- 电解池
- 共5205题
采用惰性电极从NO3-、SO42-、Cl-、Cu2+、Ba2+、H+中选出适当的离子组成电解质，并对其溶液进行电解（少写多写均不得分）。
（1）若两极分别放出H2和O2，则电解质的化学式为____________；
（2）若阴极析出金属，阳极放出O2，则电解质的化学式为____________；
（3）若两极分别放出气体，且体积比为1:1，则电解质的化学式为____________。
正确答案
（1）Ba(NO3)2、HNO3、H2SO4
（2）CuSO4、Cu(NO3)2（3）HCl
二甲醚(CH3OCH3)是一种重要的清洁燃料气，其储运、燃烧安全性、理论燃烧温度等性能指标均优于液化石油气，也可用作燃烧电池的燃料，具有很好的好展前景。
（1）已知H2、CO和CH3OCH3的燃烧热(ΔH)分别为-285.5kJ/mol、-283kJ/mol和-1460.0 kJ/mol，则工业上利用水煤气成分按1:1合成二甲醚的热化学方程式为： 。
（2）工业上采用电浮远凝聚法处理污水时，保持污水的pH在5.0，通过电解生成Fe(OH)3胶体，吸附不溶性杂质，同时利用阴极产生的H2，将悬浮物带到水面，利于除去。实验室以二甲醚燃料电池模拟该方法设计的装置如下图所示：
①乙装置以熔融碳酸盐为电解质，稀土金属材料为电极。写出该燃料电池的正极电极反应式 ；下列物质可用做电池熔融碳酸盐的是 。
A.MgCO3 B.Na2CO3 C.NaHCO3 D.(NH4)2CO3
②写出甲装置中阳极产物离子生成Fe(OH)3沉淀的离子方程式 。
③已知常温下Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38，电解一段时间后，甲装置中c(Fe3+)= 。
④已知：H2S的电离平衡常数：K1=9.1×10-8、K2=1.1×10-12；H2CO3的电离平衡常数：K1=4.31×10-7、K2=5.61×10-11。测得电极上转移电子为0.24mol时，将乙装置中生成的CO2通入200mL 0.2mol/L的Na2S溶液中,下列选项正确的是
A．发生反应的离子方程式为：CO2+S2-+H2O=CO32-+H2S
B．发生反应的离子方程式为：CO2+S2-+H2O=HCO3-+HS-
C．c(Na+)=2[c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)]
D．c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+2c(S2-)+c(OH-)
E．c(Na+)>c(HCO3-)>c(HS-)>c(OH-)
正确答案
（1）2H2(g)+3CO(g)=CH3OCH3(g)+CO2(g) △H＝－246.4 kJ·mol－1
（2）① O2+4e-+2CO2=2CO32-； B ②4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3+8H+
③4.0×10-11mol/L ④B、C、E
（1）由盖斯定律可知，工业上用水煤气按1：1合成二甲醚的热化学方程式是，
2H2(g)+3CO(g)=CH3OCH3(g)+CO2(g) △H＝－246.4 kJ·mol－1。
（2）①以二甲醚为燃料的电池，二甲醚从负极通入，氧气从正极通入，正极电极的反应式是O2+4e-+2CO2=2CO32-；NaHCO3和(NH4)2CO3受热易分解，所以不能用熔融碳酸盐电解质。MgCO3和Na2CO3都是离子化合物，离子键前者大于后者，熔化需要更从的能量，所以用Na2CO3来做熔融盐电池的电解质。
②在甲装置中，Al做阴极，Fe做阳极，阳极发生氧化反应，Fe-2e-=Fe2+，然后发生反应，4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3+8H+，产生Fe(OH)3吸附不溶性杂质，从而使水变澄清。
③在常温下，Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38mol/L ,pH=5.0，c(OH-)=10-9mol/L，代入ksp从而求得c(Fe3+)=4.0×10-11mol/L。
