- 电解池
- 共5205题
(20分)如图为相互串联的甲乙两个电解池,请回答:
(1)若甲池为电解精炼粗铜(含有锌铁镍银金和铂等微量杂质,杂质发生的电极反应不必写出)装置,电解液选用CuSO4溶液,则:
①A电极发生的反应类型为 ; B电极和Fe电极电子的流向由 到 (填B或Fe)。
②B电极的材料是____________,电极反应式为___________ _______。
CuSO4溶液的浓度 (填 “不变”“略有增加”或“略有减少”)
(2)实验开始时,若在乙池两边电极附近同时各滴入几滴酚酞试液,则:
①写出电解NaCl溶液总的化学方程式
。
②在Fe极附近观察到的现象是____ ________。检验碳棒电极反应产物的方法是 _。
(3)若甲槽电解液为CuSO4,实验中发现阴极增重12.8g,则乙槽阴极放出气体在标准状况下的体积为_____ ____L。若乙槽剩余液体为400mL,则电解后得到碱液的物质的量浓度为_______ ___ 。
正确答案
(1) ① 还原反应 B到Fe(共2分)
②粗铜 Cu - 2e - = Cu2+ 略有减少
(2) ①,②溶液变红。把湿润的碘化钾淀粉试纸放在碳棒附近,试纸变蓝色。(3)4.48L (4)1mol·L-1
(1)根据装置图可看出,A是阴极、B是阳极、铁是阴极、碳棒是阳极。所以A电极发生还原反应,B发生氧化反应,电子由B电极通过导线传递到铁电极上。粗铜精炼时阳极必须连粗铜,电极反应式为Cu - 2e - = Cu2+。由于粗铜中含有比铜活泼的金属,当这些活泼的金属失电子时,在阴极上溶液的铜离子放电,所以CuSO4溶液的浓度略有减少。
(2)乙池是电解NaCl溶液的,阳极是碳棒,溶液中的氯离子放电,生成氯气,检验氯气可利用其氧化性通过湿润的碘化钾淀粉试纸来检验。铁是阴极,溶液中由水电离出来的氢离子生成氢气,所以在阴极周围溶液显碱性。
(3)阴极增重12.8g,说明析出铜是0.2mol,转移电子0.4mol。根据得失电子守恒可知乙槽阴极放出氢气是0.2mol,在标准状况下的体积为4.48L。根据电解的总方程式可知生成氢氧化钠是0.4mol,电解后得到碱液的物质的量浓度为
。
如下图所示,A、E为石墨电极,B、F为铁片电极。按要求回答下列问题。
(1)打开K2,合并K1。B为 极,A的电极反应为 , 最终可观察到的现象是 ,
涉及的化学反应方程式有:
。
(2)打开K1,合并K2。
F为 极,F极的电极反应为 ,
电解过程中,观察到溶液的现象是 。
正确答案
(1)负 O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- 溶液中有红褐色沉淀生成2Fe+ O2 +2H2O =2Fe(OH)2 4Fe(OH)2 + O2 +2H2O= 4Fe(OH)3
(2)阳 Fe-2e-=Fe2+ 在U型管中间区域先出现白色沉淀,迅速出现灰绿色,最终出现红褐色。
(1)打开K2,合并K1,形成原电池,由于此溶液呈中性,故属于电化腐蚀中的吸氧腐蚀。
(2)打开K1,合并K2,形成电解池,由于铁作阳极,本身失电子,即Fe-2e-=Fe2+, 阴极电极反应式:2H+ +2e-=H2↑,破坏了水的电离平衡,使溶液呈碱性,会发生下列反应:Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓,4Fe(OH)2 + O2 +2H2O= 4Fe(OH)3
A、B、C、D、E五种物质之间的关系如下图所示,其中E为黑色物质,B为气体,C为金属,反应Ⅲ是C在D的稀溶液中进行的,则A为_______,B为______,D为______ 。
写出反应Ⅰ的离子方程式______________________________。
正确答案
Cu(NO3)2 O2 HNO3
