- 电解池电极反应式的书写
- 共1339题
常温下电解200 mL一定浓度的NaCl与CuSO4混合溶液，理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如右图Ⅰ、Ⅱ所示（气体体积已换算成标准状况下的体积），根据图中信息进行下列计算：
（1）原混合溶液NaCl和CuSO4的物质的量浓度。
（2）t2时所得溶液的pH。
（3）电解至t3时，消耗水的质量。
正确答案
（1）0.1mol/L 0.1mol/L
（2）1 （3）0.72g
电解NaCl与CuSO4混合溶液，阳极首先是氯离子放电生成氯气，然后是OH－放电生成氧气。阴极首先是铜离子放电析出铜，然后是氢离子放电生成氢气。电极反应式分别为4Cl－－4e－=2Cl2↑、4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，2Cu2＋＋4e－=2Cu、4H＋＋4e－=2H2↑。所以I是氢气，Ⅱ是氯气和氧气。由图像可知反应进行到t2时氯气的体积为224ml、氧气为112ml，其物质的量分别为0.01mol和0.005mol，转移电子0.01mol×2+0.005mol×4＝0.04mol，根据得失电子守恒可知析出的铜为0.02mol，所以原混合溶液NaCl和CuSO4的物质的量浓度分别为
Li－SOCl2电池可用于心脏起搏器．该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4—SOCl2.电池的总反应可表示为：4Li＋2SOCl2 ==="4LiCl" ＋S ＋SO2.请回答下列问题：
（1）电池的负极材料为__________，发生的电极反应为__________________；
（2）电池正极发生的电极反应为_____________________________________；
（3）SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成．如果把少量水滴到SOCl2中，反应的化学方程式为______________________________
（4）组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是
.
（5）用此蓄电池电解含有0. 1 mol CuSO4和0. 1 mol NaCl的混合溶液100 mL，假如电路中转移了0.02 mol e－，且电解池的电极均为惰性电极，阳极产生的气体在标准状况下的体积是 L，将电解后的溶液加水稀释至1 L，此时溶液的pH＝ 。
正确答案
（1）Li；4Li – 4 e－ =" 4" Li＋；
（2）2SOCl2＋4 e－ = 4Cl－＋S＋SO2↑；
（3）SOCl2＋H2O = SO2↑＋2HCl；
（4）SOCl2遇水易发生水解反应，其中S元素具有还原性，可被氧气氧化；
（5）0.224 ； 7
试题分析：结合电池总反应：4Li＋2SOCl2 ="==4LiCl" ＋S ＋SO2 ，可知Li作负极，发生的电极反应为4Li – 4 e－ =" 4" Li＋；正极是碳，发生的电极反应是：2SOCl2＋4 e－ = 4Cl－＋S＋SO2↑。把少量水滴到SOCl2中，反应的化学方程式为SOCl2＋H2O = SO2↑＋2HCl。
由于SOCl2遇水易发生水解反应，且其中S元素具有还原性，可被氧气氧化，所以组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行。
（5）用此蓄电池电解含有0. 1 mol CuSO4和0. 1 mol NaCl的混合溶液100 mL，假如电路中转移了0.02 mol e－，且电解池的电极均为惰性电极，阳极发生的反应是：2Cl— -2e-=Cl2↑,负极发生的阴极反应是：Cu2++2e-=Cu,阳极产生的气体在标准状况下的体积是
点评：主要考查电解池原理知识及其计算题，此题为历年高考的常考题型，具有一定的难度，重在考查学生对电化学原理的掌握情况，以及培养学生分析问题，解决问题的能力。
下图中X是直流电源。Y槽中c、d为石墨棒，Z槽中e、f是质量相同的铜棒。接通电路后，发现d附近显红色。
(1)①电源上b为________极(用“正”“负”“阴”或“阳”填空)。 ②Z槽中e为______极(同上)。
③连接Y、Z槽线路中，电子流动的方向是d________e(用“→”或“←”填空)。
