课时知能训练一、选择题1 .下列叙述正确的是()A .在原电池的负极和电解池的阴极上都是发生失电子的氧化反应B .用惰性电极电解Na2SO4溶液,阴、阳两极产物的物质的量之比为1 :2C.用惰性电极电解饱和NaCl溶液,若有1 mol电子转移,则生成1 mol NaOHD .酸、碱、盐溶液电解后pH都增大【解析】原电池的负极及电解池的阳极均发生氧化反应, A 错;电解Na2SO4溶液,实际是电解水,阴极生成H2,阳极生成02,二者物质的量之比为 2 : 1 ,B错;电解饱和NaCl溶液:2NaCl + 2山0== 电解2NaOH + H2 f+Cl2 f,每转移1 mol电子,则生成1 mol NaOH , C 对;H2SO4、NaOH、Na 2SO4 溶液电解后pH 会分别减小、增大、不变。
【答案】C2 . (2012山东省实验中学第三次测试)能够使反应Cu +2H2O===Cu(OH)2 + H2 f 发生的是()A .铜片作负极,碳棒作正极,氯化钠作电解质溶液B .铜锌合金在潮湿空气中发生电化学腐蚀C.用铜片作阴、阳电极,电解硫酸铜溶液D .用铜片作阴、阳电极,电解硫酸钠溶液【解析】Cu 和H2O 不反应,该反应必须通过电解才能实现。
【答案】D3 . (2010 •海南高考稍改)利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt 等杂质的粗铜提纯,下列叙述正确的是( )A .电解时以精铜作阳极B .电解时阴极发生氧化反应C.粗铜连接电源负极,其电极反应是Cu —2e- ===Cu 2+D .电解后,电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥【答案】D4.用惰性电极进行下列电解,有关说法正确的是( )①电解稀硫酸②电解CuSO4 溶液③电解KOH 溶液④电解NaCl 溶液A .电解进行一段时间后四份溶液的pH均增大B .反应②中电解一段时间后,向溶液中加入适量的CuO固体可使溶液恢复电解前的情况C.反应③中阳极消耗0H -,故溶液浓度变小D .反应④中阴、阳两极上产物的物质的量之比为 2 :1【解析】依据惰性电极电解规律,可知①为电解水,pH 减小;②为放02生酸型,pH减小,加入CuO可恢复电解前情况;③为电解水,pH增大,溶液浓度增大;④为放H2生碱型。
阴极产生H2, 阳极产生C12,其物质的量之比为1 : 1。
【答案】B5 . (2010 •福建高考铅蓄电池的工作原理为:Pb + PbO2 +2H2SO4===2PbSO 4 + 2H2O,研读下图,下列判断不正确的是() A.K 闭合时,d 电极反应式:PbSO 4+2H2O-2e-===PbO 2 +4H++SO24-B .当电路中转移0.2 mol电子时,I中消耗的H2SO4为0.2 molC. K闭合时,"中SO4-向c电极迁移D . K闭合一段时间后,H可单独作为原电池,d电极为正极【解析】C项,当K闭合时I为原电池、H为电解池,H中 c 电极上的PbS04转化为Pb和SO2-,d电极上的PbS04转化为PbO2 和SO4阴离子移向阳极,即d电极。
【答案】C6 . (2012 •淄博质下列描述中,不符合生产实际的是()A .电解法精炼粗铜,用纯铜作阴极B .在镀件上电镀锌,用锌作阳极C.用如图1装置生产家用消毒液(NaCIO)D .用如图2装置为铅蓄电池充电【解析】用石墨作电极电解饱和NaCI 溶液发生的反应是2NaCI + 2H2O==^== 2NaOH + CI2 T4H2 f伴随电解过程所发生的副反应是2NaOH + Cl2===NaCI + NaCIO + H2O,从而制得有较强杀菌能力的NaCIO、NaCI混合溶液,故C项正确;蓄电池中PbO2 为正极,Pb 为负极,给蓄电池充电时,应遵循“正接正,负接负” 的原则连接, D 项错误。
【答案】D7.(2011 •北京东城区质检如图所示,将铁棒和石墨棒插入 1 L 1 moI •l1食盐水中。
下列说法正确的是()A.若电键K与N连接,铁被保护不会腐蚀B .若电键K与N连接,正极反应式是4OH --4e-===2H 2O+ O2fC.若电键K与M连接,将石墨棒换成铜棒,可实现铁棒上镀铜D .若电键K与M连接,当两极共产生28 L(标准状况)气体时,生成了 1 mol NaOH【解析】A项,若电键K与N连接,则形成原电池,铁作负极,被腐蚀,不正确;B项,若电键K与N连接,正极反应式是O2 +2H2O + 4e - ===4OH -,不正确;C项,若电键K与M连接,将石墨棒换成铜棒,则形成电解池,若要在铁棒上镀铜,电解质溶液不能用食盐水,而应用硫酸铜溶液,故不正确;D项,若电键K与M连接,为电解食盐水,根据反应方程式:电解2\a('l + 2H2()^=2Na()H+H2 f +C1? f、 ___ ______ /2 2 44.81 工V解得x= 1 , V= 22.4 L,即1 mol氯化钠全部被电解完,产生1 mol 氢氧化钠,而现在产生气体为28 L,表明电解完氯化钠后继续电解水,但生成氢氧化钠的量不变,即生成了 1 mol NaOH。
【答案】D8 .下列离子方程式书写正确的是()A .用Cu片作阳极电解饱和食盐水2Cl - + 2出0==电==CI2 T+H2 T+2OH -B .用两个铜片作电极电解AgNO 3溶液:Cu + 2Ag + ===== 2Ag + Cu2+C.用石墨作电极电解AICI3溶液:2Cl -+ 2出0==电==Cl2 T+H2 T+2OH -D .用石墨作电极电解CuCl2溶液2Cu2 ++ 2H2O===== 2Cu + O2 f+4H +【解析】A项,用Cu作阳极电解饱和食盐水,Cu电极本身失电子Cu —2e- ===Cu 2 +。