由于电解A溶液得到金属C,并有三种产物,故说明气体为O2,D为含氧酸。C跟氧气反应生成黑色氧化物E,则E为CuO,能跟铜反应的稀酸应为稀HNO3,由上述可知:A为Cu(NO3)2,B为O2,D为HNO3。反应Ⅰ的离子方程式为:
试分析以石墨为电极电解Cu(NO3)2溶液的原理。请试着写出⑴电极反应式; ⑵电解的总反应式和离子方程式。
正确答案
⑴ 阳极 4OH- → 2H2O +O2↑+ 4e-;阴极 2 Cu2+ +4e- → 2 Cu 。⑵2Cu(NO3)2 + 2 H2O 2 Cu +O2↑+ 4HNO3。2Cu2+ + 2 H2O
2 Cu +O2↑+ 4H+。
Cu(NO3)2的水溶液中有Cu(NO3)2和H2O两种物质组成,而H2O电离出的H+和OH-中的OH-放电,在改写总化学方程式时,来自于H2O的OH-要改写作H2O。Cu(NO3)2的水溶液中Cu2+、H+两种阳离子和NO3-、OH-两种阴离子。Cu2+、H+在阴极上的的电子顺序是:Cu2+>H+(Cu2+氧化性比H+的强);OH-、NO3-在阳极上失电子顺序是:OH->NO3-(OH-还原性比NO3-强)。所以,电极反应式为:阳极 4OH- → 2H2O +O2↑+ 4e-;阴极 2 Cu2+ +4e- → 2 Cu 。将两个电极反应式相加,得到电解的总反应式为:2Cu(NO3)2 + 2 H2O 2 Cu +O2↑+ 4HNO3。
由铜片、锌片和50mlCuSO4溶液组成的原电池工作一段时间后,铜片的质量增加了6.4g,且溶液恰好由蓝色变为无色,假设锌片上没有铜单质析出,试计算:
(1)锌片质量减少了______g;
(2)在此过程中通过外电路的电子的物质的量为______;
(3)原CuSO4溶液的物质的量浓度为______.
正确答案
(1)电池反应式为:Cu2++Zn=Zn2++Cu,设参加反应锌的质量为x
Cu2++Zn=Zn2++Cu
65g 64g
x6.4g
65g:64g=x:6.4g
x==6.5g,
故答案为:6.5;
(2)设转移电子的物质的量为y,
Cu2++Zn=Zn2++Cu 转移电子
64g 2mol
6.4g y
64g:2mol=6.4g:y
y==0.2mol,
故答案为:0.2mol;
(3)根据铜原子守恒得n(Cu)=n(CuSO4)==0.1mol,
所以C(CuSO4)==2mol/L,
故答案为:2mol/L.
已知电极材料:铁、铜、银、石墨、锌、铝;电解 质溶液:CuCl2溶液、Fe2(SO4)3溶液、盐酸。按要求回答下列问题:
(1)电工操作上规定:不能把铜导线和铝导线连接在一起使用。请说明原因_____________。
(2)若电极材料选铜和石墨,电解质溶液选硫酸铁溶液,外加导线,能否构成原电池?____________,若能,请写出电极反应式,负极____________,正极____________ (若不能,后面两空不填)。
(3)若电池反应为:Cu+2H+=Cu2+ +H2↑,该池属于原电池还是电解池?______________,请写出各电极的电极材料和电解质溶液______________。
正确答案
(1)二者连接在一起时,接头处在潮湿的空气中形成原电池而腐蚀
(2)能 ;Cu-2e-==Cu2+ ;2Fe3+ +2e-==2Fe2+
(3)电解池 ;阴极:石墨;阳极:铜;电解液:盐酸或硫酸
(14分)氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下:
依据上图完成下列问题:
在电解过程中,阴极上生成气体的电子式为 。
(2)精制过程中除去阳离子中的Ca2+、Mg2+等杂质,除去Mg2+的离子方程式为 。
(3)精制过程要除去SO42-,可选择下列溶液中的 (填字母序号)
a. Ba(OH)2 b.Ba(NO3)2 c.BaCl2
(4)在实际生产中也可以用BaCO3除去SO42-(已知溶解度BaSO4
