- 电解池
- 共5205题
（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-
甲、乙、丙三个烧杯中分别装有稀硫酸、氯化铜溶液、饱和食盐水，把用导线连接的锌片和铜片插入甲，把分别与直流电源正、负极相连的C1、C2插入乙，把分别与直流电源正、负极相连的C3、铁片插入丙。则下列叙述正确的是 （ ）
正确答案
C
本题考查原电池和电解池的原理。从题意可知，甲是原电池，乙和丙是电解池，A选项错误；和电源正极相连的电极是阳极，阳极上发生氧化反应，和电源负极相连的电极是阴极，阴极上发生还原反应，所以C1、C2分别是阳极、阴极，铁片作为阴极，发生还原反应，锌片作为原电池的负极，发生氧化反应，B选项错误；甲的总反应是Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑，pH增大，乙是电解氯化铜溶液，pH增大，丙是电解饱和食盐水，生成NaOH，pH增大，D选项错误。
在500 g CuSO4溶液中插入两根电极，一根为铁，一根为含杂质锌均匀的粗铜。通电一段时间后切断电源，立即将电极取出，这时铁极上析出7.04 g铜，电解质溶液增重0.02 g。求粗铜中含锌的质量分数。
正确答案
18.4%
铁上有Cu析出，说明铁为阴极，粗铜为阳极。
阴极：Cu2++2e-
阳极：Cu-2e-
因溶液增重0.02 g，则：
Zn — Cu Δw
65g 64g 1g
1.3g 1.28g 0.02g
可知溶解的粗铜中含Zn1.3g,含Cu7.04g-1.28g=5.76g,所以
w(Zn)=
如图所示，通电5min后，第③极增重2.16g，同时在A池中收集到标准状况下的气体224mL，设A池中原混合液的体积为200mL，求通电前A池中原混合溶液中Cu2+的浓度。
正确答案
通电前A池中原混合溶液Cu2+的浓度为0.025 mol·L-1。
第③极质量增加，说明第③极铜棒上析出金属银，此极为阴极，电源的E极为负极，F极为正极。在A池中，电解液为混合溶液，显然，在阴极Cu2+先放电，但要考虑到Cu2+完全放电后，H+放电的可能。A、B两池串联，在电解过程中，每个极上电子转移的总数目相等是解答本题的基本依据。
在A池中发生的反应为：
阳极(②极)：4OH--4e-
阴极(①极)：2Cu2++4e-
若Cu2+完全放电后还有：4H++4e-
转移电子的物质的量为：
2.16 g÷108 g·mol-1="0.02" mol
由电极反应可知，每转移4 mol电子，放出1 mol O2，所以②极上析出O2的体积为：0.02 mol÷4×22.4 L·mol-1="0.112" L＜0.224 L
说明A池收集到的气体中还有H2。①极上放出H2为：0.224 L-0.112 L="0.112" L，即0.005 mol。①极上析出Cu和放出H2共获得0.02 mol电子。
Cu2+的物质的量为：(0.02 mol-0.005 mol×2)/2="0.005" mol
c(Cu2+)="0.005" mol/0.2 L="0.025" mol·L-1
银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电放电过程可表示为：2Ag+Zn(OH)2=Ag2O+Zn+H2O
回答下列有关问题：
(1)电池的放电过程是______________(填“①”或“②”)。
(2)该电池属于______________ (填“酸”“碱”或“中”)性电池。
(3)反应①是______________ (填“放热”或“吸热”)反应。
(4)写出充电时的电极反应式：
阳极：___________________________________________________________。
阴极：___________________________________________________________。
(5)充电时，电池的正极应接电源的______________极。
(6)试简述回收该种废电池的意义__________________________________________________。
正确答案
(1)②
(2)碱
(3)吸热
