课件31张PPT。课件44张PPT。课时训练21 电解原理
1.下列关于电解池的叙述中正确的是( )
A.电解池中的闭合回路仅是由电子的定向移动形成的
B.金属导线中,电子从电源的负极流向电解池的阳极,从电解池的阴极流向电源的正极
C.在电解质溶液中,阴离子向阴极运动,阳离子向阳极运动
D.相同时间内,阳离子在阴极上得到的电子与阴离子在阳极上失去的电子数相等
解析:在电解池中,外电路上是靠电子的定向移动形成电流,而电解质溶液中是靠阴、阳离子的定向移动而形成电流,因此A项错误。在电解池中,电子由电源的负极流向电解池的阴极,由电解池的阳极流向电源的正极;在电解质溶液中,阴离子向着阳极移动,阳离子向着阴极移动,因此B、C两项都错误,只有D项正确。
答案:D
2.能用电解原理说明的问题是( )
①电解是把电能转变成化学能
②电解是化学能转变成电能
③电解质溶液导电是化学变化,金属导电是物理变化
④不能自发进行的氧化还原反应,通过电解的原理可以实现
⑤任何溶液被电解时,必然导致氧化还原反应的发生
A.①②③④ B.②③⑤
C.③④ D.①③④⑤
解析:从能量角度看,电解是把电能转变成化学能的过程,故①对,②错;电解质溶液的导电过程,必将伴随着两个电极上氧化还原反应的发生,同时生成新的物质,故③⑤对;某些不能自发进行的氧化还原反应,通过电解的原理供给电能也可以实现,故④对。所以D项符合题意。
答案:D
3.右图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液,下列实验现象中正确的是( )
A.逸出气体的体积,a电极的小于b电极的
B.一电极逸出无味气体,另一电极逸出刺激性气味气体
C.a电极附近呈红色,b电极附近呈蓝色
D.a电极附近呈蓝色,b电极附近呈红色
解析:a为阴极:4H++4e-2H2↑,b为阳极:4OH--4e-O2↑+2H2O。对照分析A、B不正确;a极周围由于H+放电呈碱性,石蕊溶液显蓝色,b极周围由于OH-放电呈酸性,石蕊溶液显红色,故C错,D正确。
答案:D
4.若某电能与化学能的转化装置(电解池或原电池)中发生的总反应的离子方程式是Cu+2H+Cu2++H2↑,则下列关于该装置的有关说法中正确的是( )
A.该装置可能是原电池,也可能是电解池
B.该装置只能是原电池,且电解质溶液为硝酸
C.该装置只能是电解池,且金属铜为该电解池的阳极
D.该装置只能是原电池,电解质溶液不可能是盐酸
解析:原电池是将化学能转化为电能的装置,电解池是将电能转化为化学能的装置。由题给总方程式知,Cu失电子,H+得电子。如果是原电池,Cu是负极,它的金属活动性排在氢之后,不可能发生反应,所以只能是电解池。
答案:C
5.某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿,然后平铺在一块铂片上,接通电源后,用铅笔在滤纸上写字,会出现红色字迹。据此,下列叙述中正确的是( )
A.铅笔端作阳极,发生还原反应
B.铂片端作阴极,发生氧化反应
C.铅笔端有少量的氯气产生
D.a点是负极,b点是正极
解析:铅笔在滤纸上写字,出现红色字迹,说明铅笔端产生OH-,则铅笔端为阴极,H+放电发生还原反应生成H2,故A项错;铂片作阳极发生氧化反应,故B项错;铅笔端产生H2而不是Cl2,故C项错。
答案:D[来源:学科网ZXXK]
6.如图所示是电解CuCl2溶液的装置,其中c、d为石墨电极,则下列有关判断中正确的是( )
A.a为负极,b为正极
B.a为阳极,b为阴极
C.电解过程中,d电极质量增加
D.电解过程中,氯离子浓度不变
解析:电流从电源的正极流出,故a为电源的正极,b为负极,与电源正极相连的c为阳极,与电源负极相连的d为阴极,A、B两项均不正确;在电解过程中,因Cu2+是阳离子,移向阴极d,在阴极放电析出Cu,所以d电极质量增加;Cl-是阴离子,移向阳极c,在阳极放电析出Cl2,会导致溶液中氯离子浓度降低,故C项对,D项错。
答案:C
7.用惰性电极进行电解,下列说法正确的是( )
A.电解稀硫酸,实质上是电解水,故溶液pH不变
B.电解稀氢氧化钠溶液,要消耗OH-,故溶液pH减小
C.电解硫酸钠溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2
D.电解氯化铜溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1
解析:电解稀硫酸实质上是电解水,c(H+)增大,溶液pH减小,A项错误;电解稀氢氧化钠溶液,实质上也是电解水,c(OH-)增大,溶液pH增大,B项错误;电解硫酸钠溶液,在阴极上生成H2,阳极上生成O2,其物质的量之比为2∶1,C项错误。D项正确。
答案:D
8.下图中X、Y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增加,b极板处有无色无味气体放出,符合这一情况的是( )
a电极
b电极
X电极[来源:学科网]
溶液
A
锌
石墨
负极
CuSO4
B
石墨
石墨
负极
NaOH
C[来源:学。科。网]
银
铁
正极
AgNO3
D
铜
石墨
负极
CuCl2
解析:由a极板质量增加,知溶液中阳离子在a极板析出,则a为阴极,X为负极;因B中a极板不析出金属,C中X为正极可否定,又由b极板有无色无味气体放出,否定D。[来源:Zxxk.Com]
答案:A
9.根据如图所示装置回答:[来源:Z.xx.k.Com]
(1)当X为Pt,Y为Fe,Z为AgNO3时,阳极反应为 ,阴极反应为 ,电解反应为 。?
