- 电解池
- 共5205题
如图所示，甲、乙两池电极材料都是铁棒和碳棒，请回答下列问题
（1）若两池中均为CuSO4溶液，反应一段时间后：
①有红色物质析出的是甲池中的____________棒，乙池中的____________棒。
②乙池中阳极的电极反应式是__________________________________。
（2）若两池中均为饱和NaCl溶液：
①写出乙池中总反应的离子方程式______________________________。
②甲池中碳极上电极反应式是______________________________，乙池碳极上电极反应属于_________
(填“氧化反应”或“还原反应”)。
③将湿润的KI淀粉试纸放在乙池碳极附近，发现试纸变蓝，反应的化学方程式为__________________________________。
④若乙池转移0.02mol e-后停止实验，池中溶液体积是200mL，则溶液混合匀后的pH＝____________。
正确答案
（1）①碳；铁；②4OH--4e-==2H2O+O2↑
（2）①2Cl-＋2H2O
④13
（1）有人研究证明：使用氯气作自来水消毒剂，氯气会与水中有机物反应，生成如CHCl3等物质，这些物质可能是潜在的致癌致畸物质。目前人们已研发多种饮用水的新型消毒剂。下列物质不能作自来水消毒剂的是_____________（填序号）。
A．硫酸铜 B．二氧化氯 C．臭氧 D．硫酸亚铁
（2）高铁（VI）酸盐（如Na2FeO4）是新一代水处理剂。其制备方法有：次氯酸盐氧化法（湿法）和高温过氧化物法（干法）等。湿法是在碱性溶液中用次氯酸盐氧化铁（III）盐，写出该法的离子方程式：
___________________________。
（3）用高铁（VI）酸盐设计的高铁（VI）电池是一种新型可充电电池，电解质溶液为KOH溶液，放电时的总反应：3Zn+2K2FeO4+8H2O→3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH
①写出正极发生的电极反应式：______________________。
②用高铁（VI）电池作电源，以Fe作阳极，以Cu作阴极，对足量KOH溶液进行电解，当电池中有
0．2molK2FeO4反应时，则在电解池中生成H2 __________L（标准状况）。
③下表列出了某厂排放的含锌废水中的含量及国家环保标准值的有关数据
该厂只用调节pH处理废水，当调整为pH＝7时，此时废水中Zn2+的浓度为__________mg/L，_________（填“符合”或“不符合”）国家环保标准。（常温下，Ksp[Zn(OH)2]＝1．2×10-17）
正确答案
（1）AD
（2）①10OH-+3ClO-+2Fe3+==3Cl-+2FeO42-+5H2O
（3）①FeO42-+4H2O+3e-=Fe(OH)3+5OH- ；②6.72；③78；不符合
(11分)电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池，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
①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 。
②Y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
①X电极的材料是 ，电极反应式是 。
②Y电极的材料是 ，电极反应式是 。
（说明：杂质发生的电极反应不必写出）
(3)工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸杂质，可用离子交换膜法电解提纯。
电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过)，其工作原理如图所示.
①该电解槽的阳极反应式是____________________________.
