2019届高中化学专题17电解池难点大串讲学案新人教版选修4.docx

专题17 电解池 知识一 电解原理及电解池判断 【例1】用惰性电极电解CuCl2溶液的装置如图所示： （1）已知水是一种弱电解质，能电离出少量H和OH，请分析CuCl2溶液中存在的阴、阳离子有哪些？通电前后离子的运动状态如何变化？(2)怎样判断直流电源a、b两极是正极还是负极？(3)为什么溶液中的Cl、Cu2在两极上放电而OH和H不放电？阴、阳两极上离子的放电顺序有什么规律？(4)如果将装置中的电解质溶液改为NaCl溶液，试分析在阴极上放电的是什么离子？(5)若把装置中的惰性电极改为铜电极，请同学们观察现象，写出两极的电极反应式。【答案】（1）阴离子：Cl、OH，阳离子：Cu2、H。通电前阴、阳离子自由移动。通电后Cl、OH向阳极定向移动；Cu2、H向阴极定向移动。（2）电解池中与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极。Cu2流向阴极，故a极为负极；Cl流向阳极故b极为正极。（3） Cl失电子能力(还原性)比OH强，Cu2得电子能力(氧化性)比H强。即在阴极上氧化性强的离子优先得到电子发生还原反应，在阳极上(惰性电极)还原性强的离子优先失去电子发生氧化反应。（4） 由于氧化性HNa，所以在阴极上H得到电子被还原。（5）阳极：Cu2e=Cu2 阴极：Cu22e=Cu【解析】根据教材内容作答即可，清楚审题，不要忘答后半小问。【变式】1.如图所示是电解CuCl2溶液的装置，其中a、b为直流电源的两极，c、d为石墨电极。则以下有关此电解池的判断正确的是( ) Aa为负极，b为正极Ba为阳极，b为阴极C电解过程中，d电极质量增加D电解过程中，氯离子浓度保持不变【答案】C 2.如下图所示装置中，属于电解池的是( ) 【答案】C【解析】判断某装置是否为电解池，要以构成电解池的三个基本条件为标准。构成电解池的三个条件：有与直流电源相连的两个电极；有电解质溶液或熔融态电解质；能形成闭合回路。3.下列关于电解池的叙述中正确的是( )A.电解池中的闭合回路仅是由电子的定向移动形成的B.金属导线中，电子从电源的负极流向电解池的阳极，从电解池的阴极流向电源的正极C.在电解质溶液中，阴离子向阴极运动，阳离子向阳极运动D.相同时间内，阳离子在阴极上得到的电子与阴离子在阳极上失去的电子数相等【答案】D 知识二 电极及电极产物的判断 【例2】如图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则下列有关判断正确的是( ) A.a为负极，b为正极 B.a为阳极，b为阴极C.电解过程中，d电极质量增加 D.电解过程中，氯离子浓度不变【答案】C 【变式】1.如图为直流电源电解稀Na2SO4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.a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色B.a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色C.逸出气体的体积，a极的小于b极的D.一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体【答案】B【解析】a极为阴极，H2O电离出的H放电，促进H2O的电离平衡向右移动，c(OH)增大，石蕊溶液变蓝色，b极为阳极，H2O电离出的OH放电，c(H)增大，石蕊溶液变红色，A项不正确、B项正确；a极产生H2，b极产生O2，H2的体积是O2体积的2倍，故C、D项不正确。2.在某电解质溶液里，用M和N作电极，通电一段时间后，发现M极质量减小，N极质量增大，符合这一情况的是( )A.电解质溶液是稀硫酸 B.金属M是阳极，金属N是阴极C.M和N是石墨电极 D.M是阴极，N是阳极【答案】B【解析】 由题意可知，M极溶解，发生氧化反应，为阳极；N极质量增加，有金属单质在N极上析出，发生还原反应，为阴极；电解质溶液为盐溶液，M为金属电极。3某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。