(5) 脱盐工作中,利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异,通过蒸发、冷却、 、 (填操作名称)而制得50%的NaOH溶液。
(6)写出电解饱和食盐水的离子方程式:
正确答案
(14分)(每空2分)
(1)H:H
(2)Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓
(3)ac
(4)由于BaSO4比BaCO3的溶解度小,SO42-促使BaCO3(s)Ba2+(aq)+ +CO32- (aq)
平衡正向移动,生成更难溶的BaSO4沉淀。
(5)结晶、过滤
(6)2Cl‾+2H2O H2↑+Cl2↑+2OH‾
试题分析:(1)电解饱和食盐水的反应为:2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑与电源负极相连为阴极,生成氢气,电极反应式为2H++2e-=H2↑,氢气的电子式为H:H。
(2)Mg2+和NaOH反应转化为沉淀,离子反应为:Mg2++2OH-═Mg(OH)2↓
(3)除杂的基本原则是除杂而不引杂,就是不能引入新的杂质.对于该混合物而言,氢氧根离子和氯离子都不是杂质,而硝酸根离子却是杂质,所以可以选用氢氧化钡,也可以选用氯化钡,但是不能选用硝酸钡,故答案为:ac。
(4)由于BaSO4比BaCO3的溶解度小,SO42-促使BaCO3(s)⇌Ba2+(aq)+CO32- (aq)平衡正向移动,生成更难溶的BaSO4沉淀。
(5)电解饱和食盐水的反应为:2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑,改写为离子方程式为:2Cl‾+2H2O
H2↑+Cl2↑+2OH‾。
某水溶液中含有等物质的量浓度的Cu(NO3)2和MgCl2,对该溶液以惰性电极进行电解,分阶段写出电解反应的化学方程式。
正确答案
第一阶段的反应:CuCl2Cu+Cl2↑
第二阶段的反应:2H2O2H2↑+O2↑
该溶液由Cu(NO3)2、MgCl2和H2O三种物质组成,其中含有H+、Cu2+、Mg2+三种阳离子和、Cl-、OH-三种阴离子。H+、Cu2+、Mg2+在阴极上放电的先后顺序是Cu2+>H+>Mg2+,
、Cl-、OH-在阳极上放电的先后顺序是Cl->OH->
。溶液中的OH-和H+均来自难电离的H2O。电极反应式为:
第一阶段 阳极:2Cl--2e-Cl2↑
阴极:Cu2++2e-Cu
第二阶段 阳极:2H2O-4e-O2↑+4H+
阴极:4H2O+4e-2H2↑+4OH-
将电极反应式合并得电解反应的化学方程式。
标明下列装置中电解池的阴极和阳极,试写出电极反应式,并判断是氧化反应还是还原反应。
正确答案
与电源正极相连的一极是电解池的阳极,反应式为:2Cl-→Cl2↑+2e-(氧化反应);
与电源负极相连的一极是电解池的阴极,反应式为:2H++ 2e-= H2↑(还原反应)。
在电解池中,与电源正极相连、发生的电极反应
是氧化反应的电极是阳极,与电源负极相连、发生的电极
反应是还原反应的电极是阴极。依据这个原则即可标明电
解池的阴极和阳极,试写出电极反应式,并判断是氧化反
应还是还原反应。
若电解熔融的氢氧化钠,其有关的电极反应式及总反应式怎样?
正确答案
阳极:4OH-→2H2O +O2↑+4e-;阴极:4Na++ 4e-= 4Na 。
⑵总反应式为:4NaOH 4Na +2H2O +O2↑。
熔融的氢氧化钠电离出Na+和OH-。OH-在电压的作用下定向向阳极移动,在阳极上发生氧化反应;而Na+定向向阴极移动,在阴极上发生还原反应。因此:
⑴电极反应式:阳极:4OH-→2H2O +O2↑+4e-;
阴极:4Na++ 4e-= 4Na 。
⑵总反应式为:4NaOH 4Na +2H2O +O2↑。
扫码查看完整答案与解析