④乙装置中阴极上甲醚失电子生成二氧化碳，根据CH3OCH3-2CO2-12e-计算n（CO2）=0.04mol，n（Na2S）=0.2mol/L×0.2L=0.04mol，根据电离平衡常数知发生反应CO2+S2-+H2O═HCO3-+HS-，则溶液中的溶质是等物质的量浓度的NaHCO3和NaHS。通过以上分析可知A错误，B正确；C由物料守恒的正确；D为电荷守恒正确的应是c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+2c(S2-)+c(OH-)+c(HS-)+c(HCO3-)，故错误；E中碳酸氢根离子和硫氢根离子都水解和电离，但程度都较小，钠离子不水解，根据电离平衡常数知，HCO3-水解程度小于HS-，故E正确；
(Ⅰ)采用系统命名法：写出下列各烃的名称
(Ⅱ)如图为相互串联的甲、乙两电解池。试回答：
（1）若甲电解池利用电解原理在铁上镀银，
则Ａ是 、 （填电极材料和电极名称），
乙中的电解的离子方程式为 。
（2）若甲电解池阴极增重4.32g，则乙槽中阳极上放出的气体在
标准状况下 的体积是 mL。
（3）在配制硫化钠溶液时，为了防止发生水解，可以加入少量的 。其水解方程式为 。
正确答案
（Ⅰ）3，3，6—三甲基辛烷 （Ⅱ）（1）Fe 阴极 2Cl–+ H2OCl2↑ + H2↑ +2OH–[
（3）448 （4）NaOH (3) S2– + H2O
A为阴极B为阳极，铁为阴极，碳为阳极。2Cl–+ H2OCl2↑ + H2↑ +2OH–
下列四种装置中，均盛200mL的溶液。
①0.005 mol/LCuSO4溶液，②0.01 mol/LH2SO4，③ZnCl2溶液，④KCl溶液．
（1）上述四种装置中，为电解池的是 (用编号回答)，装置①中两电极的电极反应式分别是：阴极： ，阳极： ；
（2）若将装置④中的外加电源拆去，用导线将两个电极连接，则Fe极上发生的反应是___________________，C极上发生的反应是 。
（3）工作一段时间后，测得导线上均通过0.002mol电子，则上述装置②中生成气体的体积是________ mL (标准状况)；
正确答案
（1）①③④；4OH--4e-=2H2O+O2↑，Cu2++2e-=Cu，；
（2）：Fe-2e-=Fe；O2+2H2O+4e-=4OH-；
（3）22.4mL。
试题分析：：（1）有外接电源的属于电解池，没有外接电源的属于原电池，所以属于电解池的是①③④，
装置①中是用惰性电极电解硫酸铜溶液，阳极上氢氧根离子放电，电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑，阴极上铜离子放电，电极反应式为Cu2++2e-=Cu；
（2）装置④中的外加电源拆去，用导线将两个电极连接，该装置中电解质溶液呈中性，铁发生吸氧腐蚀，铁易失电子作负极，碳作正极，负极上铁失电子发生氧化反应，电极反应式为Fe-2e-=Fe，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-；
（3）装置②中产生气体的是正极：2H++2e-===H2↑，导线上通过0.002mol电子，生成气体为0.001mol，即在标准状况下为22.4mL。
(10分)某研究性学习小组用电解
(1)m g应为 极的质量增重(填A或B)，电解总反应的离子方程式为 ；
(2)本实验(电解
①第一套方案中，同学们测得气体的体积为V L(标准状况)，则铜的相对原子质量是(用m、V表示) ；
②第二套方案中，以下数据需要测定的是(填序号) 。
a. A极增加的质量 b. 整套装置减少的质量
c. 电解后溶液的体积 d. 电解后溶液的pH（可由此计算出溶液中H+的物质的量浓度）
正确答案
(1)A 2CuSO4＋2H2O
（1）析出的金属应该是铜，所以应该在阴极，即在A电极析出；石墨是阳极，溶液中的OH－放电，所以总的方程式是2CuSO4＋2H2O
（2）①VL是氧气的体积，在氧气的物质的量是V/22.4mol。因此根据方程式可知，生成铜是V/11.2mol。所以铜的相对原子质量是
