- 电解池
- 共5205题
如右图所示，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，其电极材料及电解质溶液见图。
（1）关闭K1，打开K2，通电后，B的KMnO4紫红色液滴
向c端移动，则电源b端为 极，通电一段时间后，
观察到滤纸d端的电极反应式是： ；
（2）已知C装置中溶液为Cu(NO3)2和X(NO3)3，且均为0.1mol，打开K1，关闭K2，通电一段时间后，阴极析出固体质量m(g)与通过电子的物质的量n(mol)关系如右图所示。
则Cu2+、X3+、H+氧化能力由大到小的顺序是 ；
D装置中溶液是H2SO4，则电极Pt端的实验现象是：
_____________________ 。
正确答案
（1）－(负极）2H++2e=H2↑
(2）Cu2＋ ＞H＋ ＞X3＋；在C端开始时有无色无味气体产生;一段时间后有红色物质析出。
（1）据题意KMnO4紫红色液滴向c端移动，说明高锰酸根离子向c端移动，可推出c极为阳极，进一步可确定电源a端为正极，b端为负极。
（2）由右面图像可知，开始电解时，立即析出金属，说明开始H+没有放电，而是金属离子放电，据电极反应式：Cu2++2e－=Cu,可知0.1molCu2+全部析出，会得到0.2mol电子，若X3+得电子全部析出，会得到0.3mol电子，结合图像可确定开始Cu2+放电，Cu2+放电完后，没有金属析出，显然H+再放电，即氧化能力：Cu2＋＞H＋ ＞X3＋。电极Pt端为阴极，开始H+放电，阳极为铜电极，本身失电子，一段时间后，溶液中Cu2+的浓度增大，Cu2+会在阴极放电析出铜。
如图所示的实验装置，丙为用淀粉碘化钾和酚酞混合溶液润湿的滤纸，m、n为夹在滤纸两端的铂夹。丁为直流电源，x、y为电源的两极。G为电流计，电极均为石墨电极。闭合K2、断开K1，一段时间后，A、B两极产生的气体体积之比为2:1，回答下列问题：
（1）M溶液可能是 （填序号）。
A．KNO3溶液 B. Ba(OH)2溶液 C．H2SO4溶液
D. NaCl溶液 E．CuSO4溶液
(2)X为电源 极，m点的现象 。
（3）C极的电极反应式为 。
（4）若乙池中AgNO3溶液电解后体积为100mL，测得溶 液的pH=1， 则乙池中C极析出的固体质量为 g。
（5）继续电解一段时间后，甲池中A、B极均部分被气体包围，此时闭合K1，断开K2，发现A、B极的管内气体体积减少，且电流计G指针发生偏转，则A极电极反应式为 。
正确答案
（1）A、B、C（2）负 滤纸变红
（2）Ag++e－ =Ag；（3）1.08；（4）H2－2e－==2H+。
据题意A、B两极产生的气体体积之比为2:1，可推知甲装置中实质是电解水，而且A极产生的是氢气，进一步可确定Y为电源的正极，X为电源的负极。据乙池电解反应式：4Ag++2H2O
电解原理常应用于工业生产
（1）火法炼铜得到的粗铜中含多种杂质（如锌、金、银等），其性能远不能达到电气工业的要求，工业上常使用电解精炼法将粗铜提纯。在电解精炼时，若用硫酸铜溶液作电解液，粗铜接电源 极，电极反应为 ；通电一段时间后，溶液中铜离子浓度将 （增大，不变，减少）。
（2）工业上用电解饱和食盐水的方法可制得烧碱、氯气、氢气。电解时，总离子反应
式为 ；电解时所需的精制食盐水，通常在粗盐水
加入某些试剂（现提供的试剂：饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、NaOH溶液来、BaCl2
溶液、Ba(NO3)2溶液、盐酸）除去其中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-杂质离子，选出试剂，
按滴加的先后顺序为 （填所加试剂的化学式）。
（3）为了避免产物相混合发生副反应，工业上采用离子交换膜法电解食盐水。下图为阳离
子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图。
下列说法中正确的是
恢复到电解前的物质的浓度
正确答案
（1）正 Cu-2e-=Cu2+； 阴 Cu2++2e-=Cu
（2）2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑；BaCl2，Na2CO3，NaOH，HCl（Na2CO3必须放在BaCl2后，盐酸须放在最后，其他顺序可变）
（3）ABC
（1）粗铜精炼时，铜失电子，作阳极，故粗铜与电源的正极相连。由于阴极只有铜
离子析出，而阳极除了铜失电子，还有锌失电子，故溶液中铜离子浓度将少。
（2）除杂的原则是除去原有杂质，并且不引入新杂质。要除去氯化钠中含有的Ca2+、Mg2+、
Fe3+、SO42-等，除去Mg2+、Fe3+可以加入氢氧化钠，二者均生成沉淀，除去SO42-加入
过量的氯化钡，不能加入Ba(NO3)2，否则会引入硝酸根离子，加入稍过量碳酸钠，除
Ca2+和少过量的Ba2+，最后加入盐酸除去过量的碳酸根离子和氢氧根离子。
