电解池综合训练
一、单选题
1、电解法是制备物质的重要途径,下列物质不能通过电解盐溶液制备的是( )
A. B. C. D.
2、用电解法提取氯化铜废液中的铜,方案正确的是( )
A.用铜片连接电源的正极,另一电极用铂片
B.用碳棒连接电源的正极,另一电极用铜片
C.用氢氧化钠溶液吸收阴极产物
D.用带火星的木条检验阳极产物
3、下列对于电化学说法正确的是( )
A.为保护浸入海水中的钢闸门,可在闸门表面镶上铜锭
B.电解精炼铜时,阳极泥中常含有金属金、银、锌等
C.可充电电池放电时,化学能转变为电能
D.铅蓄电池放电时的负极和充电时的阴极均发生氧化反应
4、下列有关镀锌钢管(锌盐溶液作电解质溶液)的说法正确的是( )
A.电镀时,钢管作阳极,锌棒作阴极
B.钢管镀锌过程中,阴阳两极的质量变化一定不相等
C.镀锌的目的是在钢管表面形成Fe-Zn合金,增强钢管的耐腐蚀能力
D.钢管镀锌过程中,阴极的电极反应式为
5、甲醇不仅作为赛车的燃料添加剂,也广泛应用于甲醇燃料电池。某燃料电池装置如图所示,下列说法错误的是( )
A.乙池负极反应为
B.乙池中电池工作时,不断移向负极
C.理论上甲醇被消耗时,C极上放出气体体积(标准状况下)为
D.甲池中电极发生的反应为
6、如图所示的装置,C、D、E、F是惰性电极。甲中是硫酸铜溶液、乙中是饱和氯化钠溶液,将电源接通后,在F极附近能产生使湿润淀粉-KI试纸变蓝的气体。则以下说法正确的是( )
A.A极是电源正极
B.丙装置给锌镀银,G应该是Ag,电镀液是溶液
C.甲、乙装置的D、E电极均有单质生成,其物质的量之比为1:2
D.装置丁的X极是铁,电解液是硫酸钠溶液,丁中可得到白色的沉淀
7、某学生设计了一种家用消毒液发生器,装置如图如示。下列说法错误的是( )
A.该消毒液的有效成分是NaClO
B.通电时发生氧化反应
C.通电时电子从阳极经食盐溶液流向阴极
D.该装置的优点是随制随用
8、下图两个装置,有关叙述正确的是( )
A.装置①是原电池,装置②是电解池
B.装置①中铜是负极,装置②中铜是阳极
C.溶液的pH变化:①变小,②变大
D.装置中产生的气体:①氢气,②氧气
9、一种可充电电池放电时的电极反应为,。当为该电池充电时,与外电源正极连接的电极上发生的反应是( )。
A.的还原 B.NiO(OH)的还原
C.的氧化 D.的氧化
10、水系钠离子电池有成本低、寿命长、环保等诸多优势,未来有望代替锂离子电池和铅酸蓄电池。一种水系钠离子电池放电和充电的工作原理如图。下列说法不正确的是( )
A.放电时,电极N上的电势低于电极M上的电势
B.放电时,若导线中流过2mol,理论上有2mol移入N电极区
C.充电时,光电极参与了该过程
D.充电时,阳极的电极反应式为
11、水系钠离子电池安全性能好、价格低廉、对环境友好,有着巨大的市场前景。某水系钠离子电池的工作原理如图所示,电池的总反应为。下列说法错误的是( )
A.放电时,电极为正极
B.放电时,电极上发生的反应为
C.充电时,外电路每转移1mol,阳极增重23g
D.理论上,电池在充、放电过程中,溶液中保持不变
12、用惰性电极电解饱和的NaCl水溶液,下列叙述不正确的是( )
A.电解时在阳极得到氯气,在阴极得到氢气和金属钠
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试液,溶液呈红色
D.电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,充分搅拌后溶液呈碱性
13、利用固体氧化物电解池可将转化为CO并存储,装置示意图如图所示。下列说法不正确的是( )
A.a极连接电源的正极
B.a极上的电极反应为
C.b极上的电极反应为
D.通过该过程可以实现储能
二、判断题
14、用惰性电极电解水溶液:。_______
15、某些不能自发进行的氧化还原反应,通过电解可以实现。______
16、用惰性电极电解溶液一段时间后,加入可使电解质溶液恢复到电解前的情况。______
17、电解时,电子的移动方向为:电源负极→阴极→阳极→电源正极。______
18、电解饱和食盐水时,两个电极均不能用金属材料。______
三、填空题
19、某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时,观察到电流计的指针发生了偏转,并且三个池中的电解质溶液均足量。
请回答下列问题:
(1)甲池为____(填“原电池”“电解池”或“电镀池”),通入电极的电极反应式为____。溶液中向____(填“左”或“右”)移动。
(2)乙池总反应的化学方程式为____。通电一段时间后,若使乙池恢复到通电前的状态(浓度一样),则可向其中加入适量的____(填化学式)物质。
