時　電解原理

1、第三節(jié) 電解池電解原理 課時訓練基礎過關1. 關于電解NaCl水溶液,下列敘述正確的是(B)A.電解時在陽極得到氯氣,在陰極得到金屬鈉B.若在陽極附近的溶液中滴入KI淀粉溶液,溶液呈藍色C.若在陰極附近的溶液中滴入酚酞溶液,溶液呈無色D.電解一段時間后,將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中,充分攪拌后溶液呈中性解析:電解NaCl水溶液時,陽極上Cl-放電:2Cl-2e-Cl2,則陽極附近溶液中滴入KI淀粉溶液,Cl2+2KI2KCl+I2,溶液呈藍色,B正確。陰極上H+放電:2H+2e-H2,則陰極附近溶液顯堿性,滴入酚酞溶液,溶液呈紅色,A、C錯誤。有NaOH生成,充分攪拌后溶液呈堿性,D錯。2. 有關

2、甲、乙、丙、丁四個圖示的敘述正確的是(C)A.甲中負極反應式為2H+2e-H2B.乙中陽極反應式為Ag+e-AgC.丙中H+向碳棒方向移動D.丁中電解開始時陽極產(chǎn)生黃綠色氣體解析:甲為原電池,Zn易失電子作負極、Ag作正極,負極反應式為Zn-2e-Z,A錯誤;乙為電解池,Ag作陽極、Cu作陰極,陽極上銀失電子發(fā)生氧化反應,電極反應式為Ag-e-Ag+,B錯誤;丙為原電池,Fe易失電子作負極、C作正極,電解質(zhì)溶液中陽離子向正極移動,所以丙中H+向碳棒方向移動,C正確;丁為電解池,Pt為陽極、Fe為陰極,陽極上碘離子失電子發(fā)生氧化反應,所以丁中電解開始時陽極產(chǎn)生紅棕色氣體,D錯誤。3.四個電解裝置

3、都以Pt作電極,它們分別裝著如下電解質(zhì)溶液進行電解,電解一段時間后,測定其pH變化,所記錄的結(jié)果正確的是(D)ABCD電解質(zhì)溶液HClAgNO3BaCl2KOHpH變化減小增大不變增大解析:以Pt為電極,電極不參與電解,A中電解的是HCl,c(H+)減小,pH增大;B中電解的是H2O和AgNO3,電解生成HNO3,pH減小;C中電解的是H2O和BaCl2,生成Ba(OH)2,pH增大;D中電解的是水,c(OH-)增大,pH增大。4.將一直流電源的正、負極(電極材料為Pt),用玻璃片分別壓在一張用食鹽水、碘化鉀、淀粉溶液和石蕊試液浸透的濾紙上,經(jīng)過一段時間后,兩極附近濾紙的顏色分別是(D)ABC

4、D陽極藍白紅藍陰極白藍藍藍解析:陽極上I-放電生成I2,使淀粉變藍,陰極上H+放電后,使溶液中的c(H+)<c(OH-),呈堿性,使石蕊顯藍色,故D項正確。5. 為使反應:Cu+2H2OCu(OH)2+H2能夠發(fā)生,下列設計方案正確的是(C)A.用銅片作負極,石墨電極作正極,氯化鈉溶液為電解質(zhì)溶液構成原電池B.用銅片作電極,外接直流電源電解硫酸銅溶液C.用銅片作陽極,鐵片作陰極,電解硫酸鈉溶液D.用銅片作陰、陽電極,電解稀硫酸解析:用銅片作負極,石墨電極作正極,氯化鈉溶液為電解質(zhì)溶液,不能發(fā)生銅和水的反應,A錯誤;用銅片作電極,外接直流電源電解硫酸銅溶液是陰極鍍銅,不符合要求的反應,B錯

5、誤;用銅片作陽極,鐵片作陰極,電解硫酸鈉溶液,陽極電極反應為Cu-2e-C,陰極電極反應為2H+2e-H2,電池反應為Cu+2H2OCu(OH)2+H2,C正確;用銅片作陰、陽電極,電解稀硫酸,發(fā)生的反應是Cu+2H+C+H2,D錯誤。6. 將等物質(zhì)的量的K2SO4、NaCl、Ba(NO3)2、AgNO3混合均勻后,置于指定容器中,加入足量的水,攪拌、靜置、過濾。取濾液,用鉑電極電解一段時間,則兩極區(qū)析出的氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量比約(C)108B.10835.5C.81 D.12解析:將等物質(zhì)的量的K2SO4、NaCl、Ba(NO3)2、AgNO3混合均勻后,置于指定容器中,加入足量的水,發(fā)

6、生反應:K2SO4+Ba(NO3)2BaSO4+2KNO3,AgNO3+NaClAgCl+NaNO3,攪拌、靜置、過濾,濾液為KNO3和NaNO3溶液,電解時發(fā)生反應:2H2O2H2+O2,氧化產(chǎn)物為O2,還原產(chǎn)物為H2,兩極區(qū)析出的氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量比約為32(2×2)=81。7. 如圖所示裝置中,a、b都是惰性電極,通電一段時間后,b電極附近溶液呈紅色。下列說法正確的是(C)A.X是負極,Y是正極B.Pt是陰極,Cu是陽極C.CuSO4溶液的pH逐漸減小D.CuSO4溶液的pH不變解析:a、b都是惰性電極,通電一段時間后,b極附近溶液呈紅色,則b電極上氫離子放電生成氫氣,同

