- 电解池
- 共5205题
如图所示，装置B部分盛有1 L 2 mol/L Na2SO4溶液，装置A部分盛有1 L 2 mol/L AgNO3溶液。通电后，湿润的KI淀粉试纸的C端变蓝色，试回答下列问题：
⑴A中发生反应的化学方程式为 。
⑵在B中观察到的现象是 。
⑶室温下，若从电解开始到时间为T时，A、B装置中共收集到气体0.168L（标准状况），若电解过程中无其它副反应发生，且溶液体积变化忽略不计，则在时间T时，A溶液的c（H＋）为 。
正确答案
⑴4AgNO3 ＋ 2H2O 
由湿润的KI淀粉试纸的C端变蓝色，可知在C端I－被氧化成I2，即C端为阳极，进而得到电源的右端为正极，左端为负极，由此得A装置中Fe棒为阴极，Pt为阳极，则A中电解的总反应式为：4AgNO3 ＋ 2H2O 
在25℃时，用石墨电极电解2.0 L 2.5 mol/L CuSO4溶液，如有0.20 mol电子发生转移，
试回答下列问题：
(1)阴极发生________反应，电极反应为__________________________.
(2)阳极发生________反应，电极反应为__________________________.
(3)电解后得到的Cu的质量是________，得到O2的体积(标准状况)是________，溶液的pH是________．
(4)如用等质量的两块铜片代替石墨作电极，电解后两铜片的质量相差________，电解液的pH________(填“变小”“变大”或“不变”)．
正确答案
(1)还原；2Cu2＋＋4e－===2Cu
(2)氧化；4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
(3)6.4 g；1.12 L；1
(4)12.8
如图为持续电解含有一定量CaCl2水溶液(含酚酞)的装置(以铂为电极),A为电流表。电解一段时间t1后,将CO2连续通入电解液中。
(1)电解时,F极发生 反应,电极反应为 ,E极发生 反应,电极反应为 ,电解总反应为 。
(2)电解池中产生的现象:
① _____________________
② _____________________
③ _____________________
正确答案
(1)氧化 2Cl--2e-
(2)①通电后E极处溶液呈红色 ②通电时,E极、F极均有气体生成 ③通入CO2时,溶液中先出现白色沉淀,继续通入CO2沉淀又消失
溶液中含有:Ca2+、H+、Cl-、OH-,通电时,Ca2+、H+移向阴极,H+放电能力比Ca2+强,在E极上发生反应:2H++2e-
（8分）某化学研究小组以铜为电极电解饱和食盐水，探究过程如下：
实验1：如图所示连接装置，电源接通后，与电池负极相连的铜丝上有大量气泡产生；与电池正极相连的铜丝由粗变细．电解开始30 s内，阳极附近出现白色浑浊，然后开始出现橙黄色浑浊，此时测定溶液的pH约为10．随着沉淀量的逐渐增加，橙黄色沉淀慢慢聚集在试管底部，溶液始终未出现蓝色．
实验2：将实验1中试管底部的橙黄色沉淀取出，分装在两支小试管中，以后的操作和现象如下：
阅读资料：常见铜的化合物颜色如下：
请回答下列问题：
（1）铜的常见正化合价为________、________，最终试管底部橙黄色沉淀的化学式________________．
（2）阴极上发生的反应为________________；阳极上发生的反应为________________．
（3）写出实验2中①、②的离子方程式：
①____________________________________，②______________________________．
正确答案
（1）＋1 ＋2 Cu2O （2）2H＋＋2e－===H2↑
Cu＋Cl－－e－===CuCl↓（或Cu＋OH－－e－===CuOH↓）
（3）①3Cu2O＋14H＋＋2NO===6Cu2＋＋2NO↑＋7H2O
②Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O
（1）铜有＋1价和＋2价，据实验1的现象说明橙黄色沉淀较稳定，再结合铜的化合物的颜色知该物质应为Cu2O，而Cu2O也符合实验2中的要求。
（2）在阴极上H＋放电，反应为2H＋＋2e－===H2↑，而阳极为铜，据现象及信息知反应为Cu－e－＋Cl－===CuCl↓。
