電解
D.乙燒杯中發(fā)生的反應(yīng)為 2NaCl + 2H2O
2NaOH + H2↑+ Cl2↑
8.(08.Ⅱ)用惰性電極電解下列各組中的三種電解質(zhì)溶液,在電解的過(guò)程中,溶液的PH依次為升高,降低,不變的是
A.AgNO3 CuCl2 Cu(NO3)2 B.KBr Na2SO4 CuSO4
C.CaCl2 KOH NaNO3 D.HCl HNO3 K2SO4
9.把鋅片和鐵片放在盛有稀食鹽水和酚酞試液混合溶液的玻璃皿中(如圖所示平面圖),經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,首先觀察到溶液變紅的區(qū)域是( )
A、Ⅰ和Ⅲ附近 B、Ⅰ和Ⅳ附近
C、Ⅱ和Ⅲ附近 D、Ⅱ和Ⅳ附近
10.(2002年春季)通以相等的電量,分別電解等濃度的硝酸銀和硝酸亞汞(亞汞的化合價(jià)為+1價(jià))溶液,若被還原的硝酸銀和硝酸亞汞的物質(zhì)的量之比n(硝酸銀)┱n(硝酸亞汞)=2┱1,則下列表述正確的是( )
A、在兩個(gè)陰極上得到的銀和汞的物質(zhì)的量之比n(Ag)┱n(Hg)=2┱1
B、在兩個(gè)陽(yáng)極上得到的產(chǎn)物的物質(zhì)的量不相等
C、硝酸亞汞的分子式為HgNO3 D、硝酸亞汞的分子式為Hg2(NO3)2
11.(2002年上海)某學(xué)生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器,用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液,通電時(shí),為使Cl2被完全吸收,制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液,設(shè)計(jì)了如圖的裝置,則對(duì)電源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是(
)
A、a為正極,b為負(fù)極;NaClO和NaCl
B、a為負(fù)極,b為正極;NaClO和NaCl
C、a為陽(yáng)極,b為陰極;HClO和NaCl
D、a為陰極,b為陽(yáng)極;HClO和NaCl
12(04年廣西)pH = a某電解質(zhì)溶液中,插入兩支惰性電極通直流電一段時(shí)間后,溶液的pH>a,則該電解質(zhì)可能是( )A.NaOH B.H2SO4 C.AgNO3 D.Na2SO4
13.用兩支惰性電極插入500
mL AgNO3溶液中,通電電解。當(dāng)電解液的pH從6.0變?yōu)?.0時(shí)(設(shè)電解時(shí)陰極沒(méi)有氫氣析出,且電解液在電解前后體積變化可以忽略),電極上應(yīng)析出銀的質(zhì)量是 A. 27 mg B. 54
mg C. 108 mg D. 216 mg
14.(2007年全國(guó)卷I―8)以惰性電極電解CuSO4溶液。若陽(yáng)極上產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量為0.0100 mol,則陰極上析出Cu的質(zhì)量為( ) A. 0.64 g B. 1.28 g C. 2.56 g D. 5.12 g
15.(2007年上海卷―16)某學(xué)生設(shè)計(jì)了一個(gè)“黑筆寫(xiě)紅字”的趣味實(shí)驗(yàn)。濾紙先用氯化鈉、無(wú)色酚酞的混合液浸濕,然后平鋪在一塊鉑片上,接通電源后,用鉛筆在濾紙上寫(xiě)字,會(huì)出現(xiàn)紅色字跡。據(jù)此,下列敘述正確的是( )
A. 鉛筆端作陽(yáng)極,發(fā)生還原反應(yīng)
B. 鉑片端作陰極,發(fā)生氧化反應(yīng)
C. 鉛筆端有少量的氯氣產(chǎn)生
D. a點(diǎn)是負(fù)極,b點(diǎn)是正極
16.(2007年重慶卷―11)如圖所示,下列敘述正確的是(
)
A. Y為陰極,發(fā)生還原反應(yīng)
B. X為正極,發(fā)生氧化反應(yīng)
C. Y與濾紙接觸處有氧氣生成
D. X與濾紙接觸處變紅
17.(08上海卷―12)取一張用飽和的NaCl溶液浸濕的pH試紙,兩根鉛筆芯作電極,接通直流電源,一段時(shí)間后,發(fā)現(xiàn)a電極與試紙接觸處
出現(xiàn)一個(gè)雙色同心圓,內(nèi)圈為白色,外圈呈淺紅色。則下列說(shuō)法
錯(cuò)誤的是( )
A.b電極是陰極 B.a(chǎn)電極與電源的正極相連
C.電解過(guò)程中水是氧化劑 D.b電極附近溶液的pH變小
