C 电解氯化镁获取金属镁，也就是说镁离子
14、需要得到电子，所以必须使其转变为阴阳离子，如果在水溶液中，水电离的氢离子会优先得电子，因此只能在熔融状态下进行。再根据阴得还，可得该电极上发生的是镁离子得到电子的反应，对于任意电极都没有影响，因为惰性电极和金属电极均无法得到电子；阳失氧，可得此变化应在阳极上发生失电子的反应，如果该电极是活性电极，会优先失电Generated by Unregistered Batch DOC&DOCX Converter 2010.2.205.1366,please register!子，产生出的金属阳离子对后面进行的电解存在干扰，甚至再次优先得电子变为电镀。7D 氯碱工业中阳极是 Cl放电生成 Cl2；电解
15、精炼铜时阳极粗铜溶解，阴极Cu2放电析出 Cu，由于粗铜中含有锌、铁、镍等杂质，溶液中 Cu2浓度变小；铁片上镀铜时，阴极应该是铁片，阳极是纯铜。8A A 中电解饱和食盐水时，Fe 不可作阳极，否则 Fe2e=Fe2，则 Cl不能失电子。9B 由 2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O2知，如 CuSO4未电解完，加 CuO即可复原，而加入 Cu(OH)2相当于加入 CuOH2O，故 CuSO4电解完后，还电解了部分水。电解析出了 0.1 mol Cu，转移电子 0.2 mol，而电解 0.1 mol H2O 转移电子 0.2 mol，故转移的电子的总物质的量为 0.4 mol。10C 由于
16、 Ag与 Cl、Pb2与 SO24形成沉淀，电解的是 NaNO3溶液，实质是电解水。11D 电解质溶液中 n(Na)n(Cl)n(H)n(SO24)3321，电解过程明显分为三个阶段：第一阶段相当于电解盐酸；第二阶段相当于电解氯化钠溶液；第三阶段相当于电解水；可见只有 D 不正确。12D 电极反应式为阳极：Zn2e=Zn2、Cu2e=Cu2；阴极：Cu22e=Cu，故阳极失去的质量大于阴极增加的质量，但增加值小于x。13(1)HCl、CuCl2(2)NaHSO4、Na2SO4、H2SO4 (3)NaCl、CuSO4 14(1)Cl5e2H2O=ClO24H 0.01 在阴极发生 2H2e=H2
17、，H浓度减小，使 H2OHOH的平衡向右移动，OH浓度增大，pH 增大 Generated by Unregistered Batch DOC&DOCX Converter 2010.2.205.1366,please register!(2)O24e=2O2 0.1 解析(1)阳极失去电子发生氧化反应。水电离产生的 H在阴极上放电产生氢气，转移电子的物质的量 n(e)2n(H2)2(0.112 L22.4 Lmol1)0.01 mol，则在内电路中移动的电荷为 0.01 mol，每个 Na带一个单位的正电荷，则通过的 Na为 0.01 mol。(2)电池工作时，正极上 O2得电子发生还原反应
18、生成 O2。结合离子浓度可知电解过程可分为三个阶段：先是电解 CuCl2、然后电解 HCl、最后电解水，由此可见阴极首先析出 0.1 mol Cu(同时阳极析出 0.1 mol Cl2)，然后析出氢气；阳极上先是析出 0.2 mol Cl2(此时阴极已析出 0.1 mol H2)，再析出氧气，设阳极析出 x mol O2时两极析出气体体积相等，由题意可得：0.2x0.12x，解得 x0.1。15(1)Fe2e=Fe2 2H2e=H2(2)在电解过程中，H不断放电以及在溶液中发生的氧化还原反应都要消耗H(3)不能 无法产生 Fe2来还原 Cr2O27，后续无法降低铬元素含量(合理即可)解析 用铁
19、作电极电解时，阳极为铁失电子生成亚铁离子，阴极为氢离子得电子生成氢气。阳极生成的亚铁离子进入溶液中与 Cr2O27发生氧化还原反应生成铁离子和铬离子，在电解过程中，H不断放电以及在溶液中发生的氧化还原反应都要消耗 H，所以 H浓度减小，使得 OH的浓度增大，从而使得生成的铁离子和铬离子全部都产生沉淀。如果不用铁电极而用石墨电极，就无法产生亚铁离子继续后面的反应了。16(1)正(2)4OH4e=2H2OO2 (3)Ag 2.16(4)不变 增大 解析 电解稀 H2SO4，实际是电解水。根据产生气体的量d 极为阴极，N 极为负极，M 极为正极。在 336 mL 气体中，V(H2)2/3336 mL
20、224 mL，为 0.01 mol，V(O2)1/3336 mL112 mL，为 0.005 mol。说明电路上有 0.02 mol 电Generated by Unregistered Batch DOC&DOCX Converter 2010.2.205.1366,please register!子通过，因此在 b 极(Pt、阴极)产生 0.02 mol 的 Ag。则 n(e)n(Ag)n(O2)n(H2)0.020.020.0050.01220.51。由 Ag(阳)电极、Pt(阴)电极和 AgNO3溶液组成的电镀池，在通电一定时间后，在 Pt 电极上放电所消耗溶液中 Ag的物质的量，等于
21、 Ag 电极被还原给溶液补充的 Ag的物质的量，因此 AgNO3不变，溶液的 pH 也不变。电解 5.00%的 H2SO4溶液，由于其中的水发生电解，因此 SO24增大。17(1)2H2e=H2 有气泡产生，溶液变红色 2Cl2e=Cl2 将湿润的 KI 淀粉试纸置于 c 口处，试纸变蓝(2)纯铜 Cu22e=Cu 粗铜 Cu2e=Cu2 1.28 解析(1)电解池中 X 极是阴极，发生还原反应，电极反应式为2H2e=H2，可以看到电极上有气泡产生，且由于 H放电使 X 极附近溶液中 OH浓度增大，使酚酞试液变红色。Y 电极上是 Cl放电，电极反应式为 2Cl2e=Cl2。(2)电解精炼粗铜，阳极用粗铜，阴极用纯铜。根据反应，电路中通过 2 mol 电子，阴极析出 1 mol 铜，故当电路中通过 0.04 mol 电子时，析出 0.02 mol Cu，阴极增重 1.28 g。