②通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因
③除去杂质后的氢氧化钾溶液从溶液出口_________________(填写“A”或“B”)导出
正确答案
（11分）⑴①2H+ + 2e - = H2↑ 放出气体，溶液变红。
②2Cl - - 2e - = Cl2 ↑ 析把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色。
⑵①纯铜 Cu2+ + 2e - = Cu ②粗铜Cu - 2e - = Cu2+
（3）①4OH－－4e－＝O2↑＋2H2O ，②2H+ + 2e - = H2↑使H+浓度减小 ③B
试题分析：（1）①X和电源的负极相连，做阴极，溶液中的氢离子放电生成氢气，电极反应式是2H+ + 2e - = H2↑。由于随着氢离子的不断放电，阴极周围水的电离平衡被破坏，所以阴极周围溶液显碱性，溶液变成红色。
②Y电极和电源的正极相连，做阳极，溶液中的氯离子放电生成氯气，电极反应式是2Cl - - 2e - = Cl2↑。由于氯气具有强氧化性，能把碘化钾氧化生成单质碘，据此可以检验，即析把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色。
（2）粗铜精炼时，粗铜做阳极，纯铜做阴极，硫酸铜做电解质溶液，所以X是纯铜，电极反应式是Cu2+ + 2e - = Cu。Y电极是粗铜，电极反应式是Cu - 2e - = Cu2+。
（3）①阳极是溶液中的OH－离子放电生成氧气，电极反应式是4OH－－4e－＝O2↑＋2H2O。
②阴极氢离子放电失去氢气，电极反应式为2H+ + 2e - = H2↑。由于随着氢离子的不断放电，阴极周围水的电离平衡被破坏，使H+浓度减小，OH－浓度增大，溶液显碱性。
③由于阳离子交换膜只能允许阳离子通过，而OH－在阴极生成。根据装置图可知，B电极是阴极，所以除去杂质后的氢氧化钾溶液从溶液出口B导出。
点评：电解中最关键的是准确判断出电极上离子的放电顺序。在判断电解产物时，首先判断阳极电极材料。如果是活性电极，则电极本身失去电子。如果是惰性电极，则溶液中的阴离子失去电子。而阴极是溶液中的阳离子得到电子，所以需要熟练记住常见离子的放电顺序。
（1）如下图所示，A为电源，B为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，
C、D为电解槽，其电极材料见图，电解质溶液：C装置中溶液为AgNO3溶液，D装置的溶液为Cu(NO3)2溶液。关闭K1，打开K2，通电后，B的KMnO4紫红色液滴向d端移动，则电源a端为__________极，通电一段时间后，观察到滤纸c端出现的现象是：_________________________；
（2）打开K1，关闭K2，通电一段时间后，D装置中Cu极的电极反应式为_________________。 C装置中右端Pt电极上的电极反应式为：___________________。 C装置中总反应方程式为：________________。
（3）假定C、D装置中电解质溶液足量，电解一段时间后，C装置中溶液的pH值________（填“变大”、
“变小”或“不变”，下同），D装置中溶液的pH值_____________。
正确答案
（1）负；变红色
（2）Cu-2e-==Cu2+；4OH--4e-==2H2O+O2↑；4AgNO3+2H2O
（3）减小；不变
某小组同学以碳棒为电极电解CuCl2溶液时，发现阴极碳棒上除了有红色物质析出外，还有少量白色物质析出。为探究阴极碳棒上的产物，同学们阅读资料并设计了如下过程：
Ⅰ.有关资料：铜的化合物颜色性质如下
Ⅱ.探究实验：
(1)提出假设
①红色物质一定有铜，还可能有Cu2O；
②白色物质为铜的化合物，其化学式可能为__________________________。
(2)实验验证
取电解CuCl2溶液后的阴极碳棒，洗涤、干燥，连接下列装置进行实验，验证阴极产物，
①实验前，检查装置A气密性的方法是_______________________________。