②要计算铜的相对原子质量，则需要计算析出铜的质量和铜物质的量。根据方程式可知，要计算铜的物质的量，可以通过溶液减少的质量来计算生成的氧气质量；或者通过计算生成的硫酸的物质的量，因此正确的答案是ab或acd。
（12分）课题式研究性学习是培养学生创造思维的良好方法，某研究性学习小组将下列装置如图连接，C、D、E、F、X、Y 都是惰性电极。将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色。试回答下列问题:
（1）电源A 极的名称是___________
（2）甲装置中电解反应的总化学方程式是____________________________
（3）如果收集乙装置中产生的气体，两种气体的体积比是__________。
（4）欲用丙装置给铜镀银，G应该是___（填“铜”或“银”），电镀液的主要成分是 （填化学式）。
（5）装置丁中的现象是
正确答案
（1）正极 (2) 2CuSO4+2H2O
（3）1:1 （4）银 AgNO3 （5）Y极附近红褐色变深
（1）电解饱和食盐水时，阴极电极反应2H＋＋2e－=H2↑，H＋放电破坏了水的电离平衡，使溶液中的c(OH—)>c(H+)，溶液呈碱性，使酚酞呈红色，故F极为阴极，对应的外电源B极为负极，A极为正极
（2）电解硫酸铜总反应：2CuSO4+2H2O
（3）电解饱和食盐水时，阳极电极反应2Cl—＋2e－=Cl2↑，即氢气与氯气的体积相等
（4）在电镀装置中，镀件金属铜为阴极H，镀层金属银为阳极G，电镀液阳离子为镀层金属阳离子，即银离子，可用AgNO3
（5）胶体有电泳现象，Fe(OH)3胶体中胶粒带正电，故胶粒向外电源负极B方向移动，即Y极附近红褐色变深
(8分)按如图所示装置,用石墨电解氯化钠溶液,A极有无色无味气体放出,
(1) y是电源的 极。
（2）电极A的名称为 ，电极B的电极反应式为 .
检验该电极反应产物的方法是 。
(3)写出该电解反应的总化学方程式: 。
正确答案
略
（6分）以电解食盐水为基础制取氯气等产品的工业称为“氯碱工业”，它是目前化学工业的重要支柱之一。
（1）电解饱和食盐水的化学方程式为 。
（2）常温下，某化学兴趣小组在实验室中，用石墨电极以右图装置进行电解某浓度氯化钠溶液的实验，电解一段时间后，收集到标准状况下氢气2.
①理论上，电解后溶液的pH＝ 。
②若实际测得反应后溶液的pH＝13.00，则造成这种误差的原因可能是氯气和氢氧化钠溶液反应，写出该反应的离子方程式 。
正确答案
略
（10分）如下图所示的装置，C、D、E、F都是惰性电极。将电源接通后，向乙中滴入酚酞液，在F极附近显红色。试回答以下问题：
（1）电源的A极是_______；
（2）写出甲装置中电解反应的总方程式：_____ ____；
（3）如果收集乙装置中产生的气体，EF两电极产生的气体的体积比是______________；
（4）欲用丙装置给铜镀银，G应该是_______，电镀液的主要成分是_________(填化学式)。
正确答案
略
把物质的量均为0.1mol的AlCl3、CuCl2和H2SO4溶于水制成100 mL的混合溶液，用石墨做电极电解，并收集两电极所产生的气体，一段时间后在两极收集到的气体在相同条件下体积相同。则
(1)两个电极均可收集到的气体在标准状况下的体积为 L；
(2)电路中共转移 mol电子；
(3)铝元素最终的存在形式为 。
正确答案
（1）7.84 （2）0.9 （3）Al3+和Al(OH)3
（1）根据离子的放电顺序可知，阳极首先是氯离子放电，生成氯气，然后是OH－放电，生成氧气；阴极首先是铜离子放电，析出铜，然后是氢离子放电生成氢气。设生成氢气的物质的量是x，则根据电子的得失守恒可知，0.1mol×2＋2x＝0.5mol×1＋（x－0.25mol）×4，解得x＝0.35mol，其标准状况下的体积是0.35mol×22.4L/mol＝7.84L。
（2）转移电子是0.1mol×2＋2x＝0.9mol。
（3）根据以上分析可知，第一阶段电解的是氯化铜，第二阶段是氯化氢，第三阶段是氯化铝，最后是电解水，所以反应中生成的OH－的物质的量是0.1mol，所以最终只能生成1/30mol氢氧化铝沉淀，溶液中还有铝离子存在。
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