- 电解池电极反应式的书写
- 共1339题
A、B、C三种强电解质，它们在水中电离出的离子如下表所示：
如图1所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯中依次盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液，电极均为石墨电极。接通电源，经过一段时间后，测得乙中c电极质量增加了16 g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图2所示。请回答下列问题：
（1）M为直流电源的________极，b电极上发生的电极反应为________。
（2）计算e电极上生成的气体在标准状况下的体积为________________。
（3）写出乙烧杯中的总反应的离子方程式：_________________________________。
（4）要使丙烧杯中的C溶液恢复到原来的状态，需要进行的操作是(写出要加入的物质和质量)______________________________。
正确答案
（1）负 4OH－－4e－=2H2O＋O2↑
（2）5.6 L
（3）2Cu2＋＋2H2O
（4）水、4.5 g
根据题意，乙中为CuSO4溶液，c电极为阴极，M为负极，N为正极。丙为Na2SO4或K2SO4，甲为NaOH或KOH溶液，b为阳极，电极反应式为4OH－－4e－=2H2O＋O2↑。
（2）e电极为阴极，电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑，其在标准状况下的体积为
（3）2Cu2＋＋2H2O
（4）电解Na2SO4或K2SO4溶液，实质是电解水，所以应向丙烧杯中加水，其质量为4.5 g。
（3分）（1）以铜电极电解NaOH溶液，若产生1molH2，则消耗H2O mol。
（2）以铂电极电解饱和Na2CO3溶液,一段时间后溶液的浓度 （增大、减小或不变），有无晶体析出？ （有、无）。
正确答案
（1）2 （2）不变、有
(1)铜电极电解NaOH溶液,阴极是水电离出的氢离子得电子变成氢气,要生成1mol H2需要2 molH+,而提供2 mol H+需要2 molH2O,所以消耗H2O为2 mol.
(2)惰性电极电解饱和Na2CO3溶液,实质是电解水,所以溶液始终处于饱和状态,那么浓度就不会发生改变.又因为水在不断因电解而消耗,所以溶液中会有晶体析出
纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注，下表为制取Cu2O的三种方法：
（1）工业上常用方法Ⅱ和方法Ⅲ制取Cu2O而很少用方法Ⅰ，其原因是反应条件不易控制，若控温不当易生成 而使Cu2O产率降低。
（2）已知：2Cu(s)＋1/2O2(g)=Cu2O(s) △H =-akJ·mol-1
C(s)＋1/2O2(g)=CO(g) △H =-bkJ·mol-1
Cu(s)＋1/2O2(g)=CuO(s) △H =-ckJ·mol-1
则方法Ⅰ发生的反应：2CuO(s)＋C(s)= Cu2O(s)＋CO(g)；△H = kJ·mol-1。
（3）方法Ⅱ采用离子交换膜控制电解液中OH-的浓度而制备纳米Cu2O，装置如图所示，该电池的阳极生成Cu2O反应式为 。
（4）方法Ⅲ为加热条件下用液态肼（N2H4）还原新制Cu(OH)2来制备纳米级Cu2O，同时放出N2，该制法的化学方程式为 。
（5）在相同的密闭容器中，用以上两种方法制得的Cu2O分别进行催化分解水的实验：
水蒸气的浓度（mol/L）随时间t(min)变化如下表所示。
下列叙述正确的是 （填字母代号）。
A．实验的温度T2小于T1
B．实验①前20 min的平均反应速率v(O2)=7×10-5 mol·L-1 min-1
C．实验②比实验①所用的催化剂催化效率高
正确答案
（1）铜（或Cu）
（2）-（a+b-2c）kJ/mol（或2c–a-b）
（3）2Cu－2e－＋2OH－=Cu2O＋H2O
（4）4Cu(OH)2 + N2H4
（5）C
（1）用炭粉在高温条件下还原CuO，若控温不当易生成铜而使Cu2O产率降低；
（2）根据盖斯定律，设三个方程式依次分别为A、B、C，则所求热化学程式为
A+B-2C，即2CuO（s）+C（s）=Cu2O（s）+CO（g）△H=-(a+b-2c)kJ/mol。
（3）阳极电极反应式是，2Cu－2e－＋2OH－=Cu2O＋H2O；
（4）N2H4与Cu(OH)2反应，产物除Cu2O、N2外还有水生成，其方程式为4Cu(OH)2+ N2H4
（5）实验②③相比，实验③水蒸气的起始物质的量浓度实验②的2倍，达平衡物质的量浓度却小于2倍，说明T1到T2平衡向正方向移动，而正反应为吸热，所以TI到T2是升高温度，T2大于T1，A错；根据反应速率的定义，实验①前20min的平均反应速率V（H2O）=7×10-5mol/L，所以v(O2)=3.5×10-5mol·L-1 min-1，B错；实验②和①相比，达到平衡状态相同，但所用时间短，反应速率快，所以实验②比实验①所用的催化剂效率高，正确。
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B是 极，材料是 ，A电极反应为 。
（2）乙池中若滴入少量石蕊试液，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6.4g，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
(6分)(1）阳极；粗铜；Cu2＋＋2 e－＝Cu ；（2）蓝；（3）2．24L；0.5mol/L
试题分析：（1）甲池中A电极和电源的负极相连，做阴极，B是阳极。甲池若为用电解原理精炼铜的装置，则B是连接粗铜，做阳极。A连接纯铜，溶液中的铜离子放电，电极反应式是Cu2＋＋2 e－＝Cu。
（2）乙池中碳棒和电源的正极相连，做阳极，溶液中的氯离子放电生成氯气。铁电极是阴极，溶液中的氢离子放电，生成氢气，所以铁电极周围水的电离平衡被破坏，溶液显碱性，所以电解一段时间后Fe极附近呈蓝色。
（3）若甲池为电解精炼铜，阴极增重6.4g，即析出的铜是6.4g，物质的量是0.1mol，转移0.2mol电子。则根据电子的得失守恒可知，乙池中生成氯气的物质的量是0.2mol÷2＝0.1mol，在标准状况下的体积是2.24L。根据反应式2NaCl＋2H2O
点评：该题是中等难度的试题，试题贴近高考，基础性强，侧重对学生能力的培养。该题的关键是明确电解池的工作原理，特别是电极名称、电极反应式的书写等，有利于培养学生的逻辑推理能力和发散思维能力。
用离子方程式表示下列化学变化：
（1）电解氯化钠溶液____________________________________________
（2）电解硝酸银溶液____________________________________________
正确答案
（1）2NaCl＋2H2O
（2）4AgNO3＋2H2O
（1）电解氯化钠溶液：2NaCl＋2H2O
（2）电解硝酸银溶液：4AgNO3＋2H2O
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