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铂片端作阴极，发生氧化反应C铅笔端有少量的氯气产生 Da是负极，b是正极【答案】D 4有关甲、乙、丙、丁四个图示的叙述正确的是( ) A甲中负极反应式为2H2e=H2B乙中阳极反应式为Age=AgC丙中H向碳棒方向移动D丁中电解开始时阳极产生黄绿色气体【答案】C【解析】由图知，甲、丙为原电池，甲中Zn为负极：Zn2e=Zn2，A错；丙中Fe为负极，C为正极，H向正极移动，C正确；乙、丁为电解池，乙中Ag作阳极，本身失电子，B错；D中放电顺序：ICl，开始产生I2，D错。 知识三 电解规律 【例3-1】用惰性电极电解酸、碱、盐溶液，填写下表：电解质及类别电极反应式电解物质pH变化溶液复原方法电解水型H2SO4含氧酸阳极：4OH4e=O22H2O阴极：4H4e=2H2H2O减小加入H2ONaOH强碱增大Na2SO4活泼金属的含氧酸盐不变电解电解质型HCl无氧酸阳极：2Cl2e=Cl2阴极：2H2e=H2HCl增大加入HClCuCl2不活泼金属的无氧酸盐阳极：2Cl2e=Cl2阴极：Cu22e=CuCuCl2加入CuCl2放H2生碱型NaCl活泼金属的无氧酸盐阳极：2Cl2e=Cl2阴极：2H2e=H2NaCl、H2O增大加入HCl放O2生酸型CuSO4不活泼金属的含氧酸盐阳极：4OH4e=O22H2O阴极：2Cu24e=2CuCuSO4、H2O减小加入CuO或CuCO3 【变式】1.用惰性电极电解稀H2SO4、Cu(NO3)2、NaCl的混合液，最初一段时间阴极和阳极上析出的物质分别是( )A.H2和Cl2 B.Cu和Cl2 C.H2和O2 D.Cu和O2【答案】B 2.用石墨作电极，在Na、Cu2、Cl、SO等离子中选出适当离子组成电解质，电解其溶液，写出符合条件的一种电解质的化学式：(1)当阴极放出H2，阳极放出O2时，电解质是_。(2)当阴极析出金属，阳极放出O2时，电解质是_。(3)当阴极放出H2，阳极放出Cl2时，电解质是_。(4)通过电子的物质的量与阴极析出的金属的物质的量、阳极放出的气体的物质的量之比为421时，电解质是_。【答案】(1)Na2SO4 (2)CuSO4 (3)NaCl (4)CuSO4【解析】 惰性电极电解电解质溶液的类型有电解水型、电解电解质型、放氢气生碱型和放氧气生酸型。再根据阴、阳离子在电极的放电顺序判断。(1)阴极有H2生成，阳极有O2生成，实质为电解水，故电解质是活泼金属的含氧酸盐，即Na2SO4。(2)实质为放氧气生酸型，即电解质为不活泼金属的含氧酸盐，即CuSO4。(3)实质为放氢气生碱型，即电解质为活泼金属的无氧酸盐，即NaCl。(4)由阳极生成气体和转移电子的物质的量之比为14，知阳极产生气体为O2,1 mol O2转移4 mol e，金属与电子的物质的量之比为12，故金属为2价，即Cu2，即为CuSO4。 【例3-2】.用石墨作电极，电解1 molL1下列物质的溶液，则电解前后溶液的pH保持不变的是( )A.硫酸 B.氢氧化钠 C.硫酸钠 D.氯化钠【答案】C 【变式】1用石墨作电极，电解1 molL1下列物质的溶液，则电解前后溶液的pH保持不变的是 ( )AH2SO4 BNaOHCNa2SO4DNaCl【答案】C【解析】A、B、C实质上是电解水，浓度增大，A的pH减小，B的pH增大，C的pH不变；用石墨作电极电解NaCl(aq)时，生成NaOH，溶液中c(OH)增大，pH增大。 【例3-3】.用铂电极电解一定浓度的下列物质的水溶液，在电解后的电解液中加适量水，就能使溶液浓度恢复到电解前浓度的是( )A.NaCl B.Na2CO3 C.CuSO4 D.K2S【答案】B【解析】电解NaCl溶液时阳极和阴极分别为Cl和H放电，相当于电解HCl，恢复原浓度需通入适量HCl气体，A项错误；电解Na2CO3溶液时阳极和阴极分别为OH和H放电，相当于电解水，恢复原浓度需加入适量H2O，B项正确；电解CuSO4溶液时阳极和阴极分别为OH和Cu2放电，恢复原浓度需加入适量CuO，C项错误；电解K2S溶液时阳极和阴极分别为S2和H放电，恢复原浓度需通入适量H2S，D项错误。