1. 关于如图所示装置的叙述正确的是( )。
A. 甲乙装置中的锌片都作负极
B. 甲乙装置中的溶液内的 H+在铜片上被还原
C. 甲乙装置中锌片上发生的反应都是还原反应
D. 甲装置中铜片上有气泡生成,乙装置中的铜片质量减小
【答案】D
【解析】乙为电解池装置,Zn为阴极,A错误;乙为电解池装置,Cu为阳极,Cu被氧化,H+在锌片上被还原,B错误;甲为原电池,Zn为负极,发生氧化反应,C错误;甲装置中Cu为正极,氢离子在铜片上得到电子被还原生成氢气,乙装置中Cu为阳极,发生氧化反应,铜片质量减小,D正确。
2. 关于如图所示的、两个装置的叙述,正确的是 ( )。
A. 装置名称:原电池,是电解池
B. 电极反应式:中阳极:,中正极:
C. 硫酸浓度变化:减小,增大
D. 离子移动方向:中向阴极方向移动,中向负极方向移动
【答案】B
【解析】由图可知,图①有外接电源,为电解池,电极为惰性电极,电解硫酸;图②为原电池,锌较活泼,锌为负极,铜为正极,以此解题。①中有电源,是用惰性电极电解硫酸溶液的装置,为电解池,②为Zn、Cu原电池,A错误;①为电解池,阳极上水放电生成氧气,电极反应式为,②为Zn、Cu原电池,Zn为负极,正极上氢离子放电生成氢气,电极反应式为,B正确;①电解硫酸相当于电解水,硫酸浓度增大,②正极上氢离子放电生成氢气,硫酸浓度减小,C错误;电解池中阳离子向阴极移动,在原电池中,阳离子向正极移动,电解池中氢离子移向阴极,原电池中氢离子移向正极,D错误。
3. 用惰性电极电解饱和食盐水的反应原理为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,下列说法错误的是( )。
A. 阳极反应式为2Cl--2e- = Cl2↑
B. H2O为还原剂,得到电子
C. 电解一段时间后,溶液的pH变大
D. NaOH既不是氧化产物也不是还原产物
【答案】B
【解析】根据惰性电极电解饱和食盐水的总反应可知,阳极氯离子发生失电子的氧化反应,其电极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑,A正确;阴极水得电子转化为氢气,水为氧化剂,B错误;根据总反应可知,电解一段时间后,生成的氢氧化钠使溶液的pH增大,C正确;上述反应中,氢气为还原产物,氯气为氧化产物,氢氧化钠既不是氧化产物也不是还原产物,D正确。
4. 如图所示的装置进行电解。通电一段时间,发现湿润的淀粉试纸的C端变为蓝色。下列说法正确的是( )。
A. E为电源的正极
B. A中Fe发生溶解
C. 反应装置每转移2 mol电子,石墨电极上生成22.4 L气体
D. B中Cu极反应为
【答案】D
【解析】发现湿润的淀粉-KI试纸的C端变为蓝色,说明C端是碘离子失去电子变为碘单质,C端为阳极,则F为电源的正极,E为电源的负极,A错误;
E为负极,则A中Fe为阴极,是溶液中银离子得到电子变为银单质,B错误;E为负极,石墨为阴极,是溶液中水电离出的氢离子得到电子变为氢气,因此反应装置每转移2 mol电子,石墨电极上生成1 mol氢气,标况下体积为22.4 L气体,C错误;B中F为正极,Cu为正极,因此Cu极反应为,D正确。
5. 下列有关电化学装置的叙述中错误的是( )。
A. ①装置盐桥中的移向锌电极
B. ②装置正极反应式为
C. ③装置在充电的时候,Pb电极应与电源的负极相连
D. ④装置连接电源的作用是能阻止钢闸门发生吸氧腐蚀
【答案】B
【解析】锌为负极,铜为正极,根据原电池“同性相吸”,则①装置盐桥中的Cl—移向锌电极,A正确;②装置环境为KOH溶液,则正极反应式为,B错误;放电时,Pb为负极,因此③装置在充电的时候,Pb电极应与电源的负极相连,C正确;④装置连接电源的作用是能阻止钢闸门发生吸氧腐蚀,该装置是外加电流法,D正确。
6. SO2是主要大气污染物之一,工业上可用如下装置吸收转化SO2(A、B为惰性电极)。下列说法正确的是( )。
A. 电子流动方向为B→b→a→A→B
B. a、A极上均发生的是氧化反应
C. 离子交换膜为阳离子交换膜