(3)当丙池中D极质量增加6.40g时,则导线中通过的电子数目为____。
(4)若在丙池中使铁件表面镀上铜,则C电极应改为____作电极(填电极的材料)。电镀前与电镀后相比:丙中溶液的pH将___(填“增大”“减小”或“不变”)。
20、电解的工作原理。
(1)电极及电极反应。
阳极:电源___________极相连,发生___________反应的电极。
阴极:电源___________极相连,发生___________反应的电极。
(2)电子流向和离子移动方向。
导线上(外电路)电子从电源的___________极流出,经导线流向电解池的___________极。电解池的___________极上产生的电子经导线流入电源的___________极。溶液中(内电路)阴离子移向___________极,阳离子移向___________极。
四、实验题
21、某化学兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的开关时,观察到电流表的指针发生了偏转。请根据如图所示,回答下列问题:
(1)甲池为_______(填“原电池”、“电解池”或“电镀池”),通入电极的电极反应为_________________。
(2)乙池中A(石墨)电极的名称为_______(填“正极”“负极”或“阴极”“阳极”),电极反应为__________________。
(3)当乙池中B极质量增加5.4g时,假设电解后乙池溶液体积为100mL,则电解后乙池溶液中浓度为_______mol/L,丙池中_______(填“C”或“D”)极析出铜_______g。
(4)若丙中电极不变,将其溶液换成NaOH溶液,开关闭合一段时间后,甲中溶液的pH将_______(填“增大”“减小”或“不变”,下同),丙中溶液的pH将_______。
参考答案
1、答案:A
2、答案:B
解析:在阴极上析出,阳极材料必须用惰性电极。
3、答案:C
解析:A.Cu的活泼性比Fe的弱, Cu作正极,不能保护Fe ,所以为保护浸入海水中的钢闸门,一般在闸门表面镶上锌锭,故A不符合题意;B.电解精炼铜时,阳极上锌、铁比铜活泼的金属优于铜放电,比铜不活泼的金属金、银等不放电形成阳极泥,阳极泥中常含有金属金、银等,不含有Zn ,故B不符合题意;C.充电电池放电时为原电池,原电池是将化学能转变为电能的装置,故C符合题意;D.铅蓄电池放电时为原电池,负极发生氧化反应,充电时为电解池,阴极发生还原反应,故D不符合题意;故答案为:C。
4、答案:D
解析:电镀时镀层金属作阳极,待镀金属作阴极,故钢管镀锌时,锌棒作阳极,钢管作阴极,A项错误;钢管镀锌过程中,阳极的电极反应式为,阴极的电极反应式为,电镀过程中阴阳极转移的电子数相等,故阴阳两极的质量变化一定相等,B项错误、D项正确;钢管镀锌的目的是美观、保护钢管等,而不是为了在钢管表面形成Fe- Zn合金,C项错误。
5、答案:D
解析:由题给示意图可知,乙池为燃料电池,甲池为电解池,甲醇流入的一极为燃料电池的负极,与负极相连的石墨电极是电解池的阴极,通入空气的一极为正极,与正极相连的铜电极为阳极。由分析可知,乙池为燃料电池,甲醇流入的一极为燃料电池的负极,在熔融碳酸盐作用下,甲醇在负极上失去电子发生氧化反应生成二氧化碳,电极反应为,故A正确;
燃料电池中,阴离子向负极移动,则乙池中电池工作时,不断移向负极,故B正确;
由题给示意图可知,甲池为电解池,与负极相连的石墨电极为电解池的阴极,水在阴极上得到电子发生还原反应生成氢气,由得失电子数目守恒可得,则标准状况下氢气的体积为,故C正确;
由题给示意图可知,甲池为电解池,与正极相连的铜电极为阳极,阳极上铜失去电子发生氧化反应生成,电极反应为,故D错误。
6、答案:C
解析:A.根据图可知,乙装置是电解饱和食盐水装置,将电源接通后,在F极附近能产生使湿润淀粉 KI试纸变蓝的氯气,即F极上氯离子放电生成氯气,F极为阳极,与电源正极相接,所以电源B极是正极,A极是负极,故A错误;
B.若用(丙)装置给锌镀银,H应该是Ag,G是锌,电镀液是溶液,故B错误;
C.甲装置是电解硫酸铜溶液装置,阳极D电极上氢氧根离子放电生成氧气,电极反应为,乙装置是电解饱和食盐水装置,阴极E电极上氢离子放电生成氢气,电极反应为,根据电子守恒可知,氧气、氢气的物质的量之比为1:2,故C正确;
D.装置丁的X极是铁,作阴极,电解液是硫酸钠溶液,阴极上氢离子放电生成氢气,阳极上氢氧根离子放电生成氧气,所以没有沉淀生成,故D错误;
故选C。
7、答案:C