【变式】1. 用惰性电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种物质(方括号内物质)，能够使溶液恢复到原来的成分和浓度的是( )A.AgNO3AgNO3 B.NaOHH2OC.NaClNaCl D.CuSO4Cu(OH)2【答案】B 2用石墨作电极电解CuSO4溶液。通电一段时间后，欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的( )ACuSO4 BH2OCCuO DCuSO45H2O【答案】C【解析】 用石墨电极电解CuSO4溶液，发生反应：2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O2，根据电解液的恢复依据“出什么，加什么”的原则，应向溶液中加入适量的CuO，C项正确。 知识四 电解池与原电池的区别原电池和电解池比较：装置原电池电解池实例原理使氧化还原反应中电子作定向移动，从而形成电流这种把化学能转变为电能的装置叫做原电池使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解这种把电能转变为化学能的装置叫做电解池形成条件自发的氧化还原反应；两个活泼性不同的电极；闭合回路；电解质溶液电源；两个电极(惰性或非惰性)；电解质(水溶液或熔化态)；闭合回路反应类型自发的氧化还原反应非自发的氧化还原反应电极名称由电极本身性质决定：正极：材料性质较不活泼的电极；负极：材料性质较活泼的电极由外电源决定：阳极：连电源的正极；阴极：连电源的负极；电极反应负极：Zn-2e-=Zn2+(氧化反应)正极：2H+2e-=H2(还原反应)阴极：Cu2+2e-=Cu (还原反应)阳极：2Cl-2e-=Cl2 (氧化反应)电子流向负极正极电源负极阴极；阳极电源正极电流方向正极负极电源正极阳极；阴极电源负极能量转化化学能电能电能化学能应用抗金属的电化腐蚀；实用电池电解食盐水(氯碱工业)；电镀(镀铜)；电冶(冶炼Na、Mg、Al)；精炼(精铜) 【例4】.关于下图所示两个装置的叙述，正确的是( ) A.装置名称：是原电池，是电解池B.硫酸浓度变化：增大，减小C.电极反应式：中阳极：4OH4e=2H2OO2，中正极：Zn2e=Zn2D.离子移动方向：中H向阴极方向移动，中H向负极方向移动【答案】B 【变式】1有关甲、乙、丙、丁四个图示的叙述正确的是( ) A.甲中负极反应式为2H2e=H2B.乙中阳极反应式为Age=AgC.丙中H向碳棒方向移动D.丁中电解开始时阳极产生黄绿色气体【答案】C【解析】 由图知，甲、丙为原电池，甲中Zn为负极，负极反应式为Zn2e=Zn2，A错；丙中Fe为负极，C为正极，H向正极移动，C正确；乙、丁为电解池，乙中Ag作阳极，本身失电子，B错；丁中放电顺序：ICl，开始产生I2，D错。2.如图装置中发生反应的离子方程式为Zn2H=Zn2H2，下列说法错误的是( ) A.a、b不可能是同种材料的电极B.该装置可能是电解池，电解质溶液为稀盐酸C.该装置可能是原电池，电解质溶液为稀盐酸D.该装置可看作是铜锌原电池，电解质溶液是稀硫酸【答案】A【解析】 若该装置为电解池，则a、b两电极的材料可以都为Zn，A项错误；在保证阳极为Zn时，该电解池的电解质溶液可以为稀盐酸，B项正确；在保证其中一电极的材料为Zn时，用活泼性比锌弱的材料作另一电极，该原电池的电解质溶液为稀盐酸或稀硫酸都可以，C、D项正确。知识五 电解的运用 运用一：氯碱工业【例5-1】关于电解NaCl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KI溶液，溶液呈棕色C若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈无色D电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性【答案】B 【变式】1.用石墨作阳极、铁棒作阴极电解熔融的氯化钠，下列说法正确的是( )A.石墨电极周围有大量的钠离子B.