- 电解池
- 共5205题
(14分)如图所示是电解氯化钠溶液（含酚酞）的装置。有毒气体收集的装置省略没有画出，两电极均是惰性电极。
⑴a电极的名称 , a电极的电极方程式为：____________.
⑵电解过程中观察到的现象 。
⑶确定N出口的气体最简单的方法是 ,若收集N出口的气体体积在标准状况为1.12L，则电解过程中转移的电子数目为：_____________.
⑷电解的总反应离子方程式为 。
⑸若将b电极换成铁作电极，写出在电解过程中U型管底部出现的现象_ 。
正确答案
（1）阴极 ,2H++2e－= H2↑ （2）两极均有气泡产生；a极区溶液变成红色；b极液面上气体变为黄绿色；b极区溶液变为浅黄绿色。 （3）用湿润的淀粉碘化钾试纸检验，试纸变蓝则说明是Cl2, 0.1NA （4）2Cl—+2H2O
（1）根据装置图可知，电子是从b极流向a极，所以b是阳极，溶液中的阴离子氯离子在阳极放电，反应式为2Cl—－2 e－＝Cl2↑。a是阴极，溶液中的阳离子氢离子在阴极放电，反应式为,2H++2e－= H2↑。
（2）根据（1）分析可知，阴极氢离子放电，导致阴极周围的OH－浓度增大，所以阴极周围碱性增强，所以实验现象是两极均有气泡产生；a极区溶液变成红色；b极液面上气体变为黄绿色；b极区溶液变为浅黄绿色。
（3）b极生成的气体是氯气，所以N出口的气体是氯气。检验氯气可以利用其氧化性，借助于湿润的淀粉碘化钾试纸检验。标准状况1.12L氯气是0.05mol，所以转移电子的物质的量是0.05mol×2＝0.1mol。
（4）根据以上分析可知，氯化钠和水都被电解，所以总的反应式为2Cl—+2H2O
（5）若将b电极换成铁作电极，则阳极就是铁，此时铁失去电子，反应式为Fe－2e－=Fe2＋。由于阴极有OH－生成，所以溶液中会生成氢氧化亚铁沉淀，氢氧化亚铁不稳定，很快被氧化生成氢氧化铁红褐色沉淀。
400 mL NaNO3和AgNO3的混合溶液中c(NO3—)=4mol/L，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到11.2L气体(标准状况)，假设电解后溶液体积仍为400 mL。回答下列问题：
（1）把下列电极方程式补充完整：
阴极： 、2H+ + 2e- = H2
阳极：
（2）上述电解过程中转移电子的物质的量为 。
（3）电解后溶液中的c(H+)为
正确答案
（1）阴极 Ag++e-=Ag 。阳极 4OH一—4e一=2H2O＋O2↑。
（2） 2mol （3） 2.5mol.L-1
阳极附近有NO和OH-，OH-放电，4OH?-4e-=2H2O+O2↑
阴极附近有Ag+和H+，氧化性Ag+>H+，Ag+先放电，Ag++e-=Ag，2H++2e-=H2↑
生成的V(H2)=V(O2)=11.2L，n=0.5mol；转移电子为0.5mol×4=2mol；c(H+)=2.5mol/L。
(16分)某研究小组拟用粗食盐(含Ca2+、Mg2+、SO
试回答下列问题：
（1）工业上一般是利用过量焦炭在高温下还原石英砂来制取粗硅，写出该过程的化学方程式：_______________________________________________________________________。
（2）精制粗盐水所需试剂为①BaC12；②Na2CO3；③HC1；④NaOH，其滴加的先后顺序是下列的________(填下列各项的序号)。
a．①②④③ b．④②①③ c．④①③② d．②④①③
已知，
（3）已知SiCl4的沸点是57.6℃，CC14的沸点是76.8℃。在反应器I中得到的SiCl4粗品中含有CCl4，从中得到纯净SiCl4可采用的方法是下列各项中的________(填序号)。
a．蒸馏 b．干馏 c．分液 d．过滤
反应器Ⅱ中发生反应的化学方程式为__________________________________________。
（4）下图是用离子交换膜法电解饱和食盐水的示意图，电解槽中阴极产生的气体是_____。产品A的化学式为____________。
若采用无膜电解槽电解饱和食盐水可制取次氯酸钠，试写出该反应的化学方程式__ ___。
正确答案
（16分）
（1）SiO2+2C
（2）a（2分）；碳酸钙（或CaCO3）（2分）
（3）a（2分）；SiCl4+2H2
（4）氢气（或H2）（2分）；NaOH（2分）；NaCl+H2O 
试题分析：（1）C在高温条件下还原SiO2，生成Si和CO，化学方程式为：SiO2+2C
