- 电解池
- 共5205题
在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相溶的中性液体。上层液体中插入两根石墨电极，圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅棒，可以上下搅动液体，装置如图418。接通电源，阳极周围的液体呈现棕色，且颜色由浅变深，阴极上有气泡生成。停止通电，取出电极，用搅棒上下剧烈搅动。静置后液体又分成两层，下层液体呈紫红色，上层液体几乎无色。根据上述实验回答：
图4-18
(1)阳极上的电极反应式为_______________________。
(2)阴极上的电极反应式为_______________________。
(3)原上层液体是______________________。
(4)原下层液体是______________________。
(5)搅拌后两层液体颜色发生变化的原因是_______________________。
(6)要检验上层液体中含有的金属离子，其方法是_______________，现象是_______________。
正确答案
(1)2I--2e-====I2
(2)2H++2e-====H2↑
(3)KI(或NaI)等水溶液
(4)CCl4(或CHCl3等)
(5)I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度，所以绝大部分I2都转移到CCl4中
(6)焰色反应透过蓝色钴玻璃观察 火焰呈紫色(其他合理答案同样给分，例如若（3）中答NaI水溶液，这里火焰呈黄色)
运用学过的电解原理相关知识，推知在阳极周围生成了I2，证明电解质溶液中含有I-；在阴极上有H2生成；所以上层液体为KI溶液(或NaI溶液)，下层液体密度大于水且与水不相溶，能从上层溶液中将I2萃取出来，说明下层液体为CCl4溶液(或CHCl3溶液)；再应用金属离子的检验方法——焰色反应，即可给出正确答案。
（7分）请按要求完成下列反应的式子。
（1）银锌纽扣电池（总反应：Ag2O+Zn= 2Ag+ZnO，电解质溶液：氢氧化钾）的正极反应：______________________________________________________
（2）电解以下溶液：
A. 当电解质溶液为硝酸银溶液、阳极材料为银、阴极材料为铜的阳极反应：______________________________________________________
B. 当电解质溶液为氯化钠溶液、阳极阴极材料均为石墨的阴极反应：
______________________________________________________
C. 将A中的阳极材料改为石墨，其它条件不变时的电解总反应：
______________________________________________________
（3）请你任选一种离子，这种离子既能电离又能水解，分别写出其电离与水解的离子方程式：
电离：______________________________________________________
水解：______________________________________________________
（4）已知每分解1g NH4NO3晶体放出0.53 kJ（298K，101KPa）热量，同时生成笑气（N2O）与液体水。请根据上述信息写出NH4NO3晶体分解的热化学方程式：______________________________________________________
正确答案
（每空1分，共7分）
（1）Ag2O+H2O+2e－＝2Ag+2OH－ (2) A. Ag－e－＝Ag＋
B.2H＋+2e－＝H2或2H2O+2e－＝H2 +2OH－
C.4 AgNO3+2H2O=（通电）4Ag+O2+4HNO3
（3）(任选一种合理即可）（4）NH4NO3（s）= N2O (g) + 2H2O (l) △H=－42.4KJ·mol－1
略
工业上为了处理含有
(1)两极发生的电极反应式为：阴极：______________；阳极：__________________。
(2)写出
(3)工业废水由酸性变为碱性的原因是：___________________________。
(4)_________(填“能”或“不能”)改用石墨电极，原因是______________________。
正确答案
(1)2H++2e-====H2↑ Fe-2e-====Fe2+
(2)
(3)H+不断放电，且
(4)不能 用石墨作电极至Fe2+生成，无法将
用非惰性电极作阳极电解，铁会失电子，生成的Fe2+具有还原性，与
在常温、常压下，用铂作电极电解CuSO4溶液。通电一段时间，切断电源，一个电极的质量增加了0.127 g，另一电极的气体产物的质量应是__________g，溶液的pH________(填“增大”“减少”或“不变”)。
正确答案
0.032 减小
电解过程中的化学变化情况如下：
阳极反应4OH--4e-====2H2O+O2↑
阴极反应2Cu2++4e-====2Cu
电解方程式：2CuSO4+2H2O
（20分）在右下图均用石墨作电极的电解池中，甲池中为500mL含某一溶质的蓝色溶液，乙池中为500mL稀硫酸，闭合K1，断开K2进行电解，观察到A电极表面有红色的固态物质生成，B电极有无色气体生成；当溶液中的原有溶质完全电解后，停止电解，取出A电极，洗涤、干燥、称量，电极增重6.4g。
请回答下列问题：
（1）B电极发生反应的电极反应式 。
C电极发生反应的电极反应式 .