铁棒质量增加C.电子通过熔融电解质流向铁棒D.阴极发生氧化反应【答案】B【解析】 氯离子移向阳极，发生氧化反应：2Cl2e=Cl2；钠离子移向阴极，发生还原反应：2Na2e=2Na。2.如图是工业电解饱和食盐水的装置示意图，下列有关说法中不正确的是( ) A.装置中出口处的物质是氯气，出口处的物质是氢气B.该离子交换膜只能让阳离子通过，不能让阴离子通过C.装置中发生反应的离子方程式为Cl2HCl2H2D.该装置是将电能转化为化学能【答案】C 3.化学实验小组在学习化学电源和氯碱工业相关知识后，在实验室进行实验验证。他们设计组装了如图所示装置，已知a为石墨电极，b为铁电极，c为铝电极(已除去表面氧化膜)，d为多孔石墨电极，烧杯中是足量饱和食盐水(滴有酚酞)，连好导线后，电流表指针发生明显偏转。下列判断正确的是( ) A.b为负极，d为阳极B.一段时间后，a和d电极附近溶液变红C.b电极的电极反应式为2Cl2e=Cl2D.电解一段时间，当B中出现大量白色沉淀时，停止实验，再将A中溶液倒入B中混合，充分振荡，沉淀全部消失【答案】D【解析】 右侧装置为原电池，左侧装置为电解池。在右侧装置中，通入O2的电极为原电池的正极，其电极反应式为O24e2H2O=4OH，所以一段时间后d电极附近溶液变红，Al为原电池的负极，Al失去电子生成Al3，Al3与溶液中的OH反应生成白色Al(OH)3沉淀，电池总反应式为4Al3O26H2O=4Al(OH)3，a与电池的正极相连，故a为电解池的阳极，b与电池的负极相连，故b为电解池的阴极，电解饱和NaCl溶液时，Cl在a极放电生成Cl2，H在b极放电生成H2，故一段时间后b电极附近溶液变红。根据得失电子守恒，A中产生的NaOH与B中Al3结合的OH物质的量相等，所以电解一段时间后，将A、B混合并充分振荡，Al(OH)3能被NaOH全部溶解。 运用二 精炼铜【例2】.在铁制品上镀一层一定厚度的锌层，以下方案设计正确的是( )A.锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子B.铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子C.铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子D.锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含有亚铁离子【答案】A【解析】 本题考查的是电镀的原理。电镀原理是镀层金属作阳极，镀件作阴极，含有镀层金属阳离子的电解质溶液作电镀液。【变式】1.利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Au等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是( )A.电解时以纯铜作阳极B.电解时阳极发生还原反应C.纯铜连接电源负极，其电极反应式是Cu2e=Cu2D.电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Au等金属的阳极泥【答案】D 2.利用如图所示装置可以在铜牌表面电镀一层银。下列有关说法正确的是( ) A.通电后，Ag向阳极移动B.银片与电源负极相连C.该电解池的阴极反应可表示为Age=AgD.当电镀一段时间后，将电源反接，铜牌可恢复如初【答案】C【解析】 铜牌上镀银，银片为阳极，Ag向阴极移动，阴极反应为Age=Ag。由于实验中镀层不可能非常均匀致密，所以将电源反接，阳极上Cu、Ag均会溶解，铜牌不可能恢复如初。知识六 电解的相关计算 【例6】如图所示的A、B两个电解池中的电极均为铂，在A池中加入0.05 molL1的氯化铜溶液，B池中加入0.1 molL1的硝酸银溶液，进行电解。a、b、c、d四个电极上所析出的物质的物质的量之比是( ) A.2241 B.1121 C.2111 D.2121【答案】A 【变式】1.