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1、 课时规范练 19 电解池 金属的腐蚀与防护基础巩固1.用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶液,电解后溶液的 pH 依次为升高、不变、降低的是( )A.AgNO 溶液NaCl 溶液Cu(NO ) 溶液33 2B.KCl 溶液Na SO 溶液CuSO 溶液244C.CaCl 溶液KOH 溶液NaNO 溶液23D.HCl 溶液HNO 溶液K SO 溶液3242.下列装置的线路接通后,经过一段时间,溶液的 pH 明显减小的是( )3.(双选)金属镍有广泛的用途,粗镍中含有 Fe、Zn、Cu、Pt 等杂质,可用电解法制得高纯度的镍。下列叙述中正确的是(已知:氧化性 Fe2+Ni2+Fe2+Zn2+,
2、故阴极反应为 Ni2+2e- Ni,可见,阳极质量减少是因为 Zn、Fe、Ni 溶解,而阴极质量增加是因为 Ni 析出,B 项错误;电解后溶液中的阳离子有 Fe2+、Zn2+、Ni2+和 H+,C 项正确;电解时 Cu 和 Pt 不失电子,沉降在电解池底部形成阳极泥,D 项正确。4.A 以铜为阴极,石墨为阳极,电解饱和食盐水时,阳极的电极反应为 2Cl-2e- Cl2,A项正确;铅蓄电池放电时的正极反应式为 PbO +4H+SO2 +2e- PbSO +2H O,负极反应-24项错误 粗铜精炼时 与电源正极相连的应是粗铜 该极发生的42为 Pb-2e-+SO2-PbSO4,B;,4电极反应除
3、Cu-2e- Cu2+外,还有比铜活泼的杂质金属失电子的反应,C 项错误;钢铁发生电化学腐蚀的负极反应为 Fe-2e- Fe2+,D 项错误。5.AD A 项,铁锅中含有的 Fe、C 与电解质溶液构成原电池,活泼金属为负极,Fe 易失电子,故腐蚀过程中,负极是 Fe,正确;B 项,原电池中电子由负极 Fe 直接向正极 C 流动,在电解质溶液中依靠离子的移动导电,错误;C 项,该原电池中,C 是正极,正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应为 O +2H O+4e- 4OH-,错误;D 项,C 是正极,O2 在 C 表面上发生22还原反应,正确。6.C 电解 Na SO 溶液时,阳极上是 OH-发
4、生失电子的氧化反应,即 a 管中 OH-放电,酸性24增强,酸遇酚酞不变色,即 a 管中呈无色,A 项错误;电解 AgNO3 溶液时,阴极上是 Ag+发生得电子的还原反应,即 b 管中电极反应是析出金属 Ag 的反应,B 项错误;电解 CuCl2 溶液时,阳极上是 Cl-发生失电子的氧化反应,即 b 管中 Cl-放电,产生 Cl2,C 项正确;电解 NaOH 溶液时,阴极上是 H+放电,阳极上是 OH-放电,实际上电解的是水,导致 NaOH 溶液的浓度增大,碱性增强,pH 升高,D 项错误。7.B 正极反应得电子,反应中,三氯乙烯(C HCl )中 C 为+1 价,乙烯(C H )中 C 为-
5、22324价,C 的化合价降低,得电子;反应中,H+生成 H2,H 的化合价由+1 价变为 0 价,化合价降低,得电子;反应中,O 转化为 OH-,O 由 0 价降为-2 价,得电子;反应中,NO- 转化为 N23+,N 由+5 价降为-3 价,得电子,A 项正确;三氯乙烯(C HCl )转化为乙烯(C H ),C 元素从H42324+1 价降为-2 价,1 mol 三氯乙烯转移 6 mol e-,则失去 3 mol Cl 时转移 6 mol e-,即脱去 amol Cl 时 n 为 2a mol,B 项错误;N - 转化为 N +,N 由+5 价降为-3 价,1 mol N - 得 8 mo
6、lOH4O3e3e-,根据电荷守恒,补充 H+配平反应,C 项正确;单位体积内的 0 价铁越多,释放电子的物质的量越多,即 nt 增大,D 项正确。8.AD 甲装置为原电池装置,氧气在 N 电极被还原生成水,所以 N 电极为正极,M 电极为负极;乙装置为电解池,a 电极上 Si 被氧化成 Si4+,发生氧化反应,所以 a 电极为阳极与 N极相连,b 电极为阴极与 M 极相连。根据分析可知 M 与 b 相连,A 项正确;根据分析可知a 电极为阳极,即液态 Cu-Si 合金为阳极,但固体硅不导电,所以不能为阴极,Si4+在铝电极上得电子被还原,B 项错误;废水中尿素含量不同,电流强度不同,单位时间