(2)X为Cu,Y为Fe,Z为CuSO4时,阳极反应为 ,阴极反应为 。?
答案:(1)4OH--4e-2H2O+O2↑ 4Ag++4e-4Ag 2H2O+4AgNO34Ag+O2↑+4HNO3
(2)Cu-2e-Cu2+ Cu2++2e-Cu
10.如图为持续电解含有一定量CaCl2水溶液(含酚酞)的装置(以铂为电极),A为电流表。电解一段时间t1后,将CO2连续通入电解液中。
(1)电解时,F极发生 反应,电极反应为 ,E极发生 反应,电极反应为 ,电解总反应为 。?
(2)电解池中产生的现象:
① 。?
② 。?
③ 。?
解析:溶液中含有:Ca2+、H+、Cl-、OH-,通电时,Ca2+、H+移向阴极,H+放电能力比Ca2+强,在E极上发生反应:2H++2e-H2↑,H2O电离出的H+放电,OH-富集在阴极(E极),则使阴极区溶液变红;Cl-、OH-移向阳极,Cl-在阳极放电,2Cl-Cl2↑+2e- ,总反应方程式:2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-;电解一段时间t1后,溶液中OH-浓度增大,相当于Ca(OH)2、CaCl2的混合溶液,通入CO2:Ca2++2OH-+CO2CaCO3↓+H2O,继续通入CO2:CaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2。
答案:(1)氧化 2Cl--2e-Cl2↑ 还原 2H++2e-H2↑ 2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑
(2)①通电后E极处溶液呈红色 ②通电时,E极、F极均有气体生成 ③通入CO2时,溶液中先出现白色沉淀,继续通入CO2沉淀又消失
11.由于Fe(OH)2极易被氧化,所以实验室很难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀,应用如图所示电解实验可以制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀,两电极的材料分别为石墨和铁。
(1)b电极材料应为 ,电极反应为 。?
(2)电解液c可以是(填编号) 。?
A.纯水 B.NaCl溶液
C.NaOH溶液 D.CuCl2溶液
(3)d为一苯层,其作用为 ,在加入苯之前对c应作何简单处理? 。?
(4)为了在较短时间内看到白色沉淀,可采取的措施是 。?
A.改用稀硫酸作电解液
B.适当增大电源的电压
C.适当减小两电极间距离
D.适当降低电解液的温度
(5)若c中用Na2SO4溶液,当电解一段时间看到白色Fe(OH)2沉淀后,再反接电源电解,除了电极上看到气泡外,混合物中另一明显现象是 。?