（2）Na2CO3溶液的作用为除去Ca2+、除去过量的BaCl2溶液，所以Na2CO3的顺序在BaCl2的后面，HCl的作用是除去过量的Na2CO3和NaOH，所以在最后，因此a项正确；因为Ksp(MgCO3) < Ksp(CaCO3)，CaCO3更难溶，所以首先析出的沉淀是CaCO3。
（3）SiCl4与CCl4在常温下为液体，相互溶解，但沸点不同，所以用蒸馏的方法得到纯净的SiCl4；反应器II中H2还原SiCl4，化学方程式为：SiCl4+2H2
（4）根据放电顺序，阴极上H2O电离出的H+放电，所以电解槽中阴极产生的气体是氢气；水电离出的H+放电，促进H2O的电离平衡向右移动，OH‾浓度增大，所以产品A为NaOH；无膜电解槽电解饱和食盐水可制取次氯酸钠，电解产生的Cl2与NaOH反应生成次氯酸钠，所以化学方程式为：NaCl+H2O
人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如图。
(1)电源的负极为________(填“A”或“B”)。
(2)阳极室中发生的反应依次为___________________________________、
___________________________________________________________。
(3)电解结束后，阴极室溶液的pH与电解前相比将________；若两极共收集到气体13.44 L(标准状况)，则除去的尿素为________g(忽略气体的溶解)。
正确答案
(1)B (2)2Cl－－2e－=Cl2↑
CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O=N2＋CO2＋6HCl
(3)不变 7.2
(1)由图产生Cl2极为阳极知A为正极，B为负极。
(2)阳极室发生的反应依次为2Cl－－2e－=Cl2↑。
由产物CO2、N2知CO(NH2)2在此室反应被氧化，CO(NH2)2―→CO2＋N2，发生还原反应的为Cl2。故方程式为CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O=N2＋CO2＋6HCl。
(3)阴极室2H＋＋2e－=H2↑。
阳极室产生的H＋通过质子交换膜进入阴极室，从而使阴极室H＋浓度保持不变。pH与电解前相比不变。
两极共收集到的气体n(气体)＝13.44/22.4＝0.6 mol
m[CO(NH2)2]＝
（8分）取100ml的食盐水用惰性电极进行电解，当阳极析出11.2L气体（标准状况）时，食盐恰好完全电解，试计算：
（1）所取食盐水中氯化钠的物质的量浓度是 ；流经导线的电子数目
（2）要使溶液恢复到原状态，需加入的是物质 ，其质量是 。
正确答案
（8分，计算各3分）(1)10mol/L NA (2)氯化氢 36.5g
考查电化学的有关计算。
（1）惰性电极电解饱和食盐水，阳极是氯离子失去电子生成氯气，电极反应式是2Cl－－2e－=Cl2↑，氯气的物质的量是11.2L÷22.4L/mol＝0.5mol
所以根据原子守恒可知，氯化钠的物质的量就是1.0mol
其浓度是1.0mol÷0.1L＝10mol/L
流经导线的电子数目是0.5×2×NA＝NA。
（2）应用阴极是氢离子得到电子，生成氢气，根据电子的得失守恒可知，氢气也是0.5mol。所以要使溶液恢复到原状态，需加入的物质是1.0mol氯化氢，质量是1mol×36.5g/mol＝36.5g。
如图为相互串联的甲乙两电解池
试回答：
（1）甲池若为用电解原理精炼铜的装置，则A是 极，材料是 ，
电极反应为 。
（2）乙池中若滴入少量酚酞试液，电解一段时间后Fe极附近呈 色．
（3）若甲池为电解精炼铜，阴极增重12.8g，则：乙池中阳极放出的气体在标准状况下的体积为
；若此时乙池剩余液体为400 mL，则电解后得到碱液的物质的量浓度为 。
正确答案
1）阴极；纯铜；Cu2＋＋2 e－ =" Cu" ；（2）红；
（3）4.48L；1mol/L
试题分析：结合装置图，与电源负极相连的是阴极，与电源正极相连的是阳极，甲池若为用电解原理精炼铜的装置，则A是阴极，材料为纯铜，发生电极反应是Cu2＋＋2 e－ = Cu。
乙池中实质是电解NaCl饱和溶液，C极上放出Cl2,Fe极上生成H2 ,2H2O+2e-＝H2↑+2OH,若滴入少量酚酞试液，电解一段时间后Fe极附近呈红色。若甲池为电解精炼铜，阴极增重12.8g，即转移的电子有