（3）由Na+移动方向判断E为阴极，产生NaOH和H2,A正确；据电解总反应式可知2NaOH—Cl2，计算C正确；D项中，应通入HCl气体，若加入盐酸会增加水的量，故D项错。
工业制铝是采用电解熔融的氧化铝的方法。试分析电解熔融的Al2O3的原理，写出有关的电极反应式及总反应式。
正确答案
阳极 6 O2－－ 12 e－＝3O2↑；阴极4 Al3+＋ 12 e－＝4 Al。总反应式为：2 Al2O3 
熔融氧化铝的中电离出自由移动的Al3+和O2－，在外加电源的作用下Al3+和O2－分别在阴、阳两极上放电得到对应的单质。熔融氧化铝的中自由移动的Al3+和O2－，其中O2－定向向阳极移动，在阳极上发生氧化反应：6 O2－－ 12 e－＝3O2↑；Al3+定向向阴极移动，在阴极上发生还原反应：4 Al3+＋ 12 e－＝4 Al。总反应式为：2 Al2O3
如图所示接通线路，反应一段时间后，回答下列问题（假设所提供的电能可以保证电解反应的顺利进行）：
（1）U形管内可观察到_____________，写出有关反应的化学方程式：_______________。
（2）在小烧杯a、b中分别有什么现象产生？_______________________________________。
（3）如果小烧杯中有0.508 g碘析出，问烧杯c中负极的质量减轻_____________g。
正确答案
（1）两极上均有气体产生，U形管右边酚酞溶液变红，气体分别导入到a、b两只小烧杯中 2KCl+2H2O
（2）a烧杯中有气泡，溶液显蓝色，b烧杯中有气泡，溶液颜色不变
（3）0.13
左图是原电池，锌作负极，铂为正极，所以U形管的左边碳棒为电解池的阳极，右边碳棒为阴极，电解KCl溶液：2KCl+2H2O
有一硝酸盐晶体，其化学式为M(NO3)x·yH2O，相对分子质量为242。取1.21g该晶体溶于水，配成100mL溶液，将此溶液用石墨作电极进行电解，当有0.01mol电子发生转移时，溶液中金属恰好全部析出，经称量阴极增重0.32g。求：
（1）金属M的相对原子质量及x、y。
（2）电解后溶液的pH（电解过程中溶液体积变化忽略不计）。
正确答案
（1）n(M)=n[M(NO3)x·yH2O]=
根据64+2(14+48)+18y=242 得y="3"
（2）电解总反应为：
2M(NO3)2+2H2O= 2M + 4HNO3 +O2↑
2 4
0.005mol y
y(HNO3)=
pH = －lg10－1 = 1
试题分析：由题知用石墨作电极进行电解，当有0.01mol电子通过电极时，溶液中的金属阳离子全部析出，在A极得到金属0.32g，故A极为阴极；析出的金属电极反应为：
Mx+ + xe- ═ M
1 x M
0.005mol 0.01mol 0.32g
计算得到M=64g/mol；
x=2；
M（NO3）x•yH2O经测定其摩尔质量为242g•mol-1．
64+62×2+18y=242
y=3；
溶液中电解方程式为：2M2++2HO
答：电解结束后溶液的pH为1。
（10分）如图为相互串联的甲乙两个电解池，请回答：
甲池若为用电解精炼铜的装置：
（1）A极电极反应为 ，
B极电极反应为_ _，
乙池中的总反应离子方程式为 。
（2）若甲槽阴极增重12.8g，则乙槽阴极放出气体在标准状况下的体积为 。
（3）若乙槽剩余液体为400mL，则电解后得到碱液的物质的量浓度为 。
正确答案
（10分） （1） Cu2+ + 2e–== Cu ； Cu －2e–="=" Cu2+
2Cl- + 2H2O 
试题分析：（1）A极与电源的负极训练，做阴极，所以连接的是纯铜，则电极反应式为Cu2+ + 2e–== Cu；二B电极就是阳极，连接的是粗铜，电极反应式是Cu －2e–="=" Cu2+。乙池中C电极是阳极，铁是阴极，电解饱和食盐水，则总的离子方程式是2Cl- + 2H2O
（2）甲槽阴极增重12.8g，则析出铜是12.8g，物质的量是0.2mol，转移电子是0.4mol。则根据电子的得失守恒可知，乙槽阴极放出氢气体积是0.2mol×22.4L/mol＝4.48L。
（3）根据（2）可知，氢气是0.2mol，则生成氢氧化钠是0.4mol，物质的量浓度是0.4mol÷0.4L＝1.0mol/L。
点评：该题是基础性试题的考查，试题基础性强，侧重考查灵活运用基础知识解决实际问题的能力。该题难度不大，关键是要熟练掌握电化学原理，学生不难得分。
（14分）课题式研究性学习是培养学生创造思维的良好方法.某研究性学习小组将下列装置如图连接，D、F、X、Y 都是铂电极、C、E是铁电极。将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色。试回答下列问题:
（1）电源B 极的名称是___________。
（2）甲装置中电解反应的总化学方程式是:___________ _____。
（3）设电解质溶液过量，则同一时内C、D电极上参加反应的单质或生成的单质的物质的量之比是__________。