7、時電極附近有氫氧根離子生成,則b是陰極、a是陽極,所以Y是負極、X是正極,Cu是陰極,Pt為陽極。通過以上分析知,Y是負極、X是正極,A錯誤;Cu是陰極,Pt為陽極,B錯誤;電解過程中CuSO4溶液里,陽極上氫氧根離子失電子,陽極附近同時生成氫離子,所以CuSO4溶液的pH逐漸減小,C正確,D錯誤。8. 如圖乙是甲的電解池進行電解時某個量(縱坐標x)隨時間變化的曲線(各電解池都用石墨作電極,不考慮電解過程中溶液濃度變化對電極反應的影響),則x表示(C)A.各電解池析出氣體體積總數(shù)的變化B.各電解池陽極質(zhì)量的增加C.各電解池陰極質(zhì)量的增加D.各電極上放電的離子總數(shù)的變化解析:用排除法解答,電解N

8、aCl溶液時,隨著電解的進行x值始終為0,可排除A、D項;對于B項,三個電解池的陽極上都是陰離子放電,不可能有質(zhì)量的增加,所以也不正確。9.電解原理在化學工業(yè)中有廣泛的應用。如圖表示一個電解池,裝有電解液c;A、B分別是兩塊電極板,通過導線與直流電源相連。若A、B都是惰性電極,電解質(zhì)溶液c是飽和NaCl溶液,實驗開始時,同時在U形管兩邊各滴入幾滴酚酞試液,試判斷:(1)a是(填“正”或“負”)極,B是(填“陰”或“陽”)極; (2)A電極上的電極反應式為 ; B電極上的電極反應式為 ; (3)檢驗A電極產(chǎn)物的方法是  解析:從圖中電流流向,可以判斷出:a

9、是正極,b是負極,則A為陽極,B為陰極。A極的電極反應式為2Cl-2e-Cl2,B極電極反應式為2H+2e-H2。檢驗Cl2的方法一般用濕潤的淀粉碘化鉀試紙,Cl2能使試紙變藍。答案:(1)正陰(2)2Cl-2e-Cl22H+2e-H2(3)用濕潤的淀粉KI試紙靠近U形管左側(cè)出氣口,若試紙變藍,則說明A電極產(chǎn)生的氣體是Cl2能力提升10. 工業(yè)上電解法處理含鎳酸性廢水并得到單質(zhì)Ni的原理如圖所示。下列說法不正確的是(B)已知:Ni2+在弱酸性溶液中發(fā)生水解氧化性:Ni2+(高濃度)>H+>Ni2+(低濃度)A.碳棒上發(fā)生的電極反應:4OH-4e-O2+2H2OB.電解過程中,B中N

10、aCl溶液的物質(zhì)的量濃度將不斷減少C.為了提高Ni的產(chǎn)率,電解過程中需要控制廢水pHD.若將圖中陽離子膜去掉,將A、B兩室合并,則電解反應總方程式發(fā)生改變解析:由圖知,碳棒與電源正極相連是電解池的陽極,電極反應4OH-4e-2H2O+O2,A正確;鍍鎳鐵棒與電源負極相連是電解池的陰極,電極反應Ni2+2e-Ni。電解過程中為平衡A、C中的電荷,A中的Na+和C中的Cl-分別通過陽離子膜和陰離子膜移向B中,這使B中NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度不斷增大,B錯誤;因Ni2+在弱酸性溶液中易發(fā)生水解;氧化性:Ni2+(高濃度)>H+>Ni2+(低濃度),為了提高Ni的產(chǎn)率,電解過程中需要控制

11、廢水pH,C正確;若將圖中陽離子膜去掉,由于放電順序Cl->OH-,則Cl-移向陽極放電:2Cl-2e-Cl2,電解反應總方程式會發(fā)生改變,D正確。11. 電解硫酸鈉溶液生產(chǎn)硫酸和燒堿溶液的裝置如圖所示,其中陰極和陽極均為惰性電極。測得同溫同壓下,氣體甲與氣體乙的體積比約為 12,以下說法正確的是(D)A.a極與電源的負極相連B.a電極反應式:2H2O+2e- H2+2OH-C.離子交換膜d為陰離子交換膜D.產(chǎn)物丙為硫酸溶液解析:據(jù)裝置圖分析可知是電解裝置,電解硫酸鈉溶液,實質(zhì)是電解水,氣體甲與氣體乙的體積比約為12,氣體甲為氧氣,氣體乙為氫氣,陽極生成氧氣,電極反應4OH-4e-2H2

