- 电解池
- 共5205题
如图，p、q为直流电源两极，A由+2价金属单质X制成，B、C、D为铂电极，接通电源，金属X沉积于B极，同时C、D产生气泡。试回答：
(1)p为____极，A极发生了____反应（填反应类型）。
(2)C为____极，试管里收集到____；D为____极，试管里收集到____。
(3)C极的电极方程式是___。
(4)在电解过程中，测得C、D两极上产生的气体的实验数据如下：
仔细分析上表，请说出得到以上实验数据可能的原因是________。
(5)当反应进行一段时间后，A、B电极附近溶液的pH____（填“增大”、“减小”或“不变”）。
(6)当电路中通过0.004mol电子时，B电极上沉积金属X的质量为0.128g，则此金属的摩尔质量为____。
正确答案
(1)正； 氧化
(2)阳； 氧气； 阴； 氢气
(3)4OH--4e-=O2↑+2H2O
(4)因为开始阶段O2溶解的缘故
(5)不变
(6) 64g．mol-1
某小组同学设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氧气、氢气、硫酸和氢氧化钾。
(1)X极与电源的 (填“正”或“负”)极相连，氢气从 (选填“A”、“B”、“C”或“D”)口导出。
(2)离子交换膜只允许一类离子通过，则M为 (填“阴离子”或“阳离子”，下同)交换膜，N为 交换膜。
(3)若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池(石墨为电极)，则电池负极的电极反应式为 。
(4)若在标准状况下，制得11.2 L氢气，则生成硫酸的质量是 ，转移的电子数为 。
正确答案
(1)正 C (2)阴离子 阳离子 (3)H2－2e－＋2OH－=2H2O (4)49g 6.02×1023
题图中左边加入含硫酸的水，暗示左边制硫酸，即OH－在阳极发生氧化反应，使左边溶液中H＋增多，为了使溶液呈电中性，硫酸钾溶液中的SO42-通过M交换膜向左边迁移，即M为阴离子交换膜，由此推知X为阳极，与电源正极相连，B出口产生氧气，A出口流出硫酸；同理，右侧加入含KOH的水，说明右边制备KOH溶液，H＋在Y极发生还原反应，说明Y极为阴极，与电源负极相连，右边溶液中OH－增多，硫酸钾溶液中K＋向右迁移，N为阳离子交换膜。所以，C出口产生氢气，D出口流出KOH溶液。(3)若将制得的氢气和氧气在氢氧化钾溶液中构成原电池，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－，负极反应式为2H2－4e－＋4OH－=4H2O。(4)n(H2)＝0.5 mol,2H＋＋2e－=H2↑，得电子为1 mol，X极的反应式为4OH－－4e－=2H2O＋O2↑或2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，根据电子守恒知，生成H＋的物质的量为1 mol，故生成0.5 mol H2SO4，m(H2SO4)＝49 g。
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：
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______．
电解液中向X极方向移动的离子是______．
②Y电极上的电极反应式为______．
（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______．
②Y电极的电极反应式为______．（说明：杂质发生的反应不必写出）
③溶液中的c（Cu2+）与电解前相比______（填“变大”、“变小”或“不变”）．
正确答案
（1）①和电源的负极相连的电极X极是阴极，该电极上氢离子发生得电子的还原反应，即2H++2e-=H2↑，所以该电极附近氢氧根浓度增大，碱性增强，滴入几滴酚酞试液会变红，
故答案为：2H++2e-=H2↑或2H2O+2e-=H2+2OH-；放出气体，溶液变红；
②和电源的正极相连的电极Y极是阳极，该电极上氯离子发生失电子的氧化反应，即2Cl--2e-=Cl2↑，故答案为：2Cl--2e-=Cl2↑；
（2）①电解方法精炼粗铜，电解池的阴极材料是纯铜，电极反应为：Cu2++2e-=Cu，故答案为：精铜；