答案:(1)Fe Fe-2e-Fe2+
(2)BC
(3)隔绝空气,防止生成的Fe(OH)2被氧化 加热煮沸c以除去溶解的O2
(4)BC
(5)Fe(OH)2变为灰绿色,最终变为红褐色
课时训练22 电解原理的应用
1.关于电解NaCl水溶液,下列叙述正确的是( )
A.电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠
B.若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液,溶液呈棕色
C.若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液,溶液呈无色
D.电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,充分搅拌后溶液呈中性
解析:电解食盐水时发生的反应:
阳极:2Cl--2e-Cl2↑
阴极:2H2O+2e-H2↑+2OH-
总反应:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
对照分析选项,A错误;阳极附近的溶液中会溶有少量的Cl2,滴加KI溶液后发生反应:Cl2+2I-I2+2Cl-,溶液呈棕色,B正确;阴极附近产生大量的OH-,滴加酚酞后变红色,C错误;电解后生成NaOH,溶液呈碱性,D错误。[来源:Zxxk.Com]
答案:B
2.关于镀铜和电解精炼铜,下列说法中正确的是( )
A.都用粗铜作阳极、纯铜作阴极
B.电解液的成分都保持不变[来源:学科网]
C.阳极反应都只有Cu-2e-Cu2+
D.阴极反应都只有Cu2++2e-Cu
解析:A项电镀时镀件作阴极;B项电解精炼铜时电解液成分改变;C项电解精炼铜时,杂质若有比铜活泼的金属(如锌),则还会发生Zn-2e-Zn2+的反应。[来源:Z.xx.k.Com]
答案:D
3.在铁制品上镀一定厚度的锌层,以下方案设计正确的是( )
A.锌作阳极,镀件作阴极,溶液中含有锌离子
B.铂作阴极,镀件作阳极,溶液中含有锌离子
C.铁作阳极,镀件作阴极,溶液中含有亚铁离子
D.锌作阴极,镀件作阳极,溶液中含有锌离子
答案:A
4.某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器,用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液,通电时,为使Cl2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液,设计了如图所示的装置,以下对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是( )
A.a为正极,b为负极;NaClO和NaCl
B.a为负极,b为正极;NaClO和NaCl
C.a为阳极,b为阴极;HClO和NaCl
D.a为阴极,b为阳极;HClO和NaCl
解析:电解饱和食盐水的方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,NaOH在阴极区生成,Cl2在阳极区生成,按照该学生制作的竖直的家用环保型消毒装置,若将阳极置于上方,则氯气一生成即逸出,不能与NaOH反应。显然,应将阳极置于下方,阴极置于上方,下方阳极生成的氯气通过溶液时即可很好地被阴极生成的NaOH吸收。反应为Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O。还应注意的是图中电极a、b是电源的电极而非电解池的电极。与电解装置上方阴极相连的a为电源的负极,则b为正极。
答案:B
5.用石墨作电极,电解下列物质的溶液,其实质不是电解水的是( )
A.NaNO3 B.NaOH
C.Na2SO4 D.NaCl
解析:四个选项中阳离子相同,放电顺序为H+(水)>Na+,阴离子的放电顺序为Cl->OH->含氧酸根,因此在阳极A、B、C三项均为OH-放电;而D项在阳极上为Cl-放电,故D项不是电解水。
答案:D
6.用惰性电极电解下列溶液,其中随着电解的进行,溶液pH逐渐减小的是( )[来源:学科网]
①氯化钠溶液
②硫酸铜溶液
③氢氧化钠溶液
④稀硫酸
⑤稀盐酸
⑥硫酸钠溶液
A.①③⑤ B.②④⑤
C.②④ D.②④⑥
答案:C
7.Cu2O是一种半导体材料,基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如图所示,电解总反应为:2Cu+H2OCu2O+H2↑。下列说法正确的是( )
A.石墨电极上产生氢气
B.铜电极发生还原反应
C.铜电极接直流电源的负极
D.当有0.1 mol电子转移时,有0.1 mol Cu2O生成
解析:从反应中得知Cu在通电时失电子,在阳极放电,发生氧化反应,另一电极(石墨)作阴极,发生还原反应,2H2O+2e-H2↑+2OH-,相应的CuCu2O,转移0.1 mol电子生成0.05 mol Cu2O,故B、C、D项错。
答案:A
8.铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。请回答:
(1)工业冶炼铝的化学方程式是 。?
(2)铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是 。?[来源:学科网]
(3)工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸杂质,可用离子交换膜法电解提纯。
电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过),其工作原理如图所示。
①该电解槽的阳极反应式是 。?
②通电开始后,阴极附近溶液pH会增大,请简述原因 。?
③除去杂质后的氢氧化钾溶液从溶液出口 (填写“A”或“B”)导出。?
解析:离子交换膜法电解提纯KOH时,阳极反应为:4OH--4e-2H2O+O2↑,阴极反应为:4H2O+4e-4OH-+2H2↑。电解过程中阳极附近的K+通过阳离子交换膜向阴极移动,含氧酸根离子不能通过离子交换膜。一段时间后,阴极附近K+、OH-浓度变大,从B处(阴极区)得到溶液,蒸发结晶后可得较纯净的KOH。
答案:(1)2Al2O34Al+3O2↑
(2)2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑
(3)①4OH--4e-2H2O+O2↑ ②H+放电,促进水的电离,OH-浓度增大 ③B
9.向8 g某二价金属的氧化物固体中加入稀硫酸,使其恰好完全溶解,已知消耗硫酸的体积为100 mL,在所得溶液中插入铂电极进行电解,通电一定时间后,在一个电极上收集到224 mL(标准状况)氧气,在另一个电极上析出该金属1.28 g。
(1)根据计算确定金属氧化物的名称。
(2)求通电后硫酸溶液的物质的量浓度(溶液体积按100 mL计算)。
解析:设金属氧化物为RO,R的相对原子质量为M,其硫酸盐为RSO4
2RSO4+2H2O2R + O2↑ + 2H2SO4
2M 1 mol 2 mol
1.28 g 0.01 mol x
所以M=64,该金属为铜,氧化物为氧化铜。
电解产生H2SO4的物质的量x=0.02 mol,所以c(H2SO4)==0.2 mol·L-1。
答案:(1)氧化铜
(2)0.2 mol·L-1