（4）欲用丙装置将粗铜（含少量铁、锌等杂质）精炼，G极材料应该是__________（填“粗铜”或“精铜”），电解液中原电解质的物质的量浓度将__________（填“变大”、“变小”或“不变”）。
（5）装置丁中的现象是________________________________________。
（6）设甲池中溶液的体积在电解前后都是500ml，当乙池所产生气体的体积为4.48L（标准状况）时，甲池中所生成物质的物质的量浓度为 mol/L。
正确答案
（1）负极 （2）CuSO4+Fe
（4）粗铜 变小 （5）Y极附近红褐色变深 （6）0.4
（1）电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色，说明是氢离子放电，溶液呈碱性，F极为阴极，也就是说B为负极。
（2）铁为阳极失电子，溶液中的铜离子得电子，则总反应为：CuSO4+Fe
（3）由（2）可知铁、铜的物质的量相同
（4）粗铜的精炼，阳极G应该为粗铜，由于其中一些杂质金属放电，导致溶液中的铜离子浓度减小
（5）考查胶体的电泳现象
（6）由关系式Cl2~ FeSO4可知甲池中所生成的FeSO4的物质的量浓度为0.4mol/L
现在工业上主要采用离子交换膜法电解饱和食盐水制取NaOH、H2和Cl 2。请回答下列问题：
⑴在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生的电极反应式为 。
⑵电解之前，食盐水需要精制，目的是除去粗盐中的、Ca2+、Mg2+、SO42－等杂质离子，使用的试剂有：a．Na2CO3溶液，b．Ba（OH）2溶液，c．稀盐酸，其合理的加入顺序为（填试剂序号） 。
⑶如果在容积为10L的离子交换膜电解槽中，1min后在阴极可产生11.2L（标准状况）Cl2，这时溶液的pH值是 （填“升高”、“降低”或“不变”），溶液中c（OH－）为(设体积保持不变) 。
⑷若没有阳离子交换膜的存在,则电解饱和食盐水的化学方程式是
。
正确答案
⑴2Cl－→ Cl2↑＋2e－；⑵b、a、c；⑶升高，0.1mol·
此题是在考查电解食盐水的基础之上，同时考查粗盐的精制。解题时，要紧扣电解原理，电子守恒分析。⑴与电源正极相连的是阳极，阴离子Cl－放电，电极反应式为：2Cl－→ Cl2↑＋2e－。⑵加入Ba（OH）2后过量的Ba2+应该用Na2CO3溶液除去，最后加入盐酸除去，并调节溶液的酸碱性（加盐酸之前，必须过滤，否则沉淀又溶解了）。⑶电解饱和食盐水过程中产生了NaOH，使溶液的碱性增强，pH值升高；依据总方程式：2NaCl＋2H2O
（10分）在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相溶的中性液体，上层液体中插入两根石墨电极，圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅棒，可以上下搅动液体，装置如右图．接通电源，阳极周围的液体呈现棕色，且颜色由浅变深，阴极上有气泡生成．停止通电，取出电极，用搅棒上下剧烈搅动．静置后液体又分成两层，下层液体呈紫红色，上层液体几乎无色．根据上述实验回答：
（1）阳极上的电极反应式为________．
（2）阴极上的电极反应式为________．
（3）原上层液体是________．
（4）原下层液体是________．
（5）搅拌后两层液体颜色发生变化的原因是__________________________________．
（6）要检验上层液体中含有的金属离子，其方法是______________________________，现象是__________________________________．
正确答案
（1）2I－－2e－===I2 （2）2H＋＋2e－===H2↑
（3）KI（或NaI等）水溶液 （4）CCl4（或CHCl3等）
（5）I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度，所以绝大部分I2都转移到CCl4中
（6）焰色反应 透过蓝色钴玻璃观察火焰呈紫色（其他合理答案同样给分．例如，若③中答NaI水溶液，这里答火焰呈黄色）
本题是以电解知识为主干，考查了电极反应方程式的书写以及电解原理的应用。但在此实验试题中实际上隐含了对实验基本知识(如萃取原理、焰色反应)的考查，同时在试题中推测溶液的成分富有一定的开放性，而本实验试题的解题的突破口是对实现现象的分析。本题通过溶液分层现象及上层溶液能进行电解可以推断上下两层溶液为无机试剂和有机试剂，通过阳极周围溶液颜色的变化及静置后下层液体显紫色可以推测电解溶液为碘盐溶液，再根据溶液为中性，可进一步推测电解液应为中学中常见的钠盐或钾盐溶液。再根据电极反应方程式的书写规律和基本实验的分析可以顺利完成试题中的问题。
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