- 电解池电极反应式的书写
- 共1339题
电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法下图是电解污水装置示意图。
(1)根据污水净化原理写出阳极和阴极的电极反应:
阳极:_____________________,_________________,____________________。
阴极:______________________________。
(2)分析最后底层积聚的一层沉渣是如何沉淀的:__________________________________ __。
(3)一些悬浮物是怎样形成浮渣的:___________________________________________________。
正确答案
(1)阳极:Fe-2e-=Fe2+ 2H2O-4e-=4H++ O2↑
4Fe2++10H2O+O2=4Fe(OH)3↓+8H+ 阴极:2H++2e-=H2↑
(2)Fe作为阳极,电解时生成Fe2+,Fe2+再被氧化生成Fe3+,Fe3+水解生成Fe(OH)3,Fe(OH)3具有吸附性,可将污染物吸附而沉淀下来。
(3)阴极产生H2气泡,气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层。
根据装置图可判断,铁作阳极,所以铁失去电子,被氧化生成亚铁离子。同时水也失去电子,生成氧气。氧气具有氧化性,把亚铁离子氧化生成氢氧化铁沉淀。氢氧化铁具有很强的吸附性,可将污染物吸附而沉淀下来。阴极是溶液中的氢离子放电,生成氢气。氢气产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层。
如图所示,U形管内盛有100mL的溶液,按要求回答下列问题:
(1)打开K2 ,合并K1,若所盛溶液为CuSO4溶液:则A为 极, A极的电极反应式为 。若所盛溶液为KCl溶液:则B极的电极反应式为
(2)打开K1,合并K2,若所盛溶液为滴有酚酞的NaCl溶液,则:
①A电极附近可观察到的现象是 ,Na+移向 极(填A、B)
②B电极上的电极反应式为 ,
总反应化学方程式是 。
③反应一段时间后打开K2,若忽略溶液的体积变化和气体的溶解,B极产生气体的体积(标准状况)为11.2mL,将溶液充分混合,溶液的pH约为 。若要使电解质溶液恢复到原状态,需向U形管内加入或通入一定量的 。[ pH=-lgc(H+) ]
正确答案
(1)①负、Cu2++2e-=Cu;O2+2H2O+4e-==4OH-
(2)①该装置是电解池,碳棒是阳极,锌棒是阴极,电解时,锌棒上氢离子放电生成氢气,同时电极附近生成氢氧根离子导致溶液呈碱性,加入酚酞后溶液变红;故答案为:产生无色气泡,电极附近溶液变红;②A;
②电解时,阳极上氯离子放电生成氯气,阴极上氢离子放电生成氢气,同时溶液中生成氢氧化钠,所以电池反应式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑;
③12;HCl
试题分析::(1)①该装置是原电池,锌作负极,碳作正极,正极上铜离子得电子生成铜发生氧化反应,电极反应式为Cu2++2e-=Cu;所盛溶液为KCl溶液,为吸氧腐蚀,正极B极的电极反应式O2+2H2O+4e-==4OH-;
(2)打开K1,合并K2,若所盛溶液为滴有酚酞的NaCl溶液,①该装置是电解池,碳棒是阳极,锌棒是阴极,电解时,锌棒上氢离子放电生成氢气,同时电极附近生成氢氧根离子导致溶液呈碱性,加入酚酞的溶液变红;溶液中的Na+向阴极移动,即向A电极移动;
②电解时,阳极B上氯离子放电生成氯气:2Cl—2e-==Cl2↑,阴极上氢离子放电生成氢气,同时溶液中生成氢氧化钠,所以电池反应式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑;
③由②可知,B极产生(标准状况)为11.2mLCl2,生成0.001molNaOH。故c(OH-)=0.01mol/L,c(H+)=Kw/c(OH-)=10-14/0.01mol/L=10-12 mol/L,故pH=12。两极逸出的气体分别是H2和Cl2,故要使电解质溶液恢复到原状态,需向U形管内通入一定量的HCl气体。
(8分)在用惰性电极电解水制取H2和O2时,为了增强导电性,常常要加入一些电解质,下列物质中不能选用的是 (填序号)
不能选用上述某物质的原因是(用电极反应式及总反应式表示,若不止一种物质可添加空格填写):
阳极反应式 ,
阴极反应式 ,
总反应的离子方程式 。
正确答案
(每空2分)D 阳极:4OH–- 4e– =O2+2H2O 阴极:Cu2++ 2e– =Cu
总反应:2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+(漏写条件扣1分,写成化学方程式不得分)
考查电极反应式的书写
如果加入硫酸铜,则阴极就是铜离子放电,形成铜,得不到氢气,所以选项D不能用,答案选D;如果加入硫酸铜,则阳极始终是OH-放电,电极反应式是4OH–- 4e– =O2+2H2O。阳极电极反应式是Cu2++ 2e– =Cu,所以总反应式就是2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+。
(7分)在25 ℃时,用石墨电极电解1000mL一定浓度的CuSO4溶液。5 min后电解完全,在一个石墨电极上只有1.28 g Cu生成。试回答下列问题:
(1)电解总离子方程式反应式为 。
(2)得到的溶液的pH是 。(lg2=0.3)反应速率v(Cu2+):v(O2)=
(3)在原CuSO4溶液中,如要生成Cu(OH)2沉淀,应调整溶液的PH为
(KspCu(OH)2=2×10-20)
正确答案
(1)2Cu2++2H2O=2Cu+O2+4H+(2分)(2)1.4;(1分) 2:1 (1分)(3)5(2分)
(2)2Cu2++2H2O=2Cu+O2+4H+,由铜求出4H+为:0.04 mol;则c(H+)="0.04" mol/L,pH=1.4
根据公式可知:,两者的速度比为2:1
(3)原溶液中c(Cu2+)="0.02" mol/L,由KspCu(OH)2=2×10-20=c(Cu2+)×c2(OH—)可求出c(OH—)=10—9mol/L,则c(H+)=10—5mol/L,pH=5
工业废水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-,它们会对人类及生态系统产生很大损害,必须进行处理。常用的处理方法之一是电解法。
(1)该法用Fe作电极电解含Cr2O72-的酸性废水,随着电解进行,在阴极附近溶液pH升高,产生Cr(OH)3沉淀。用Fe作电极的原因为 。
(2)在阴极附近溶液pH升高的原因是(用电极反应解释) ,溶液中同时生成的沉淀还有 。
正确答案
(1)阳极反应2Fe-4e-=2Fe2+,提供还原剂Fe2+
(2)2H++2e-=H2↑ Fe(OH)3
明确本题的电解原理:用铁作阳极,产生的亚铁离子将Cr2O72-还原为Cr3+,再转化为氢氧化铬沉淀。
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