②电解方法精炼粗铜，电解池的阳极材料是粗铜，电极反应为：Cu-2e-=Cu2+，故答案为：粗铜；Cu-2e-=Cu2+；
③粗铜做阳极，其中的杂质锌、镍等也会失电子，所以依据电子守恒，阴极析出的铜比阳极溶解的铜多，溶液中铜离子浓度减小，故答案为：变小．
工业上为了处理含有Cr2O72-酸性工业废水，采用下面的处理方法：往工业废水加入适量NaCl，以Fe为电极进行电解，经过一段时间，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成，工业废水中铬的含量已低于排放标准。请回答下列问题：
（1）两极发生反应的电极反应式：阴极：______________ 。阳极：______________ 。
（2）写出Cr2O72-变为Cr3+离子方程式：_______________________ 。
（3）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）Fe―2e-＝Fe2+；2H+＋2e-＝H2↑
（2）Cr2O72-＋6Fe2+＋14H+ ＝2Cr3+＋6Fe3+＋7H2O
（3）H+不断在阴极上得电子成为H2而析出，且Cr2O72-与Fe2+的反应也在消耗H+，使得溶液酸性变为中性，再由中性变为碱性，Cr3+＋3OH-＝Cr(OH)3↓, Fe3+＋OH-＝Fe(OH)3↓
（4）不能；若改用石墨电极，阴极产物为Cl2，而不是Fe2+，没有Fe2+的还原作用， Cr2O72-就不能变为Cr3+，也就不能转化成Cr(OH)3沉淀而被除去。
（16分）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：
①电解池中X电极上的电极反应是 ，
在X极附近观察到的现象是 。
②Y电极上的电极反应 ，
检验该电极反应产物的方法是 。
（2）若X和Y仍均为惰性电极，a为CuSO4溶液，则电解时的化学反应方程式为_____
_________________________。通过一段时间后，向所得溶液中加入16gCuO粉末，恰好恢复到电解前的浓度和pH，则电解过程中转移的电子的物质的量为__________。
（3）如果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）
正确答案
（1）①2H+ + 2e—= H2↑ (2分) 有气泡产生，溶液变红色（1分）
②2Cl-—2e—= Cl2↑(2分) 用湿润的淀粉KI试纸（1分）
（2）
（3）①精铜（1分），Cu2+ + 2e— =" Cu" (2分)
②粗铜（1分），Cu — 2e— = Cu2+(2分)
（1）惰性电极电解饱和食盐水，阳极氯离子放电，生成氯气，电极反应式为2Cl-—2e—= Cl2↑。阴极水电离出的氢离子放电生成氢气，故阴极周围显碱性，电极反应式为2H+ + 2e—= H2↑。根据装置可判断，X是阴极，Y是阳极。氯气具有强氧化性，可以湿润的淀粉KI试纸检验。
（2）惰性电极电解CuSO4溶液时，阳极OH－放电，生成氧气，阴极铜离子放电析出单质铜，总的反应式为CuSO4+2H2O 
（3）粗铜提纯时，粗铜应作阳极，精铜作阴极，硫酸铜溶液作电解液。Y是阳极，X是阴极，所以电极反应式分别为Cu — 2e— = Cu2+、Cu2+ + 2e— = Cu。
KMnO4是一种常用的强氧化剂，工业上常用电解法制备，总反应为2K2MnO4+2H2O
H2↑。请回答下列问题：
(1)电解时，分别用铂板和铁板作电极材料，其中铂板为______（填“阴”或“阳”，下同）极材料。
(2)通电后，电解质溶液中K+向_________极移动，MnO42-向_______极移动。
(3)电解一段时间后，向电解质溶液中滴加酚酞，_________极呈红色。
(4)阳极发生______（填“氧化”或“还原”）反应，该极的电极反应式为________________。
正确答案
(1)阳
(2)阴；阳
(3)阴
(4)氧化；MnO42--e-=MnO4-
如图，X和Y均为石墨电极。
（1）若电解液为滴有酚酞的饱和食盐水，电解反应的离子方程式为__________________________；电解过程中____________极(填“阴”或“阳”)附近会出现红色。
（2）若电解液为500 mL含A溶质的某蓝色溶液，电解一段时间，观察到X电极表面有红色的固态物质生成，Y电极有无色气体生成；溶液中原有溶质完全电解后，停止电解，取出X电极，洗涤、干燥、称量，电极增重1.6 g。