（3）Cu2O与稀HNO3发生了氧化还原反应，方程式为
3Cu2O＋14H＋＋2NO===6Cu2＋＋2NO↑＋7H2O，Cu2O与H2SO4反应，据反应现象知产物有CuSO4与Cu生成，故反应为Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O。
（15分）在如图所示的装置中，若通入直流电5min时，铜电极质量增加2.16 g，试回答：
(1) 电源电极X为________极。
(2) pH变化：A________，B________，C________。(填“增大”、“减小”或“不变”)
(3) 通电5 min时，B中共收集224 mL气体(标准状况)，溶液体积为200 mL。则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为________(设电解前后溶液体积无变化)。
(4) 若A中KCl溶液的体积也是200 mL，电解后，溶液的pH为________(设电解前后溶液体积无变化)。
正确答案
(1)负 (2)增大 减小 不变 (3)0.025 mol/L (4)13
考查电解池的应用及有关计算。
（1）铜电极质量增加2.16 g，说明该电极是阴极，则Ag电极是阳极，Y是电源的正极，X是负极。
（2）惰性电极电解氯化钾溶液生成物是氯气、氢气和氢氧化钠，pH增大。B中生成物是铜、氧气和硫酸，所以pH减小。C是电镀，所以pH不变。
（3）2.16g是银，物质的量是
（4）电解的方程式为2KCl＋2H2O
工业上处理含Cr2O72-的酸性工业废水用以下方法：
①往工业废水中加入适量的NaCl，搅拌均匀；
②用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；
③ 过滤回收沉淀，废水达排放标准，试回答：
(1)电解时的电极反应，阳极___，阴极___。
(2)写出Cr2O72-转变成Cr3+的离子方程式____。
(3)电解过程中Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀是怎样产生的？__________________
(4)能否将Fe电极改成石墨电极？为什么？__________________
正确答案
(1)Fe-2e-=Fe2+ ；2H++2e-=H2↑
(2) 6Fe2+ +Cr2O72- +14H+=6Fe3+ +2Cr3+ +7H2O
(3)由于阴极H+放电，破坏了水的电离平衡，H2O
Fe3+ 、Cr3+形成Fe(OH)3、 Cr(OH)3沉淀。
(4)不能用石墨电极代替Fe电极。因为Fe电极在电解过程中产生还原性的Fe2+ ，将溶液中Cr2O72-还原为
Cr3+ 而除去，若改用石墨电极，阳极产生的是Cl2，不能将Cr2O72-还原为Cr3+。
（10分）某学生试图用电解法根据电极上析出物质的质量来验证阿伏伽德罗常数的值，其实验方案的要点为：
①用直流电电解氯化铜溶液，所用仪器如图：
②在电流为I A，通电时间为t s后，精确测得某电极上析出的铜的质量为m g．
试回答：
（1）连接这些仪器的正确顺序为：（用图中标注仪器接线柱的英文字母表示，下同）E接________，C接________，________接F．
（2）写出B电极上发生反应的离子方程式________________．G试管中淀粉KI溶液变化的现象为__________________，相应的离子方程式是__________________．
（3）为精确测定电极上析出铜的质量，所必需的实验步骤的先后顺序是________．（选填下列操作步骤的编号）
①称量电解前电极质量
②刮下电解后电极上的铜并清洗
③用蒸馏水清洗电解后电极
④低温烘干电极后称量
⑤低温烘干刮下的铜后称量
⑥再次低温烘干后称量至恒重
（4）已知电子的电荷量为1．6×10－19C．试列出阿伏伽德罗常数的计算表达式：NA＝________．
正确答案
（1）D A B （2）2Cl－－2e－===Cl2↑ 溶液变蓝 Cl2＋2I－===2Cl－＋I2
（3）①③④⑥ （4）
（1）B电极上应产生Cl2：2Cl－－2e－===Cl2↑，B极上流出电子，电子进入直流电源的正极，即F极，由此可得仪器连接顺序及电流方向。