在100 mL 硫酸和硫酸铜的混合液中，用石墨作电极进行电解，两极上均收集到2.24 L气体(标准状况)，则原混合液中，Cu2的物质的量浓度为( )A.1 molL1 B.2 molL1C.3 molL1 D.4 molL1答案 A解析 分析电解硫酸、硫酸铜混合液的阴、阳两极的电极反应可知，两极产生的气体分别为氢气、氧气各0.1 mol，氧气是由氢氧根离子失去0.4 mol电子而得到，氢气是由氢离子得到 0.2 mol 电子而生成。由电子得失守恒知，还有0.2 mol电子是铜离子得到的，则铜离子的物质的量是0.1 mol，其物质的量浓度为1 molL1。2.将两支惰性电极插入CuSO4溶液中，通电电解。(1)当有1.0103 mol的OH放电时，溶液显浅蓝色，则在阴极上析出铜的质量是_。(2)若溶液的体积为1 L，忽略溶液体积变化，在标准状况下放出5.6 mL O2时，溶液的pH是_。【答案】(1)0.032 g (2)3【解析】 (2)阳极：4OH4e=2H2OO24 mol 1 moln n1.0103 mol，消耗1.0103 mol OH，生成1.0103 mol H，则c(H)1.0103 molL1，pHlgc(H)lg(1.0103)3。3.在标准状况下，用铂电极电解硫酸铜溶液，当阴极产生12.8 g铜时，阳极放出的气体是( )A.1.12 L H2 B.1.12 L O2 C.2.24 L H2 D.2.24 L O2答案 D解析 溶液中离子有Cu2、H及SO、OH四种离子，得电子能力Cu2H，失电子能力OHSO，阴极反应为2Cu24e=2Cu，阳极反应为4OH4e=2H2OO2，总反应为2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O2。n(Cu)12.8 g64 gmol10.2 mol，n(O2)0.1 mol，在标准状况下体积为2.24 L，D正确。4.用石墨电极电解CuSO4溶液一段时间后，向所得溶液中加入0.2 mol Cu(OH)2后，恰好使溶液恢复到电解前的浓度。则电解过程中转移电子的物质的量为( )A.0.4 mol B.0.5 mol C.0.6 mol D.0.8 mol【答案】D【解析】将Cu(OH)2改写为CuOH2O，根据CuOH2O知，阳极上OH放电生成O2，阴极上Cu2和H放电生成Cu和H2，根据氧原子守恒得n(O2)nCu(OH)20.2 mol，则转移电子的物质的量为0.2 mol40.8 mol，故D正确。 5.用石墨作电极电解1 000 mL硝酸钾和硝酸铜的混合溶液，当通电一段时间后，两极都收集到112 mL气体(标准状况)，假定电解后溶液体积仍为1 000 mL，则电解后溶液的pH为( )A.4 B.3 C.2 D.1【答案】C【解析】 阳极产生氧气0.005 mol，阴极产生氢气0.005 mol。由2H2O2H2O2可知，阴极产生0.005 mol氢气时，阳极产生氧气0.002 5 mol；由2Cu22H2O2Cu4HO2可知，产生n(H)(0.005 mol0.002 5 mol)40.01 mol，c(H)0.01 molL1，pH2。6500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)6 molL1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到11.2 L气体(标准状况)，假定电解后溶液的体积仍为500 mL，下列说法正确的是( )A.原混合溶液中c(K)为2 molL1B.上述电解过程中共转移8 mol电子C.电解得到的Cu的物质的量为0.5 molD.电解后溶液中c(H)为4 molL1【答案】C 知识七 综合运用【例7】如图装置所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近呈红色。 请回答：(1)B极是电源的_，一段时间后，甲中溶液颜色_，丁中X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，这表明_，在电场作用下向Y极移动。(2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为_。