②实验时，各装置从左至右的连接顺序为A→________→________→B→________→________。
(3)观察现象，得出结论
实验结束后，碳棒上的白色物质变为红色，F中物质不变色，D中出现白色沉淀，根据现象①碳棒上的红色物质是否有Cu2O________(填“是”或“否”)，理由是________________________________________________________；
②装置________(填上图中装置编号)中________的现象说明提出假设②中的白色物质一定存在；
③写出装置B中发生反应的化学方程式___________________________ _。
(4)问题讨论
①电解CuCl2溶液后的阴极上发生的反应为：______________________
和_______________________________________________________________；
②实验过程中，若装置B中的空气没有排净就开始加热，可能对实验造成的影响是__________________________________________________________。
正确答案
(1)②CuCl
(2)①将橡胶管套在导气管上，用弹簧夹夹紧橡胶管，向分液漏斗中注入水，打开分液漏斗活塞，水的液面不会连续下降，证明装置A的气密性好(其他合理答案也可) ②E C F D
(3)①否 F中物质不变蓝色 ②D 出现白色沉淀
③2CuCl＋H2
(4)①Cu2＋＋Cl－＋e－=CuCl↓ Cu2＋＋e－=Cu ②氢气和氧气混合加热可能发生爆炸；空气中水蒸气会干扰Cu2O是否存在的判断
(1)阴极主要发生Cu2＋得电子反应，及Cu2＋＋2e－=Cu，也可能发生反应：Cu2＋＋e－=Cu＋、Cu＋＋Cl－=CuCl↓，CuCl为白色沉淀。
(2)～(4)由所给装置图可知，验证阴极产物的实验原理为：使氢气与阴极产物在高温下反应，由其反应产物确定阴极产物；实验方法为：首先制取氢气、并除杂、干燥，将纯净的氢气通过灼热的阴极碳棒后，再通过无水硫酸铜，验证是否生成水，若无水硫酸铜变蓝，则说明有水生成，可进一步说明阴极碳棒有Cu2O生成，否则，没有Cu2O生成；再通入硝酸银溶液看是否有沉淀生成，若硝酸银溶液中有白色沉淀生成，则该白色沉淀为氯化银，说明反应中有氯化氢气体生成，进一步说明阴极碳棒上有CuCl生成，否则，说明阴极碳棒上没有CuCl生成。装置的连接顺序为：A→E→C→B→F→D。实验中无水硫酸铜不变色，而硝酸银溶液中有白色沉淀，说明阴极碳棒上没有Cu2O而有Cu和CuCl，故硬质玻璃管中发生的反应为：2CuCl＋H2
（1）如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的NaCl溶液、CuSO4溶液和K2SO4溶液，电极均为石墨电极．接通电源后，甲中现象是b电极上产生刺激性气味气体．据此回答问题：
①电源的N端为______极；
②电极c上的现象为______；
③乙中总反应的化学方程式为______；
④往甲中加入______，可使溶液恢复原状．如果乙装置电解过程中铜全部析出，此时电解能不能继续进行（填“能”、“不能”）______．
（2）臭氧是常见的强氧化剂．制取臭氧的方法之一是电解纯水（原理如下图）．
①电极a为______极（填“阴”或“阳”）
②写出电极b生成臭氧的电极反应式______；电极b附近的溶液呈______性（填“酸”或“碱”）．
正确答案
（1）①接通电源后，甲中现象是b电极上产生刺激性气味气体说明该电极上有氯气生成，该电极为阳极，阳极连接原电池正极，所以N端为正极，故答案为：正；
②C为阴极，阴极上铜离子得电子而析出铜，所以C电解上析出红色物质，故答案为：电极c上覆盖一层红色物质；
③阳极上氢氧根离子放电生成氧气，阴极上铜离子放电生成铜，则电池反应式为：2CuSO4+2H2O
④甲池中，阴极上氢离子放电生成氢气，阳极上氯离子放电生成氯气，所以相当于析出氯化氢，根据“析出什么加入什么”的原则知，应该通入氯化氢气体，乙装置电解过程中铜全部析出，溶液变为稀硫酸溶液，仍然能进行电解，故答案为：HCl（氯化氢气体）；能；