解析:A.电解食盐溶液会生成氯气、氢气和氢氧化钠,氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠,故有效成分为是次氯酸钠,A正确;B.通电时发生氧化反应生成氯气,Cl的化合价由-1变为0,B正确;C.溶液中只有阴阳离子没有电子,电子不能经过电解质溶液,C错误;D.该装置的优点是随制随用,以防旧制的次氯酸钠分解失效,D正确;故选C。
8、答案:C
解析:A.装置①有外接直流电源是电解池,装置②是原电池,A错误;B.装置①中铜连接外接直流电源的负极,铜是阴极,装置②中铜是正极,B错误;C.装置①是惰性电极电解硫酸铜溶液,电解质溶液变成硫酸,pH变小;装置②是锌铜原电池,锌与电解质硫酸反应,消耗,pH变大,C正确D.装置①是惰性电极电解硫酸铜溶液,阴极得到铜单质,阳极得到氧气;装置②是锌铜原电池,锌与电解质硫酸反应,消耗,得到氢气,D错误;故答案选C。
9、答案:D
解析:电池充电时,与外电源正极相连的电极是阳极,发生氧化反应,电极反应与放电时正极反应的过程为互逆反应,则充电时,阳极上被氧化生成NiO(OH)。
10、答案:A
11、答案:C
解析:根据放电时的电池总反应可知,反应物中Fe为+3价,产物中Fe为+2价,电极发生还原反应,为电池的正极,A项正确;根据图象分析可知,B项正确;充电时阳极反应为,故外电路每转移,阳极质量减少23g,C项错误;根据电池的总反应及溶液中电荷守恒的关系可知,电池在充、放电过程中,溶液中保持不变,D项正确。
12、答案:A
解析:A.电解时不能得到金属钠,只能生成氢氧化钠,A错误;
B.阳极生成氯气,滴入KI会置换出,使溶液呈棕色,B正确;
C.阴极生成氢氧化钠,滴入酚酞,溶液呈红色,C正确;
D.电解一段时间后,由于生成了氢氧化钠,将全部电解液转移到烧杯中,充分搅拌后溶液呈碱性,D正确;
故选A。
13、答案:B
解析:A.由分析可知,a为阳极,连接电源正极,A正确;
B.a即发生氧化反应,反应为,,B错误;
C.b极为阴极,发生还原反应,电极反应为,C正确;
D.通过该过程可以将电能转化为化学能,实现储能,D正确;
故选B。
14、答案:错误
解析:用惰性电极电解水溶液,阳极氯离子放电生成氯气,阴极铜离子放电生成铜单质,离子方程式为:,故错误。
15、答案:正确
解析:某些不能自发的氧化还原可通过电解实现,比如Cu与稀硫酸不反应,但当以Cu为阳极,碳棒为阴极时电解硫酸溶液可实现此反应,故正确。
16、答案:错误
解析:用惰性电极电解溶液的反应式为,由反应式可知从溶液中析出或逸出的元素只有Cu和O,故可加CuO,但不能加,因为加会使溶液的水比电极前多,故加入不可使电解质溶液恢复到电解前的情况,故答案为错误。
17、答案:错误
解析:电解池中电子移动方向为电源负极→阴极,阳极→电源正极,电子不能通过电解液,即电子不能从阴极经过电解液到达阳极,故答案为错误。
18、答案:错误
解析:电解池装置中,阴极不参与反应,故电解饱和食盐水时,阴极可以是金属,阳极也可以是惰性电极中的Pt等,故答案为错误。
19、答案:(1)原电池;;左
(2);/
(3)
(4)Cu;不变
解析:(1)甲池为原电池,燃料在负极失电子发生氧化还原反应在碱溶液中生成碳酸盐,甲池中通入电极的电极反应为:,溶液中向左侧移动;
故答案为原电池,,左;
(2)乙池是电解池,A为阳极,B为阴极,电池中是电解硝酸银溶液生成银,硝酸和氧气,电池反应为:,根据电离生成银和氧气,则需要加入或者;
故答案为,或者;
(3)当丙池中D极质量增加6.40g时,物质的量为,电极反应为:C,则导线中通过的电子数目为0.1mol×2×/mol=0.2;
故答案为或;
(4)若在丙池中使铁件表面镀上铜,则C电极为阳极,则C应改为Cu作电极,电镀前与电镀后相比:丙中溶液的pH将不变;
故答案为Cu,不变。
20、答案:(1)正;氧化;负;还原
(2)负;阴;阳;正;阳;阴
21、答案:(1)原电池;
(2)阳极;
(3)0.5;D;1.6
(4)减小;增大
解析:(1)甲池有甲醇和氧气,所以形成原电池,通入电极的电极反应为。
(2)乙池中A(石墨)连接原电池的正极,为电解池阳极,电极反应为。
(3)当乙池中B极析出银,质量增加5.4g时,即生成0.05mol银,根据电子守恒分析,转移0.05mol电子,溶液中有0.05mol氢氧根离子放电,则剩余0.05mol氢离子,假设电解后乙池溶液体积为100mL,则电解后乙池溶液中浓度为0.5mol/L,丙池中阴极是铜离子反应生成铜,生成0.025mol铜,即为D极析出铜16g。
(4)若丙中电极不变,将其溶液换成NaOH溶液,开关闭合一段时间后,甲中甲醇产生的二氧化碳消耗氢氧化钾,所以溶液的pH将减小,丙中氢氧化钠溶液电解实际是电解水,氢氧化钠的浓度增大,溶液的pH将增大。