(3)现用丙装置给铜件镀银，则H应该是_(填“镀层金属”或“铜件”)，电镀液是_溶液。当乙中溶液的pH是13时(此时乙溶液体积为500 mL)，丙中镀件上析出银的质量为_，甲中溶液的pH_(填“变大”“变小”或“不变”)。(4)若将C电极换为铁，其他装置都不变，则甲中发生总反应的离子方程式是_。【答案】(1)负极 变浅 氢氧化铁胶体粒子带正电荷(2)1222(3)铜件 AgNO3 5.4 g 变小(4)Fe+Cu2+Cu+Fe2+【解析】 (3)乙中溶液pH=13，生成n(NaOH)=0.1 molL-10.5 L=0.05 mol，电路中通过的电子的物质的量为0.05 mol，所以丙中镀件上析出银的质量为0.05 mol108 gmol-1=5.4 g。(4)当活泼金属作阳极时，金属先于溶液中的阴离子放电而溶解，故甲中发生反应的离子方程式为Fe+Cu2+Fe2+Cu。【变式】如下图所示，通电5 min后，电极5的质量增加2.16 g，回答下列问题。 (1)电源：a是_极，C池是_池。A池阴、阳极电极反应：_，C池阴、阳极电极反应：_。(2)如果B槽中共收集到224 mL气体(标准状况)且溶液体积为200 mL(设电解过程中溶液体积不变)，则通电前溶液中Cu2的物质的量浓度为_。(3)如果A池溶液也是200 mL(电解过程中溶液体积不变)，则通电后，溶液的pH为_。【答案】(1)负 电解 阳极：2Cl2e=Cl2阴极：2H2e=H2 阳极：Cu2e=Cu2阴极：2Ag2e=2Ag (2)0.025 molL1(3)13【解析】 (3)A中2H2e=H2，剩余OH，由0.02 mol电子知c(OH)0.1 molL1，pH13。1如图所示的装置能够组成电解池的是( ) 【答案】D【解析】 电解池有外接电源，而且构成闭合回路。 2用惰性电极电解水时为了增强其导电性不应加入的电解质是( )ANaOH BCuSO4CH2SO4 DKNO3【答案】B 3下列图示中关于铜电极的连接错误的是( ) 【答案】C【解析】 铜锌原电池中锌作负极，铜作正极，A正确；电解精炼铜时，粗铜作阳极，精铜作阴极，B正确；镀件上镀铜时，铜作阳极，镀件作阴极，C错误；电解氯化铜溶液时，石墨作阳极，铜作阴极，D正确。 4某同学 按图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是( )A石墨是电解池的负极，Cu是电解池的正极B电解过程中，铜电极上自身没什么变化C电解一定时间后，石墨电极上有铜析出D整个电解过程中，石墨电极上发生的反应为2H2e=H2【答案】C 5下列有关用惰性电极电解AgNO3溶液一段时间后的说法，正确的是( ) A电解过程中阳极的质量不断增加B电解过程中溶液的pH不断升高C此时向溶液中加入适量的Ag2O固体可使溶液恢复电解前的状况D电解后两极产生的气体体积比为21【答案】C【解析】用惰性电极电解AgNO3溶液，总的电解反应式为：4AgNO32H2O4AgO24HNO3，阴极上析出Ag，阳极上放出O2，故A错误，D错误；由于生成HNO3，溶液的pH降低，B错误；要使溶液恢复电解前的状况要加入的物质应是4AgO2，即Ag2O，C正确。6.把两支惰性电极插入500 mL AgNO3溶液中，通电电解。当电解液的pH从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略)，电极上应析出银的质量是( )A.27 mg B.54 mg C.108 mg D.216 mg【答案】B【解析】由得失电子守恒知，eOHHAg，所以n(Ag)n(H)。AgNO3溶液电解后产生酸，产生的H的物质的量可由pH差来计算：pH从6.0变为3.0，即c(H)103 molL1，所以n(Ag)n(H)103 molL10.5 L5104 mol，m(Ag)n(Ag)M5104 mol108 gmol10.054 g54 mg。7.