（2）①a电极上氢离子得电子放电生成氢气，所以a电极连接阴极，故答案为：阴；
②b电极上氢氧根离子放电生成水和臭氧，电极反应式为：6OH-→3H2O+O3↑+6e-或6OH-=3H2O+O3↑+6e-，水电离出的氢氧根离子放电导致氢离子剩余，所以溶液呈酸性，故答案为：6OH-→3H2O+O3↑+6e-或6OH-=3H2O+O3↑+6e-；酸．
下表列出了3种燃煤烟气脱硫方法的原理。
（1）方法Ⅰ中氨水吸收燃煤烟气中
能提高燃煤烟气中SO2去除率的措施有__________（填字母）。
A．增大氨水浓度
B．升高反应温度
C．使燃煤烟气与氨水充分接触
D．通入空气使
采用方法Ⅰ脱硫，并不需要预先除去燃煤烟气中大量的
（2）方法Ⅱ重要发生了下列反应：
（3）方法Ⅲ中用惰性电极电解溶液的装置如图所示。阳极区放出气体的成分为____________。（填化学式）
正确答案
（1）AC；HCO3-+SO2=CO2+HSO3-（2）S（g）+O2（g）= SO2（g）△H=-574.0kJ/mol
（2）O2、SO2
海水中含有丰富的化学元素，下面是某化工厂从海水中提取NaCl、Mg（以MgCl2形式存在）和Br2（以NaBr的形式存在）及综合利用的生产流程简图：
请回答：
（1）在粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质，精制时所用的试剂为：
A．盐酸 B．氯化钡溶液 C．氢氧化钠溶液 D．碳酸钠溶液．
则加入试剂的顺序是（填编号）______．
（2）目前工业上主要采用离子交换膜法电解饱和食盐水，下列关于离子交换膜电解槽的叙述错误的是______．
A．精制饱和食盐水进入阳极室 B．纯水（加少量NaOH）进入阴极室
C．阴极产物为氢氧化钠和氢气 D．电解槽的阳极用金属铁网制成
（3）写出电解饱和NaCl溶液的离子反应方程式：______．
（4）此工业煅烧贝壳得到氧化钙．石灰石和贝壳的主要成份相同，事实上，石灰石在许多化学工业生产都发挥了极大的作用，请写出一条化工生产中碳酸钙参与的化学反应方程式（此工业涉及的方程式除外）______．
（5）利用MgCl2•6H2O可制得无水氯化镁，应采取的措施是______．
（6）用热空气吹出的溴蒸气可以用亚硫酸钠溶液吸收，写出反应的化学方程式：______．
正确答案
（1）SO42-、Ca2+、Mg2+等分别与BaCl2溶液、Na2CO3溶液、NaOH溶液反应生成沉淀，可再通过过滤除去，Na2CO3溶液能除去过量的BaCl2溶液，盐酸能除去过量的Na2CO3溶液和NaOH溶液，所以应先加BaCl2溶液再加Na2CO3溶液，最后加入盐酸，所以正确顺序为BDCA 或 CBDA 或BCDA等
故答案为：BDCA 或 CBDA 或BCDA等；
（2）A、阳极是氯离子失电子发生氧化反应，精制饱和食盐水进入阳极室，故A正确；
B、阴极是氢离子得到电子生成氢气，纯水（加少量NaOH）进入阴极室，故B正确；
C、阴极是氢离子得到电子生成氢气发生还原反应，阴极附近水电离平衡破坏，氢氧根离子浓度增大结合钠离子生成氢氧化钠，故C正确；
D、．电解槽的阳极是石墨电极，溶液中的氯离子失电子生成氯气，若用用金属铁网制成，则铁是电子发生氧化反应，生成的亚铁离子和氢氧根离子形成沉淀，得不到氯气和烧碱，故D错误；
故选D．
（3）电解过程中阳极上氯离子失电子发生氧化反应，2Cl--2e-=Cl2↑；阴极上是氢离子得到电子生成氢气，电极反应为：2H++2e-=H2↑；电解池中反应的离子方程式为：2Cl-+2H2O
（4）石灰石可以用作制玻璃的原料，发生的反应为：CaCO3+SiO2
（5）氯化镁在水中乙发生水解，为抑制水解，氯化镁晶体应在氯化氢气流中脱水，故答案为：在HCl气流中加热脱水（防止MgCl2水解）；
（6）溴单质具有氧化性，亚硫酸钠具有还原性发生氧化还原反应生成硫酸钠和氢溴酸；反应的化学方程式为：H2O+Na2SO3+Br2═Na2SO4+2HBr，故答案为：H2O+Na2SO3+Br2═Na2SO4+2HBr．
在一个U形管里盛有氯化铜溶液，并插入两块纯锌片作电极，如下图：