（2）甲池电解时反应的离子方程式 。
（3）甲池电解后溶液的c(H+)为 ，要使电解后溶液恢复到电解前的状态，则需加入 ，其质量为 g。（假设电解前后溶液的体积不变）
（4）请你设计实验确定甲池原溶液中可能含有的酸根离子，要求：提出两种可能的假设，分别写出论证这两种假设的操作步骤、实验现象和实验结论
①假设一： ；
（5）若再将K1断开，闭合K2，灵敏电流计 中指针是否会发生偏转？理由是什么？
正确答案
（2）2Cu2++2H2O 2Cu+O2↑+4H+
（3）0.4mol/L CuO 8
（4）①假设原溶液中的酸根离子为SO42—。取电解后的溶液，向其中加入BaCl2溶液，若有白色沉淀产生，则原溶液中含SO42— ②假设原溶液中的酸根离子为NO3—。取电解后的溶液，向其中加入Cu微热，若Cu溶解，并有无色气体生成，在空气中变为红棕色，则含有NO3—
略
（10分）
（1）甲烷是一重要的清洁能源、请写出以KOH溶液为电解质溶液，甲烷燃料电池的正极反应式： 。
（2）电解原理在化学工业中有广泛的应用。图中a为电解液，X和Y是两块电极板，则：
①若X和Y分别为铁和石墨，a为饱和食盐水，则电解时X电极反应式为 。
②若X、Y分别为石墨和铁，a为饱和食盐水，则电解过程中生成的白色固体露置在空气中，可观察到的现象是 。
（3）高纯铜（纯度可达99.99%）广泛应用于电器工业。某粗铜样品中含Fe、Ni、Ag、Au等四种金属杂质，可用电解法进行精炼制得高纯铜。电解完毕后，某兴趣小组欲对电解溶中的离子进行分离，他们通过查阅资料，得知相关氢氧化物在不同pH下的溶解度曲线如下图。
①结合右图分析，相同温度下Kap[Cu(OH)2]、Kap[Ni(OH)2]、Kap[Fe(OH)2]由大到小的顺序为 。
②分离过程中，使上述溶液的pH逐渐增加，则溶液中的Cu2+、Fe2+和Ni2+沉淀的先后顺序依次为 （填写离子符号）。
正确答案
（共10分，每空2分）
（1）O2＋2H2O＋4e－=4OH－
（2）①2H＋＋2e－=H2↑
②白色固体迅速变灰绿色，最终变成红褐色。
（3）①Kap[Fe（OH）2]＞Kap[Ni（OH）2]＞Kap[Cu（OH）2]
②Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋
略
已知在pH为4—5的环境中，Cu2+几乎不水解，而Fe3+几乎完全水解。某学生欲用电解纯净CuSO4溶液的方法，并根据电极上析出铜的质量以及电极上产生气体的体积来测定铜的相对原子质量。其实验流程如下：
图4-16
试回答下列问题：
(1)步骤①所加入的A的化学式为________________，加入A的作用是___________________,
(2)步骤②中所用部分仪器如图4-16所示，则A应接直流电源的__________极。
(3)电解开始后一段时间，在U形管内可观察到的现象是____________，其电解总反应的离子方程式为________________________。
(4)下列实验操作属必要的是__________(填字母，下同)，属不必要的是________________。
E.在有空气存在的情况下，电极烘干必须采用低温烘干法
(5)铜的相对原子质量为______________________。
正确答案
(1)CuO 消耗H+使溶液的pH升高，Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀 (2)负
(3)在B极有无色无味气体生成，在A极有红色物质生成，电解质溶液的蓝色变浅2Cu2++2H2O
2Cu2++2H2O
n(Cu)∶n(O2)=2∶1，n(Cu)=
将铝件与另一种材料作电极，以某种溶液作电解液进行电解，通电后在铝件与电解液的接触面上逐渐形成一层Al(OH)3薄膜，薄膜的某些部位存在着小孔，电流从小孔通过并产生热量使Al(OH)3分解，从而在铝件表面形成一层较厚的氧化膜。某校研究性学习小组根据上述原理，以铝件和铁棒为电极，一定浓度的NaHCO3溶液为电解液进行实验。
(1)铝件表面形成氢氧化铝薄膜的电极反应式为____________________。
(2)电解过程中，必须使电解液pH保持相对稳定(不能太大，也不能太小)的原因是__________________________
(3)使用NaHCO3溶液为电解液，会减缓阴极区溶液pH的增大，能说明这一原理的离子方程式为____________________。
正确答案
(1)Al-3e-====Al3+、
Al3++3
(2)Al2O3、Al(OH)3均有两性，pH太大或太小，都会使Al2O3薄膜溶解
(3)OH-+
根据电解原理书写电极反应方程式；考虑到Al2O3、Al(OH)3的两性，pH太大或太小，都会使Al2O3薄膜溶解；
塑料电镀是近几十年来发展起来的表面处理新技术，广泛用于电子、家用电器、汽车、建筑等工业。它先是在塑料、陶瓷等非金属表面采用化学沉积的方法沉积出一层金属层，再用电解的方法镀上铜层，电解液为CuSO4水溶液。
(1)请写出电解时，阴极上可能发生的反应：
①______________________________________；②___________________________________。
(2)设通过268 mA的电流60 min后，阴极上沉积出铜0.2879 g，阴极上还可能放出的气体是；该气体在标准状况下的体积是。
正确答案
(1)①Cu2++2e-="===Cu " ②2H++2e-====H2↑
(2)H2 1.12×10-2 L
(1)得电子能力Cu2+>H+，故阴极上可能发生的反应为：①Cu2++2e-====Cu
②2H++2e-====H2↑
(2)n(e-)=
由(1)知生成n(Cu)+n(H2)=n(e-)/2=5.0×10-3 mol
n(H2)=5.0×10-3 mol-
V(H2)=5.0×10-4mol×22.4 L·mol-1=1.12×10-2 L。
用铂电极电解氢氧化钠溶液，测定两极逸出气体的体积，记录如下
(1)完成有关的电极反应式：阴极__________;阳极____________；
(2)完成电解的总化学方程式_______________________________；
(3)开始电解阶段两极产生气体的体积比不符合理论比值的原因是______________________；
(4)自第__________分钟起阴极与阳极产生气体的体积比约为理论的比值；
(5)该过程NaOH溶液的pH如何变化__________________________________。
正确答案
(1)4H++4e-====2H2↑ 4OH--4e-====2H2O+O2↑ （2）2H2O
(3)开始阶段H2、O2在水中未达到饱和，H2在水中溶解度比O2的溶解度小
(4)4 （5）逐渐增大
电解NaOH溶液相当于电解水，但随着水量的减少，NaOH浓度逐渐增大。
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