(4) 2Ag+2OH-－2e-=Ag2O+H2O Zn(OH)2+2e-=Zn+2OH-
(5)正
(6)可减少重金属Ag+对环境的污染，又可将Ag回收利用。
关键是准确判断①②哪个是放电过程和充电过程。原电池反应是自发反应，由性质可知Ag2O有强氧化性，Zn有强还原性，所以②是自发反应，即放电反应。
从NO3-、SO42-、H+、Cu2+、Ba2+、Ag+、Cl-等离子中选出适当的离子组成电解质，采用惰性电极对其溶液进行电解。
（1）两极分别放出H2和O2时，电解质的化学式可能是________________。
（2）若阴极析出金属，阳极放出O2，电解质的化学式可能是________________。
（3）两极分别放出气体，且体积比为1∶1，电解质的化学式可能是________________。
正确答案
（1）HNO3、H2SO4、Ba(NO3)2、Ba(OH)2
（2）AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4
（3）HCl、BaCl2
题中提供的电解质离子是七种，其实还包括OH-，即八种。这些离子放电的顺序是：
阳极：Cl-＞OH-＞(NO3-、SO42-)
阴极：Ag+＞Cu2+＞H+＞Ba2+
（1）两极分别放出H2和O2，即H+和OH-放电，实质是电解H2O，水中的溶质应是起导电作用而又不改变H+和OH-放电的顺序，它可以是HNO3、H2SO4、Ba(NO3)2、Ba(OH)2中的任意一种，但不是BaSO4。
（2）阴极析出金属，即Ag+或Cu2+放电；阳极放出O2，即OH-放电。水中的溶质可以是AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4中的任意一种，但不是Ag2SO4。
（3）两极都生成气体，且气体体积比为1∶1，则放电的离子应是Cl-和H+。水中的溶质可以是HCl、BaCl2中的任意一种。
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
已知反应AsO43-+2I-+2H+
(Ⅰ)向(B)烧杯中逐滴加入浓盐酸，发现微安表指针偏转；
(Ⅱ)若改向(B)烧杯中滴加40%NaOH溶液，发现微安表指针偏转方向与Ⅰ相反。
试完成下列问题：
(1)两次操作过程中微安表指针为什么会发生偏转？
(2)两次操作过程中指针偏转方向为什么相反？
正确答案
(1)两次操作均发生原电池反应,电流表指针偏转，化学能转变为电能。
(2)由于c(H+)改变，使化学平衡向不同方向移动发生不同方向的反应。
Ⅰ.操作过程中，C1棒发生的反应为2I--2e-
Ⅱ.操作过程中，C2棒发生的反应为AsO33-+H2O-2e-
总反应为AsO43-+2I-+2H+
Ⅰ操作中(A)池发生氧化反应C1为负极；(B)池中发生还原反应C2为正极。
Ⅱ操作中(A)池发生还原反应C1为正极；(B)池中发生氧化反应C2为负极。
由于Fe（OH）2极易被氧化，所以实验室很难用亚铁盐溶液与NaOH溶液反应制得纯净的白色的Fe（OH）2沉淀，若用下图实验装置，则可制得。两极材料分别为石墨和铁。
⑴a电极材料为 ，电极反应为 。
⑵电解液d可以是 ，则白色沉淀在电极上产生；也可以是 ，，则白色沉淀在两极之间的溶液中产生。
A．纯水 B．NaCl溶液
C．NaOH溶液 D．CuCl2溶液
⑶液体c为苯，作用是 ，
在加苯之前对d溶液进行加热处理的目的是
。
⑷为了短时间内看到白色沉淀可采取的措施是（ ）
A．该用稀硫酸作电解质溶液 B．适当增大电源电压
C．适当缩小两极的距离 D．适当降低电解液温度
正确答案
⑴铁，Fe→Fe2+＋2e－；⑵C ，B ；⑶隔绝空气，防止Fe（OH）2被空气氧化；排尽溶液中的O2，防止生成的Fe（OH）2在溶液中被氧化；⑷BC。
要产生Fe（OH）2白色沉淀，必须通过电解产生Fe2＋，只有Fe作阳极才有可能，另外Fe（OH）2极易被氧化，要与空气隔绝。那么，OH－来自哪里？一是溶液本身存在，如NaOH溶液，二是有水电离出的H＋放电留下的OH－得到，如NaCl溶液。
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