D. B极上发生的电极反应式为SO2 + 2e- + 2H2O === SO42- + 4H+
【答案】C
【解析】A电极发生的反应亚硫酸根离子变化为S2O42-,硫元素化合价降低得到电子,发生还原反应,为电解池的阴极;B电极处二氧化硫被氧化为硫酸,硫元素的化合价升高失去电子,发生氧化反应,为电解池的阳极,阳极区发生反应SO2-2e-+2H2O═==SO42-+4H+,则a为电源负极,b电极为电源正极,据此分析判断。电子流动方向为a→A、B→b,电子不能通过电解质溶液,A错误;a为电源负极,发生氧化反应,A极为电解池阴极,发生还原反应,B错误;阳极的电极反应式为SO2+2H2O-2e- ═==SO42-+4H+,阴极的电极反应式为2HSO3-+2H++2e- ═==S2O42-+2H2O,离子交换膜应使H+移动,应为阳离子交换膜,C正确;B极为电解池的阳极,二氧化硫失去电子发生氧化反应,电极反应式为SO2-2e-+2H2O===SO42-+4H+,D错误。
7. 利用如图所示装置模拟电解在工业生产的应用,下列说法正确的是( )。
A. 若要在铁片上镀铜,Z为FeSO4溶液
B. 若要在铁片上镀铜,X、Y分别为纯铜和铁片
C. 若Z是饱和NaCl溶液,电解一段时间后,Y电极析出少量的Na
D. 若Z是饱和NaCl溶液,X电极首先发生的电极反应式是
【答案】B
【解析】若要在铁片上镀铜,应该使Fe片与电源负极连接作阴极;铜片与电源正极连接作作阳极,Z为CuSO4溶液,A错误;若要在铁片上镀铜,则阳极X为Cu,阴极Y为铁片,B正确;若Z是饱和NaCl溶液,由于离子的放电能力:H+>Na+,所以电解时阴极Y上会产生H2,故电解一段时间后,Y电极不会析出金属Na,C错误;若Z是饱和NaCl溶液,由于离子放电顺序:Cl->OH-,阳极X电极首先是Cl-放电产生Cl2,故阳极X发生的电极反应式是2Cl--2e-===Cl2↑,D错误。
8. 电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池,装有电解液a;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。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
① 电解池中X极上的电极反应式为___________。
② Y电极上的电极反应式为_________。
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电极的材料是_____________。
② Y电极的材料是_____________。
(3)如要用电镀方法铁上镀铜,电解液a选用CuSO4溶液,则
① X电极的材料是_______,电极反应式是__________。
② Y电极的材料是_______,电极反应式是__________。
【答案】(1) ① 2H++2e ===H2↑或2H2O+2e- === H2↑ + 2OH- ②2Cl 2e ===Cl2↑ ③
①纯铜 ②粗铜
(3)①铁 Cu2++2e ═==Cu ②铜 Cu 2e ═==Cu2+
【解析】(1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,X连接电源负极,为阴极,Y连接电源正极,为阳极。①阴极发生还原反应,溶液中的氢离子发生得电子的还原反应,电极反应式为2H++2e ===H2↑ ,又因为H+是水电离产生的,故电极反应式也可写为2H2O+2e- = H2↑ + 2OH-。②阳极发生氧化反应,氯离子在阳极失去电子生成氯气,电极反应式为2Cl 2e ═Cl2↑。③该反应的总反应方程式是。(2)电解方法精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,粗铜做阳极,纯铜做阴极。①X为阴极,则X电极材料为纯铜。 ②Y为阳极,则Y电极材料为粗铜。(3)如要用电解方法在铁上镀铜,电解液a选用CuSO4溶液,铁为阴极、铜为阳极,阳极发生氧化反应,Cu失去电子生成Cu2+;阴极上发生还原反应,Cu2+得电子生成Cu。①X为阴极,则X电极材料为铁,电极反应式为Cu2++2e ═==Cu。②Y为阳极,则Y电极材料是铜,电极反应式为Cu 2e ═Cu2+。