7、内转移的电子数不同,会影响硅提纯的速率,C 项错误;CO(NH ) 在负极 M 上失电子发生氧化反应,生成22N 、CO ,结合电荷守恒得到电极反应为 CO(NH ) +H O-6e- CO +N +6H+,D 项正222 2222确。9.B 由 2CuSO +2H O 2Cu+2H SO +O 知,如果 CuSO 溶液未电解完,加 CuO 即可复422424原,而加入 Cu(OH) 溶液相当于加入等物质的量的 CuO 和 H O,故 CuSO 溶液电解完后,224还电解了部分水。电解析出了 0.1 mol Cu,转移电子 0.2 mol ,放出 0.05 mol O2 ,而电解.1 mol
8、H O 转移电子 0.2 mol ,阳极放出 0.05 mol O ,故转移的电子的总物质的量为 0.4022mol ,A 项错误,B 项正确;没有告诉溶液的体积无法计算溶液浓度,C 项错误;根据以上分析,在标准状况下,阳极收集到的气体体积为(0.05+0.05) mol22.4 L mol-1=2.24 L,D 项错误。10.C 阴极为 H+得电子生成 H2,A 项错误;S 2-的结构为,其中 S 为+6 价,2O8中间两个 O 均为-1 价,阳极电极反应中两个-1 价的 O 失去电子,阳极反应中 S 的化合价没有变化,B 项错误;S 与 O 之间为极性键,中间两个 O 之间为非极性键,C
9、项正确;铜为活泼电极,若铜为阳极,则阳极铜会失去电子,D 项错误。11.答案 Fe3+e- Fe2+,4Fe2+O2+4H+ 4Fe3+2H2O5.6解析负极区发生还原反应Fe3+e-Fe2+,生成的二价铁又被氧气氧化成三价铁,发生反应 4Fe2+O2+4H+ 4Fe3+2H O。由反应可知电路中转移 4 mol 电子消耗 1 mol O ,则转221414移 1 mol 电子消耗 mol O ,其在标准状况下的体积为 mol 22.4 Lmol-1=5.6 L。212.答案 (1)2H2O+2e- 2OH-+H2产生无色气体,溶液变红2Cl-2e- Cl2将湿润的淀粉KI试纸放在Y电极附近,
10、试纸变蓝色 (2)纯铜Cu2+2e- Cu粗铜Cu-2e- Cu2+解析 (1)若 X、Y 是惰性电极,a 是饱和 NaCl 溶液,X 极与电源负极相连,则 X 极是阴极,发生还原反应,电极反应为 2H2O+2e- 2OH-+H2。由于生成 OH-,X 极附近溶液呈碱性,则观察到 X 极产生无色气体,溶液变成红色。Y 电极与电源的正极相连,则 Y 极是阳极,Cl-在阳极上发生氧化反应生成 Cl2,电极反应为 2Cl-2e- Cl2。可利用湿润的淀粉 KI 试纸检验生成的 Cl2,试纸变成蓝色。(2)电解精炼粗铜时,纯铜为阴极,粗铜为阳极,则 X 电极是纯铜,Cu2+在该电极上发生还原反应生成
11、Cu,电极反应为 Cu2+2e- Cu。Y 电极是粗铜,Cu 是活性电极,自身失电子发生氧化反应,则电极反应为 Cu-2e- Cu2+。13.答案 (1)C H +18OH-14e- 2C 2-+12H O 4OH-4e- 2H O+O 电极表面产O263222生气泡,附近溶液变蓝Ag+e- Ag1(2)铜Cu-2e- Cu2+铁钥匙Cu2+2e- Cu(3)Fe+8OH-6e- Fe 2-+4H O2H O+2e- 2OH-+H2O422解析(1)甲池中乙烷(CH)通入左侧电极发生氧化反应,则左侧Pt电极为负极,电解质26溶液为 KOH 溶液,故负极反应为 C H +18OH-14e- 2C
12、O2-+12H O。乙池中 若 、,X2632Y 都是石墨,A 是 Na SO 溶液,则 X 是阳极,发生氧化反应,电极反应为 4OH-4e-242H O+O 。Y 是阴极,电极反应为 2H O+2e- 2OH-+H2,电极附近显碱性,则 Y 极附近222观察到的现象是电极表面产生气泡,附近溶液变蓝。甲池中右侧 Pt 电极发生的反应为O +2H O+4e- 4OH-,消耗标准状况下 112 mL O2(即 0.005 mol)时电路中转移电子的物22质的量为 0.005 mol4=0.02 mol。乙池中,若 X、Y 都是石墨,A 溶液是足量 AgNO3 溶液,Y 极是阴极,电极反应为 Ag+
13、e- Ag。X 极是阳极,电极反应为 2H2O-4e- 4H+O2,据得失电子守恒可知,电路中转移 0.02 mol 电子时,X 极生成 0.02 mol H+,则乙池溶液中c(H+)=0.02mol=0.1 molL-1,溶液 pH=1。0.2 L(2)在铁钥匙表面镀一层金属铜,X 极是阳极,则 X 极的材料是铜,电极反应为 Cu-e- Cu2+。Y 极是阴极,则 Y 极材料是铁钥匙,电极反应为 Cu2+2e- Cu。(3)由图可知,Fe 电极与电源正极相连,则铁电极为电解池的阳极,Fe 被氧化生成 Fe224-,故阳极的电极反应为 Fe+8OH-6e- Fe 2-+4H O。Cu 极与电源的负极相连,则铜电OO42极为电解池的阴极,发生还原反应析出 H ,电极反应为 2H O+2e- 2OH-+H2。22