(2)①写出c极上反应的电极反应式 ____________________________。 ②写出Y槽中总反应化学方程式 ________________________。 ③写出Z槽中e极上反应的电极反应式____________________________。
(3)①电解2 min后，取出e、f，洗净、烘干、称量，质量差为1.28 g，在通电过程中，电路中通过的电子为______mol。 ②若Y槽中溶液体积为500 mL(电解后可视为不变)，槽中电解反应的速率v(OH-)＝__________。
正确答案
(1)①负；②阳；③←
(2)①2Cl--2e-→Cl2↑；②2NaCl+2H2ONaOH+H2↑+Cl2↑；③Cu-2e-→Cu2+
(3)①0.02；②0.02 mol·(L·min)-1
一个课外兴趣小组对某只含Cu、Fe的合金成分含量进行分析（装置见图）。
方法：按图示取a g的Cu、Fe合金和纯铜做为电极，电解液里是含足量的Cu2+离子。接通电源进行实验，一直通电到Cu、Fe合金刚好全部溶解时为止。实验结果是：发现在通电实验过程中两电极均无气体产生，纯铜电极上质量增加19.2g，电解液的质量减少0.8g。请回答：
（1）写出电极反应：阳极 ；
阴极 。
（1）该合金中Cu和Fe的物质的量之比是_________________________。
（3）若另取该合金a g把该Cu、Fe合金与足量的稀硝酸反应后，在溶液中再加入NaOH，能得到的最大沉淀量是________ _g。
正确答案
(10分) （1）Fe－2e-＝Fe2+、Cu－2e-＝Cu2+；Cu2++2e-＝Cu（2）2：1。 （3）30.3。
试题分析：（1）根据装置图可知，Cu、Fe合金和电源的正极相连，做阳极，失去电子，电极反应式是Fe－2e-＝Fe2+、Cu－2e-＝Cu2+；纯铜和电源的负极相连，做阴极，溶液中的铜离子得到电子，电极反应式是Cu2++2e-＝Cu。
（2）设合金中Cu和Fe的物质的量分别是x和y，则19.2－64x－56y＝0.8、2x＋2y＝
（3）根据（2）可知，最终生成的测定是0.2mol氢氧化铜和0.1mol氢氧化铁，则质量是0.2mol×98g/mol＋0.1mol×107g/mol＝30.3g。
点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。试题基础性强，旨在培养学生灵活运用电解原理解决实际问题的能力。该题的关键是明确电解的工作原理，然后结合题意灵活运用即可。该题的难点是计算。
某课外活动小组同学用下图装置进行实验，一段时间后在C电极表面有铜析出，试回答下列问题。
（1）A为电源的 极；
（2）E的电极反应式为： ；
（3）在常温下，现用丙装置给铁镀铜，当丙中铁表面析出铜的3.2g时，乙中溶液的PH值为 （假设溶液体积为1L）；
（4）在电解一段时间后在甲中加入适量 可以使溶液恢复到原来的浓度。
（5）利用反应2Cu＋O2＋2H2SO4=2CuSO4＋2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为______________。
正确答案
（8分）（1）负极（1分） （2）2H＋＋2e－＝H2↑（2分） （3）13 （2分）
（4）CuO或CuCO3[若考虑到水开始电解Cu（OH）2也可以]（1分）（5）4H＋＋O2＋4e－＝2H2O（2分）
试题分析：（1）一段时间后在C电极表面有铜析出，这说明C电极是阴极，溶液中的铜离子放电而析出铜。所以A电极是电源的负极。
（2）E电极和电源的负极相连，做阴极，则溶液中的氢离子放电，电极反应式为2H＋＋2e－＝H2↑。
（3）3.2g铜的物质的量＝3.2g÷64g/mol＝0.05mol，转移0.05mol×2＝0.1mol电子。根据得失电子守恒可知，乙池中也转移0.1mol电子。所以根据方程式2NaCl＋2H2O
（4）惰性电极电解；硫酸铜溶液的生成物是氧气、稀硫酸和铜，即减少的是氧原子和铜原子，所以要使溶液恢复到原来的浓度应该向甲中加入适量CuO或CuCO3。
（5）原电池中负极失去电子，正极得到电子。根据反应式2Cu＋O2＋2H2SO4=2CuSO4＋2H2O可知，氧气得到电子，因此氧气在正极得到电子。由于溶液显酸性，则正极电极反应式为4H＋＋O2＋4e－＝2H2O。
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