阴极2H2O + 2e- ===H 2 f+2OH -二者相加得Cu + 2H2O== 电解Cu(OH) 2 + H2 f,无离子方程式;C 项,阴极6H2O + 6e- ===3H 2 f46OH -阳极6Cl--6e-===3CI 2 f6Cl -+ 6H2O===3CI 2 f+3H2 T+5OH -6CI -对应2AI 3+2AI3 ++ 6OH - ===2AI(OH) 3 J所以离子方程式为2AI3 ++ 6CI-+ 6H2O 电解,3Cl2 f+3H2 f+2AI(OH) 3 JD 项,阴极Cu2++2e-===Cu阳极2CI--2e-===CI 2f离子方程式为Cu2 ++ 2CI -电解,Cu + CI2 f。
【答案】B9.三氧化二镍(Ni 2 O 3 )可用于制造高能电池,其电解法制备过程如下:用NaOH 调NiCI 2溶液pH 至7.5,加入适量硫酸钠后进行电解。
电解过程中产生的CI2在弱碱性条件下生成CIO -,把二价镍氧化为三价镍。
以下说法正确的是( )A .可用铁作阳极材料B .电解过程中阳极附近溶液的pH升高C. 阳极反应式为:2CI--2e-===CI 2 fD. 1 moI 二价镍全部转化为三价镍时,外电路中通过了2 moI 电子【解析】因为电解后需要生成CI2,因此不可用铁作阳极材料,A 错;电解过程中阳极发生反应:2CI--2e-===CI 2,CI2 溶于水显酸性,阳极附近溶液的pH降低,B错;因为CIO-氧化Ni2+发生的反应为:2Ni 2++ CIO-+ H2O===2Ni 3++ CI-+ 2OH -;因此 1 moI Ni2+全部转化为Ni3+时,外电路通过了1 moI电子,D错。
【答案】C二、非选择题用惰性电极电解NaCl 与NaHCO 3 的混合溶液,测得溶液的pH 变化如图所示。
(1) 在0 f t i时间内,两个电极上的电极反应式为:阳极阴极(2) 用离子方程式表示0ft i时间内,溶液pH升高比较缓慢的原因:【解析】由于HCO 3-、Na +均不易放电,故阳极反应式为:2CI -― 2e - ===Cl 2 f;阴极反应式为:2H十+ 2e - ===H 2 f。
随着反应的进行[OH —]增大,HCO—+ 0H - ===CO 2- +出0,故而开始pH 变化缓慢,当HCO —完全反应后,pH增幅加大。
【答案】(1)2CI ——2e —===CI 2 f 2H + + 2e - ===H 2 f(2) HCO —+ OH - ===CO 2- + H2O11.(2012 •单县质)太阳能电池可用做电解的电源(如图)。
(1)若c、d 均为惰性电极,电解质溶液为硫酸铜溶液,电解过程中, c 极先无气体产生,后又生成气体,则 c 极为 _______ 极_ ,在电解过程中,溶液的pH _______ 填(“增大”、“减小”或“不变”___________________________ ),停止电解后,为使溶液恢复至原溶液应加入适量的(2)若c、d 均为铜电极,电解质溶液为氯化钠溶液,则电解时,溶液中氯离子的物质的量将 ________ 填(“增大”、“减小”或“不变” )。
(3)若用石墨、铁作电极材料,可组装成一个简易污水处理装置。
其原理是:加入试剂调节污水的pH在5.0〜6.0之间。
接通电源后,阴极产生的气体将污物带到水面形成浮渣而刮去,起到浮选净化作用;阳极产生的有色沉淀具有吸附性,吸附污物而沉积,起到凝聚净化作用。
该装置中,阴极的电极反应式为阳极区生成的有色沉淀是___________ 。
_【解析】(1)用惰性电极电解硫酸铜溶液, c 极上先无气体生成,后又产生气体,说明c极为阴极(先生成Cu,后生成H2),电解CuSO4溶液最终生成H2SO4,溶液的pH减小。
电解过程分两个阶段:第一阶段,阴极生成Cu,阳极生成02,溶液中减少的相当于CuO ;第二阶段,阴极生成H2,阳极生成02,溶液中减少的是出0。
(2) 若c、d 为铜电极时,阳极:Cu-2e-===Cu 2+,电解质溶液中CL不放电,故其物质的量不变。
(3) 若用石墨、铁作电极材料,阴极产生气体,阴极发生的反应只能是2H十+ 2e - ===H 2 f,阳极生成有色沉淀,则阳极为铁放电,Fe-2e-===Fe 2+,该有色沉淀是Fe(0H) 3。
【答案】(1)阴减小Cu0 和H20 (2)不变(3) 2H ++2e-===H 2f Fe(0H)312.如图是一个用铂丝作电极,电解稀的MgS0 4溶液的装置, 电解液中加有中性红色指示剂,此时溶液呈红色。
(指示剂的pH 变色范围: 6.8 -8.0 ,酸色-红色,碱色-黄色)回答下列问题:(1) 下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是填( 编号);①A管溶液由红变黄②B管溶液由红变黄③A管溶液不变色④B管溶液不变色(2) 写出A 管中发生反应的反应式:(3)写出B 管中发生反应的反应式:(4) 检验a 管中气体的方法是(5) 检验b 管中气体的方法是(6) 电解一段时间后,切断电源,将电解液倒入烧杯内观察到的现象是①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜,碱洗时常有气泡冒出,原因是( 用离子方程式表示)。