点评：考查电解池实验装置图，难度不大，解题的关键是要区分正负极，电极发生的反应，把握得失电子情况，仔细计算。
（10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，则电解池中X极上的电极反应式为 。
②检验该Y电极反应产物的方法是
③该反应的总反应方程式是：
(2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则
① X电极电极反应式是 ，
② Y电极的材料是 。
正确答案
（1）①2H+ +2e– ="=" H2↑（2分）
②把湿润的KI淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色。（2分）
③2NaCl + 2H2O 
（2）①Cu2+ +2 e–="=" Cu（2分）②粗铜（2分）
考查电化学的应用。
（1）①X电极和电源的负极相连，作阴极，溶液中的氢离子放电生成氢气，电极反应式是2H+ +2e– ="=" H2↑。
②Y电极是阳极，溶液中的氯离子放电，生成氯气，而氯气检验强氧化性，据此可以鉴别，即把湿润的KI淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色。
③阴极还产生氢氧化钠，所以总的反应式是2NaCl + 2H2O
（2）粗铜精炼时，粗铜和电源的正极相连，作阳极，失去电子，所以Y电极是粗铜；纯铜和电源的负极相连，作阴极，溶液中的铜离子放电，所以X电极的电极反应式是Cu2+ +2 e–="=" Cu。
按下图中装置实验，A、B两烧杯分别盛放200 g 10% NaOH溶液和足量CuSO4溶液。通 电一段时间后，c极上有Cu析出，又测得A杯溶液中NaOH的质量分数为10.23%，试回答：
(1)电源的P极为________极。
(2)b极产生气体的体积为________L(标准状况)。
(3)c极上析出沉淀的质量为________g。
(4)d极上所发生的电极反应式为：________________。
正确答案
(1)负
(2)2.8
(3)16
(4)4OH--4e-→2H2O+O2↑
如图所示，p、q为直流电源的两极，A由金属单质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上产生气泡，试回答：
(1)p为 极，A极发生了 反应。
(2)C为 极，可收集到 ；D为 极，可收集到 。
(3)C极的电极反应式为 。
(4)在电解过程中，测C、D两极上产生气体的体积，实验数据如下表：
仔细分析以上实验数据，请说出变化的可能原因是
。
(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0.004 mol电子时，B极上沉积的金属X为0.128 g，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)在开始反应的1～4 min内，由于生成的氧气和氢气在水中的溶解没有达到饱和，氧气的溶解度大于氢气，故氢气和氧气的体积比大于2∶1；随着反应的进行，到4 min后，由于生成的氧气和氢气在水中的溶解均达到饱和，故体积比约等于2∶1
(5)不变
(6)64 g/mol
(1)B极：X2＋＋2e－=X因此B为阴极，由此可推知A是阳极。C是阳极，D是阴极，p为正极。
(4)从O2和H2在水中的溶解度大小回答。
(5)中A极：X－2e－=X2＋，B极：X2＋＋2e－=X，故两极pH不变。
(6)设X的摩尔质量为M，则：
X2＋＋2e－= X
2 mol M
0.004 mol 0.128 g
M＝
在50 mL 0.2 mol/L CuSO4溶液中插入两个电极通电电解(不考虑水分蒸发)。则：
(1)若两极均为铜片，试说明电解过程中浓度变化情况________________________________。
(2)若阳极为纯锌，阴极为铜片，阳极反应式是 ________________________________。
(3)如不考虑H+在阴极上放电，当电路中有0.04 mol e-通过时，阴极增重________g，阴极上的电极反应式是 ________________________________。
正确答案
(1)不变
(2)Zn-2e-→Zn2+
(3)1.28；Cu2++2e-→Cu
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