（2）B中产生Cl2，Cl2进入G中与KI反应，有I2生成，I2使淀粉变蓝色。
（3）镀在A电极上的Cu是没必要刮下的，也无法刮干净，故②⑤两步须排除在外。
（4）因为析出Cu的物质的量＝m/64mol，电子转移物质的量为m/64×2 mol，即m/64×2×NA个电子，由于电子的电荷量为1．6×10－19C，所以m/64×2×NA×1．6×10－19＝It，
则NA＝
下图为以惰性电极进行电解：
写出A、B、电极上的电极反应式和总反应式：
A：_________________________]B：__________________________，
总反应方程式：________________________；
正确答案
Cu2+ + 2e- ="=" Cu 2Cl- - 2e- ="=" Cl2 CuCl2 === Cu + Cl2
按照离子的放电顺序书写。Cu2+>H+；Cl— >OH—
如右图所示，常温下电解5 min后，铜电极质量增加2．16g。
试回答：
(1)电源电极X名称为 (填“正极”或“负极”)，B中 铜电极的名称 。
(2)电解池B中阳极的电极反应式是 。
(3)若A中KCl溶液的体积是200mL，电解后溶液的
PH= (忽略电解前后溶液体积的变化)。
若要使电解后的溶液恢复到与电解前完全相同，应
加入 。
正确答案
（1）负极，阴极（2）Ag++e-="Ag " （3）13 ，HCl
(1)据题意铜电极质量增加，可说明银离子在此电极上析出，可推出铜电极是阴极，进一步推
出X的电极为负极。
(2)银电极为阳极，由于银为活性电极，故银本身失电子。
(3) 据B中阴极电极反应式：Ag++ e- =" Ag" ,显然当析出银的物质的量为0.02mol时，电子转移0.02mol,由A与B两池中转移电子式相等，结合电解KCl溶液的总反应式：2Cl－+2H2O
工业上电解饱和食盐水能制取多种化工原料，其中部分原料可用于制备多晶硅。
(1)上图是离子交换膜法电解饱和食盐水示意图，电解槽阳极产生的气体是________；NaOH溶液的出口为________(填字母)；精制饱和食盐水的进口为________(填字母)；干燥塔中应使用的液体是________。
(2)多晶硅主要采用SiHCl3还原工艺生产，其副产物SiCl4的综合利用受到广泛关注。
①SiCl4可制气相白炭黑(与光导纤维主要原料相同)，方法为高温下SiCl4与H2和O2反应，产物有两种，化学方程式为___________________________________。
②SiCl4可转化为SiHCl3而循环使用，一定条件下，在20 L恒容密闭容器中的反应：
3SiCl4(g)＋2H2(g)＋Si(s)
达平衡后，H2和SiHCl3物质的量浓度分别为0.140 mol/L和0.020 mol/L，若H2全部来源于离子交换膜法的电解产物，理论上需消耗纯NaCl的质量为________kg。
(3)采用无膜电解槽电解饱和食盐水，可制取氯酸钠，同时生成氢气，现制得氯酸钠213.0 kg，则生成氢气________m3(标准状况)。
正确答案
(1)氯气 a d 浓硫酸 (2)①SiCl4＋2H2＋O2
(1)电解饱和食盐水的电极反应分别为：阴极：2H＋＋2e－=H2↑；阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑。所以阳极产物为氯气，H＋在阴极放电，水中的c(OH－)增大，即NaOH在阴极(a处)产生。电解饱和食盐水所用的阳离子交换膜只允许阳离子(Na＋)通过，阻止阴离子和气体通过，电解过程中，Cl－在阳极大量消耗，因此应在阳极区(d处)补充NaCl干燥塔干燥的气体为Cl2，应用浓H2SO4。
(2)①光导纤维为SiO2，产物为两种，另一种物质只能为HCl。
②n(H2)＝
由2NaCl＋2H2O
2×58.5 2
m(NaCl) 6 g
m(NaCl)＝351 g≈0.35 kg。
(3)由题意，可写出反应的化学方程式为：
NaCl＋3H2O
106.5 6
213 kg m(H2)
m(H2)＝12 kg，n(H2)＝6 000 mol，V(H2)＝134.4 m3。
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