在100 mL H2SO4和CuSO4的混合液中，用石墨作电极进行电解，两极上均收集到2.24 L气体(标准状况)，则原混合液中，Cu2的物质的量浓度为( )A.1 molL1 B.2 molL1C.3 molL1 D.4 molL1【答案】A【解析】分析电解H2SO4、CuSO4的混合液时阴、阳两极的电极反应可知，两极产生的气体分别为H2、O2各0.1 mol，O2是由OH失去0.4 mol电子而得到，H2是由H得到 0.2 mol 电子而生成。由电子得失守恒知，还有0.2 mol电子是Cu2得到的，故Cu2的物质的量是0.1 mol，则Cu2的物质的量浓度为1 molL1。8.金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量铁、锌、铜、铂等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是(已知：氧化性Fe2Ni2Cu2)( )A.阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni22e=NiB.电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C.电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2和Zn2D.电解后，电解槽底部的阳极泥中有铜和铂，没有锌、铁、镍【答案】D 9.如图为直流电源电解稀硫酸钠溶液的装置。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.a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色B.a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色C.逸出气体的体积，a极的小于b极的D.一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体【答案】B【解析】a极为阴极，H2O电离出的H放电，促进H2O的电离平衡向右移动，c(OH)增大，石蕊溶液变蓝色，b极为阳极，H2O电离出的OH放电，c(H)增大，石蕊溶液变红色，A项不正确，B项正确；a极产生H2，b极产生O2，H2的体积是O2体积的2倍，故C、D项不正确。10.用石墨作电极，电解碘化钾溶液(含有少量酚酞和淀粉)。下列说法错误的是( )A.阴极附近溶液呈红色 B.阴极逸出气体C.阳极附近溶液呈蓝色 D.溶液的pH减小【答案】D【解析】用石墨作电极，电解碘化钾溶液类似于电解氯化钠溶液，阳极反应式为2I2e=I2，阳极附近溶液变蓝色；阴极反应式为2H2e=H2，阴极有氢气逸出，附近溶液氢氧根浓度增大呈碱性，溶液变红色。11.工业上电解食盐水的阴极区产物是( )A.氯气 B.氢气和氯气C.氢气和氢氧化钠 D.氯气和氢氧化钠【答案】C【解析】电解食盐水生成三种产物，在阴极区生成氢气和氢氧化钠，在阳极区生成氯气。12.关于镀铜和电解精炼铜，下列说法中正确的是( )A.都用粗铜作阳极、纯铜作阴极B.电解液的成分都保持不变C.阳极反应都只有Cu2e=Cu2D.阴极反应都只有Cu22e=Cu【答案】D【解析】 A项，电镀时镀件作阴极；B项，电解精炼铜时电解液成分改变，电解精炼铜时，杂质若有比铜活泼的金属(如锌)，则还会发生Zn2e=Zn2的反应。13.下列描述中，不符合生产实际的是( )A.电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极B.电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极C.电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极D.在镀件上电镀锌，用锌作阳极【答案】A 14在25 时，用石墨电极电解 CuSO4溶液(假设溶液的体积在电解前后不发生变化)。5 min后，在一个石墨电极上有6.4 g Cu生成。