①电解后溶液的pH为____________；要使电解后溶液恢复到电解前的状态，需加入一定量的___________(填加入物质的化学式)。(假设电解前后溶液的体积不变)
②Y电极产生气体的体积为____________L。
③请你推测原溶液中所含的酸根离子可能是____________；并设计实验验证你的推测，写出实验的操作步骤、现象和结论：__________________________________。
正确答案
（1）2Cl-+2H2O
（2）①1；CuO（或CuCO3）；②0.28；③硫酸根离子；取少量待测液于试管中，滴加盐酸无明显现象，继续加入氯化钡溶液若有白色沉淀产生，则证明是硫酸根离子(或：硝酸根离子；取少量待测液于试管中，加热浓缩后滴加浓硫酸和铜粉，若有红棕色气体产生，则证明是硝酸根离子)
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____________________________________
（4）通常所说的燃料电池都是以铂为电极，将燃烧反应的化学能转化为电能的。在燃料电池中，可燃物在____________极反应，____________在另一极反应。
正确答案
（1）二者连接在一起使用时，接头处在空气中易发生原电池反应加速铝线的腐蚀，易造成断路
（2）能；Cu－2e-=Cu2+；2Fe3++2e-=2Fe2+(或Fe3++e-=Fe2+)
（3）电解池；阳极：铜，阴极：石墨(其它合理者亦可)，电解液：盐酸
（4）负；O2
A、B、C三种强电解质，它们在水中电离出的离子如下表所示
下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A、B、c三种溶液，电极均为石墨电极。
接通电源，经过一端时间后，测得乙中C电极质量增加了27克。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系图如上。据此回答下列问题：
（1）M为电源的________极（填写“正”或“负”），甲、乙电解质分别为________、________（填写化学式）。
（2）写出d电极上发生反应的电极反应式________________。
（3）若电解后甲溶液的体积为25L，且产生的气体全部逸出则该溶液常温时的pH为________。
（4）若丙装置产生的两种气体与氢氧化钠溶液、铂电极形成燃料电池，请写出正极的电极反应式：________________。
（5）要使电解后丙中溶液恢复到原来的状态，应加入_______物质。（填写化学式）
正确答案
（1）负；NaCl；AgNO3（2）4OH--4e-==2H2O+O2（3）12
（4）2H2O+O2+4e-==4OH-（5）H2O
某化学兴趣小组用下图装置电解CuSO4溶液，测定铜的相对分子质量。
（1）若实验中测定在标准状况下放出的氧气的体积VL，A连接直流电源的__________ (填“正极”或“负极”）。
（2）电解开始一段时间后，在U形管中可观察到的现象－____________________________。
电解的离子方程式为 。
（3）实验中还需测定的数据是_______________（填写序号）。
①A极的质量增重m g ②B极的质量增重m g
（4）下列实验操作中必要的是____________（填字母）。
E.在有空气存在的情况下，烘干电极必须采用低温烘干的方法
（5）铜的相对原子质量为：_______________________（用含有m、V的计算式表示）。
（6）如果用碱性（KOH为电解质）甲醇燃料电池作为电源进行实验，放电时负极的电极反应式为 。
正确答案
（1）负 （2）A极变粗，B极有气泡产生，溶液颜色变浅2Cu2＋＋2H2O
（3）① （4）ABDE （5）11.2m/V （6）CH3OH＋8OH－－6e－=CO32－＋6H2O
试题分析：（1）测得O2的体积为VL，A极为负极，
（2）现象为A极变粗，B极有气泡产生，溶液颜色变浅，电极反应式为2Cu2＋＋2H2O
（5） 设铜的摩尔质量为Mmol/g 2Cu～O2
2M 1
m V/22.4
解得M=11.2m/V
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