（1）如果把电键K接A，这一装置形成_________装置，Zn①极是________极，其电极反应式是________________________；
（2）上述反应进行5min后，转换电键K到C，这一装置形成____________装置，Zn①极是__________极，该装置发生反应的总化学方程式是___________________________；
（3）上述装置进行2min后，再转换电键K到B，在Zn②极上发生的腐蚀属于________________________，被腐蚀的金属是______________，Zn①极发生的腐蚀主要属于__________________。
正确答案
（1）电解池 阳 Zn-2e-=Zn2+
（2）原电池 负 Zn+CuCl2==Cu+ZnCl2
（3）电化学腐蚀 Zn 化学腐蚀（吸氧腐蚀）
部分难溶物的颜色和常温下的Ksp如下表所示：
某研究性学习小组对电解食盐水进行了如下探究：
实验Ⅰ装置如图所示，接通电源后，发现a、b电极上均有气泡产生。
（1）电解过程中的总离子反应方程式为_________________________________________。
（2）为了确定电源的正、负极，下列操作一定行之有效的是 。
A．观察两极产生气体的颜色
B．往U形管两端分别滴入数滴酚酞试液
C．用燃着的木条靠近U形管口
D．在U形管口置一张湿润的淀粉KI试纸
实验Ⅱ把上述电解装置的石墨棒换成铜棒，用直流电源进行电解，装置如图所示。
观察到的现象如下所示：
①开始无明显现象，随后液面以下的铜棒表面逐渐变暗；
②5 min后，b极附近开始出现白色沉淀，并逐渐增多，且向a极扩散；
③10 min后，最靠近a极的白色沉淀开始变成红色；
④12 min后，b极附近的白色沉淀开始变成黄色，然后逐渐变成橙黄色；
⑤a极一直有大量气泡产生；
⑥停止电解，将U形管中悬浊液静置一段时间后，上层溶液呈无色，没有出现蓝色，下层沉淀全部显砖红色。
（3） a极发生的电极反应方程式为________________________________________________________。
（4） 电解5 min后，b极发生的电极反应方程式为___________________________________________。
（5）12 min后，b极附近出现的橙黄色沉淀的成分是 ，原因是___________________________________________________________________________________。
正确答案
（1）2Cl－＋2H2O
（2）BD
（3）2H+＋2e－= H2↑ （或2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑）
（4）Cu＋Cl－－e－=CuCl↓
（5）CuOH和Cu2O Ksp(CuOH)
试题分析：Ⅰ（1） a、b电极上均有气泡产生，说明电解NaCl产生了H2和Cl2，所以总离子反应方程式为2Cl－＋2H2O
（2）往U形管两端分别滴入数滴酚酞试液，产生红色的一极是阴极，连接电源的负极；另一极是阳极，连接电源的正极。在U形管口置一张湿润的淀粉KI试纸，湿润的淀粉KI试纸变蓝的一极是阳极，连接电源的正极。所以BD可以。
Ⅱ把电解装置的石墨棒换成铜棒，用直流电源进行电解。②5 min后，b极附近开始出现白色沉淀，白色沉淀为CuCl；③10 min后，最靠近a极的白色沉淀开始变成红色；红色沉淀为Cu2O④12 min后，b极附近的白色沉淀开始变成黄色，然后逐渐变成橙黄色；黄色沉淀为CuOH⑤a极一直有大量气泡产生，气泡为H2；⑥停止电解，将U形管中悬浊液静置一段时间后，上层溶液呈无色，没有出现蓝色，下层沉淀全部为Cu2O。所以a极发生的电极反应方程式为2H+＋2e－= H2↑ （或2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑），电解5 min后，b极发生的电极反应方程式为Cu＋Cl－－e－=CuCl↓。因为Ksp(CuOH)
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