12、O+O2,陰極生成氫氣,2H+2e-H2,所以判斷a電極是陽極,b電極是陰極,在陽極室得到硫酸,在陰極室得到氫氧化鈉,則c為陰離子交換膜,d為陽離子交換膜。12. 如圖甲池和乙池中的四個電極都是惰性材料,請根據(jù)圖示判斷下列說法正確的是(B)A.兩個裝置之間沒有鹽橋,故不能形成電流B.a電極的電極反應式:C2H5OH+16OH-12e-2C+11H2OC.一段時間后,乙池d電極周圍的溶液呈現(xiàn)棕褐色D.乙池在反應前后溶液的pH不變解析:圖示是原電池與電解池的聯(lián)合裝置,不需要鹽橋就能形成電流,A錯誤;乙醇作還原劑,失電子,電極方程式為C2H5OH+16OH-12e-2C+11H2O,發(fā)生氧化反應,B

13、正確;乙池中,陽極反應式:2I-2e-I2,c電極為陽極,生成單質(zhì)碘,故c電極周圍的溶液呈棕褐色,C錯誤;d電極作陰極,陰極反應式:2H2O+2e-H2+2OH-,故乙池溶液的pH增大,D錯誤。13. 如圖,甲燒杯中盛有100 mL 0.50 mol·L-1 AgNO3溶液,乙燒杯中盛有 100 mL 0.25 mol·L-1 CuCl2溶液,A、B、C、D均為質(zhì)量相同的石墨電極,如果電解一段時間后,發(fā)現(xiàn)A極比C極重 1.9 g,則(1)電源E為極,F為極。 (2)A極的電極反應式為 ,析出物質(zhì) mol。 (3)B極的電極反應式為 ,析出氣體 mL(標準

14、狀況)。 (4)C極的電極反應式為 ,析出的物質(zhì) mol。 (5)D極的電極反應式為 ,析出氣體 mL(標準狀況)。 (6)甲燒杯中滴入石蕊試液,極附近變紅,若繼續(xù)電解,在甲燒杯中最終得到溶液。 解析:(1)電解池中,發(fā)現(xiàn)A極比C極重1.9 g,則A極是陰極,和電源的負極相連,即E是負極,F是正極,B是陽極,C是陰極,D是陽極。(2)A極是陰極,電極反應式為Ag+e-Ag,C是陰極,電極反應式為Cu2+2e-Cu,析出金屬銅,A極比C極重1.9 g,設電路中轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為x,則108 g/mol×x-32 g/mol×x=1.9

15、g,所以x=0.025 mol,即析出金屬銀的物質(zhì)的量是0.025 mol。(3)B極是陽極,該極上是氫氧根離子失電子,電極反應式為4OH4e-2H2O+O2,電路中轉(zhuǎn)移電子 0.025 mol,生成氧氣0.006 25 mol,體積是0.006 25 mol×22.4 L/mol=0.14 L=140 mL。(4)C極是陰極,電極反應式為Cu2+2e-Cu,電路中轉(zhuǎn)移電子0.025 mol,生成金屬銅是0.012 5 mol。(5)D極是陽極,該極上的電極反應式是2Cl-2e-Cl2,電路中轉(zhuǎn)移電子0.025 mol,生成氯氣是 0.012 5 mol,體積是280 mL。(6)用

16、石墨電極電解硝酸銀溶液,陰極A上是Ag+e-Ag,陽極B上是4OH-4e-2H2O+O2,B電極附近產(chǎn)生硝酸,滴入石蕊試液顯示紅色。答案:(1)負正(2)Ag+e-Ag0.025(3)4OH-4e-2H2O+O2140(4)Cu2+2e-Cu0.012 5(5)2Cl-2e-Cl2280(6)B硝酸14. 如圖是一個電化學過程的示意圖,請按要求回答下列問題。(1)甲池是(填“原電池”或“電解池”)裝置,B(石墨)電極的名稱是。 (2)寫出電極反應式:通入O2的電極 ; A(Fe)電極 ; B(石墨)電極 。 (3)乙池中反應的化學方程式為  (

17、4)反應一段時間后,甲池中消耗1.6 g甲烷,則乙池中某電極的質(zhì)量增加g。 (5)反應一段時間后,乙池中溶液成分發(fā)生了變化,想要完全恢復到電解前可加入的物質(zhì)是。 解析:(1)圖甲是燃料電池,將化學能轉(zhuǎn)化為電能,屬于原電池,通入甲烷的電極為負極,通入氧氣的電極為正極,B連接原電池正極,為電解池陽極,鐵與電源負極相連作陰極。(2)堿性燃料電池中氧氣得電子產(chǎn)生氫氧根離子,電極反應式為O2+4e-+2H2O4OH-,鐵與電源負極相連作陰極,溶液中銀離子在陰極A得電子發(fā)生還原反應,電極反應式為Ag+e-Ag,氫氧根在陽極失電子發(fā)生氧化反應,電極反應式為4OH-4e-O2+2H2O。(3)乙池中氫氧根離子在陽極放電、銀離子在陰極上放電,則乙池電池反應式為4AgNO3+2H2O4Ag+O2+4HNO3。(4)甲烷失電子和氫氧根離子反應生成碳酸根離子和水,電極反應式為