9. 电解原理在化学工业中有广泛应用。图表示一个电解也,其中a为电解质溶液,、是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题:
(1)X的电极名称是_________填“阳极”或“阴极”。
(2)若、都是惰性电极。是饱和食盐水,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞溶液,一段时间后,极上的电极反应式为__________________。
(3)若、都是惰性电极,是溶液,电解一段时间后,阳极上产生气体的体积为0.224L标准状况下,则阳极上的电极反应式为__________________,阴极上析出金属的质量为______________。
(4)若要用该装置电解精炼粗铜,电解液选用溶液,则电极的材料是___________________。
(5)若要用电镀方法在铁表面镀一层金属银,应该选择的的方案是________填字母。
方案 溶液
银 石墨
银 铁
铁 银
铁 银
【答案】(1)阴极 (2) (3)4OH--4e-===2H2O+O2↑ 1.28
(4)粗铜 (5)D
【解析】该装置为电解池,X为阴极,发生还原反应,Y为阳极,发生氧化反应,以此解题。(1)电解池中与电源负极相连的为阴极,与电源正极相连的为阳极,X与电源负极连接作电解池的阴极。(2)若X、Y都是惰性电极,a是饱和食盐水,阳极上是氯离子失电子生成氯气,电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,阴极上是溶液中氢离子得到电子生成氢气,溶液中水的电离平衡正向进行氢氧根离子浓度增大,溶液显碱性遇到酚酞变红。(3)若X、Y都是惰性电极,a是CuSO4溶液,阳极是氢氧根离子失电子生成氧气,阳极电极反应为4OH--4e-===2H2O+O2↑,阴极铜离子得到电子生成铜,阴极电极反应为Cu2++2e-===Cu,依据电子守恒得到2Cu~O2~4e-,因阳极上产生气体氧气在标准状况的体积为0.224 L,则其物质的量0.01 mol,则依据关系式可知,阴极上析出金属铜的物质的量为0.02 mol,其质量=0.02 mol×64 g/mol=1.28 g。(4)电解精炼粗铜时粗铜作阳极,精铜作阴极,电解液a选用CuSO4溶液,X为阴极材料是纯铜(或精铜),Y电极是阳极,材料是粗铜。(5)电镀原理是镀层金属作阳极,即银作阳极,待镀金属作阴极,即铁作阴极,电解质溶液中含镀层离子,即电解质溶液为硝酸银溶液,D正确。
真题链接
(2024·北京节选)是一种重要的工业原料。可采用不同的氮源制备。
方法:研究表明可以用电解法以为氨源直接制备,其原理示意图如下。
①电极a表面生成的电极反应式:_____________________。
②研究发现:转化可能的途径为。电极a表面还发生iii.。iii的存在,有利于途径ii,原因是____________________________。
【答案】① ②反应iii生成,将氧化成,更易转化成
【解析】①由电极a上的物质转化可知,氮元素化合价升高,发生氧化反应,电极a为阳极,电极反应式为;②反应iii生成,将氧化成,更易转化成。化学反应与电能
第二节 电解池
课时1 电解原理
1. 关于如图所示装置的叙述正确的是( )。
A. 甲乙装置中的锌片都作负极
B. 甲乙装置中的溶液内的 H+在铜片上被还原
C. 甲乙装置中锌片上发生的反应都是还原反应
D. 甲装置中铜片上有气泡生成,乙装置中的铜片质量减小
2. 关于如图所示的、两个装置的叙述,正确的是 ( )。
A. 装置名称:原电池,是电解池
B. 电极反应式:中阳极:,中正极:
C. 硫酸浓度变化:减小,增大
D. 离子移动方向:中向阴极方向移动,中向负极方向移动