下列说法中正确的是( ) A有Cu生成的一极是阴极，发生氧化反应 B反应中转移电子的物质的量为0.4 molC在另一极得到O2的体积(标准状况)是1.12 L D电解一段时间后，溶液的pH不变【答案】C【解析】电解时溶液中的铜离子在阴极得到电子生成铜，所以此处铜的电极为阴极，发生还原反应，A错误；当有6.4 g铜析出，即0.1 mol铜，转移电子0.2 mol，B错误；转移0.2 mol电子，另一极产生0.05 mol氧气，在标准状况下体积为1.12 L，C正确；转移0.2 mol电子，溶液中产生0.2 mol氢离子，溶液中pH发生变化，D错误。15如图，将铜片和锌片焊接在一起组成A电极，B为碳棒，进行电解实验，电解液中含硝酸银和硝酸铜各0.1 mol。已知电路中通过0.2 mol电子。 (1)请写出A、B两极发生反应的电极反应式：A：_；B：_。(2)请分析A、B两极质量变化情况为A：_；B：_。【答案】 (1)Zn2e=Zn2先2Ag2e=2Ag，后Cu22e=Cu(2)减少6.5 g 增加14 g 16.电解原理在化 学工业中有广泛的应用。如图表示一个电解池，装有电解液a，X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：(1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则：电解池中X极上的电极反应式为_，在X极附近观察到的现象是_。电解液中向X极方向移动的离子是_。Y电极上的电极反应式为_，检验该电极反应产物的方法是_。(2)如要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_，电极反应式为_。Y电极的材料是_，电极反应式为_。溶液中的c(Cu2)与电解前相比_(填“变大”“变小”或“不变”)。(3)如利用该装置实现铁上镀锌，电极X上发生的反应为_，电解池盛放的电镀液可以是_或_(只要求填两种电解质溶液)。【答案】 (1)2H2e=H2 溶液由无色变红色 Na、H2Cl2e=Cl2 将湿润的淀粉KI试纸粘在玻璃棒的一端，靠近导气管口，若试纸变成蓝色说明生成了Cl2(2)纯铜 Cu22e=Cu粗铜 Cu2e=Cu2变小(3)Zn22e=Zn ZnCl2 ZnSO4(答案不唯一，合理即可) 17.如图是一个电化学过程的示意图。已知甲池的总反应式为：2CH3OH3O24KOH放电2K2CO36H2O (1)请回答图中甲、乙两池的名称：甲池是_装置，乙池是_装置。(2)请回答下列电极的名称： 通入CH3OH的电极名称是_，B(石墨)电极的名称是_。(3)写出电极反应式：通入O2的电极的电极反应式是_。A(Fe)电极的电极反应式为_。(4)乙池中反应的化学方程式为_。【答案】 (1)原电池 电解池 (2)负极 阳极(3)O22H2O4e=4OH 4Ag4e=4Ag(4)4AgNO32H2O4AgO24HNO3 18. 由于Fe(OH)2极易被氧化，所以实验室很难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。应用如右图所示电解实验可以制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。两电极的材料分别为石墨和铁。(1)a极材料应为_，电极反应式为_。(2)电解液c可以是( )A纯水 BNaCl溶液CNaOH溶液 DCuCl2溶液(3)d为苯，其作用为_，在加入苯之前对c应作何简单处理？_。(4)为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是( )A改用稀硫酸作电解液B适当增大电源的电压C适当减小两电极间的距离D适当降低电解液的温度【答案】 (1)Fe Fe2e=Fe2(2)BC(3)隔绝空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化成Fe(OH)3 加热除去溶解的O2 (4)BC 19写出下列各物质电解时的电极反应式及总反应。 (1)CuSO4溶液：阴极_；阳极_；总反应_。(2)Na2SO4溶液：阴极_；阳极_；总反应_。(3)NaCl溶液：阴极_；阳极_；总反应_。【答案】 (1)2Cu24e=2Cu 4OH4e=O22H2O2CuSO42H2O2CuO22H2SO4(2)4H4e=2H24OH4e=O22H2O2H2O2H