3. 用惰性电极电解饱和食盐水的反应原理为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,下列说法错误的是( )。
A. 阳极反应式为2Cl--2e- = Cl2↑
B. H2O为还原剂,得到电子
C.电解一段时间后,溶液的pH变大
D. NaOH既不是氧化产物也不是还原产物
4. 如图所示的装置进行电解。通电一段时间,发现湿润的淀粉试纸的C端变为蓝色。下列说法正确的是( )。
A E为电源的正极
B. A中Fe发生溶解
C. 反应装置每转移2 mol电子,石墨电极上生成22.4 L气体
D. B中Cu极反应为
5. 下列有关电化学装置的叙述中错误的是( )。
A. ①装置盐桥中的移向锌电极
B. ②装置正极反应式为
C. ③装置在充电的时候,Pb电极应与电源的负极相连
D. ④装置连接电源的作用是能阻止钢闸门发生吸氧腐蚀
6. SO2是主要大气污染物之一,工业上可用如下装置吸收转化SO2(A、B为惰性电极)。下列说法正确的是( )。
A. 电子流动方向为B→b→a→A→B
B. a、A极上均发生的是氧化反应
C. 离子交换膜为阳离子交换膜
D. B极上发生的电极反应式为SO2 + 2e- + 2H2O === SO42- + 4H+
7. 利用如图所示装置模拟电解在工业生产的应用,下列说法正确的是( )。
A. 若要在铁片上镀铜,Z为FeSO4溶液
B. 若要在铁片上镀铜,X、Y分别为纯铜和铁片
C. 若Z是饱和NaCl溶液,电解一段时间后,Y电极析出少量的Na
D. 若Z是饱和NaCl溶液,X电极首先发生的电极反应式是
8. 电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池,装有电解液a;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。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
① 电解池中X极上的电极反应式为___________。
② Y电极上的电极反应式为_________。
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电极的材料是_____________。
② Y电极的材料是_____________。
(3)如要用电镀方法铁上镀铜,电解液a选用CuSO4溶液,则
① X电极的材料是_______,电极反应式是__________。
② Y电极的材料是_______,电极反应式是__________。
9. 电解原理在化学工业中有广泛应用。图表示一个电解也,其中a为电解质溶液,、是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题:
(1)X的电极名称是_________填“阳极”或“阴极”。
(2)若、都是惰性电极。是饱和食盐水,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞溶液,一段时间后,极上的电极反应式为__________________。
(3)若、都是惰性电极,是溶液,电解一段时间后,阳极上产生气体的体积为0.224 L标准状况下,则阳极上的电极反应式为__________________,阴极上析出金属的质量为______________。
(4)若要用该装置电解精炼粗铜,电解液选用溶液,则电极的材料是___________________。
(5)若要用电镀方法在铁表面镀一层金属银,应该选择的的方案是________填字母。
方案 溶液
银 石墨
银 铁
铁 银
铁 银
真题链接
(2024·北京节选)是一种重要的工业原料。可采用不同的氮源制备。
方法:研究表明可以用电解法以为氨源直接制备,其原理示意图如下。
①电极a表面生成的电极反应式:_____________________。
②研究发现:转化可能的途径为。电极a表面还发生iii.。iii的存在,有利于途径ii,原因是____________________________。