18.、(08全國(guó)卷Ⅰ―13)電解100mL含 c(H+)=0.30mol/L的下列溶液,當(dāng)電路中通過(guò)0.04mol電子時(shí),理論上析出金屬質(zhì)量最大的是( )
A.0.10mol/LAg+ B.0.02mol/L Zn2+ C.0.20mol/L Cu2+ D.0.20mol/L Pb2+
19.、(2008全國(guó)卷Ⅱ―10)右圖為直流電源電解稀Na2SO4水溶液的裝置。通電后在石墨電極
a 和
b 附近分別滴加一滴石蕊試液。下列實(shí)
驗(yàn)現(xiàn)象中正確的是( )
A.逸出氣體的體積,a電極的小于b電極的
B.一電極逸出無(wú)味氣體,另一電極逸出刺激性氣味氣體
C.a(chǎn) 電極附近呈紅色,b
電極附近呈藍(lán)色
D.b 電極附近呈紅色,a
電極附近呈藍(lán)色
20.在25℃時(shí),將兩個(gè)銅電極插入一定量的硫酸鈉飽和溶液中,進(jìn)行電解,通電一段時(shí)間后,陰極逸出 amol氣體,同時(shí)有wgNa2SO4?10H2O晶體析出,若溫度不變,剩余溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是 ( )
A.×100% B.×100%
C.% D.%
21.以鐵為陽(yáng)極、以銅為陰極,對(duì)足量的NaOH溶液進(jìn)行電解,一段時(shí)間后得到2molFe(OH)3沉淀,此間共消耗水的物質(zhì)的量為 ( )
A.2mol B.3mol C.4mol D.5mol
22.(08年全國(guó)I 13) 電解100mL含c(H+)=0.30mol/L的下列溶液。當(dāng)電路中通過(guò)0.04mol電子時(shí),理論上析出金屬質(zhì)量最大的是( )
A.0.10mol/L Ag+ B. 0.20mol/L Zn2+ C.
0.20mol/L Cu2+ D.
0.20mol/L Pb2+
二.填空題
23.從H+
、Cu2+ 、Na+、SO42-、CI- 5種離子中兩兩恰當(dāng)?shù)亟M成電解質(zhì),按下列要求進(jìn)行電解:
(1)以碳棒為電極,使電解質(zhì)質(zhì)量減少,水量不變進(jìn)行電解,則采用的電解質(zhì)是__________
(2)以碳棒為電極,使電解質(zhì)質(zhì)量不變、水量減少進(jìn)行電解,則采用的電解質(zhì)是_________
(3)以鉑為電極,使電解質(zhì)和水量都減少進(jìn)行電解,則采用的電解質(zhì)是______________
24.現(xiàn)有Cu2+、Cl?
、Na+、SO42?、Zn2+ 兩兩組成的電解質(zhì)溶液若干種,可選用銅電極、鉑電極、鋅電極進(jìn)行電解實(shí)驗(yàn)。
(1)以銅為陽(yáng)極電解_________或____________溶液,均可得到氫氧化物沉淀。
(2)要使電解過(guò)程中溶質(zhì)的組成和質(zhì)量不變,而溶液濃度增大,又
無(wú)渾濁,應(yīng)以__________為陽(yáng)極電解_____________溶液,化學(xué)方程式為_(kāi)______________________。
(3)要使電解過(guò)程中溶液濃度改變,而溶劑質(zhì)量不變,應(yīng)以鉑電極為陽(yáng)極電解_____________溶液,或以___________為陽(yáng)極電解________溶液,反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________________________。
(4)使反應(yīng)Cu+2H2O==Cu(OH)2 ↓+H2
↑ 得以進(jìn)行而不發(fā)生其它反應(yīng),可選用______________為陽(yáng)極電解__________或____________溶液
(5)。以銅為陽(yáng)極電解ZnSO4溶液,陰極上一般有___________逸出,在________極區(qū)首先會(huì)有__________色沉淀,電解時(shí)間較長(zhǎng)時(shí),會(huì)有______色沉淀出現(xiàn)。
25.由于Fe(OH)2極易被氧化,所以實(shí)驗(yàn)很難用亞鐵鹽溶液與燒堿反應(yīng)制得白色純凈的Fe(OH)2沉淀。應(yīng)用如圖所示電解實(shí)驗(yàn)可制得白色純凈的Fe(OH)2沉淀。兩電極的材料分別為石墨和鐵。
(1)a電極材料應(yīng)為_(kāi)_______,電極反應(yīng)式為_(kāi)________________________。
(2)電解液c可以是(填編號(hào))__________________。
A.純水 B.NaCl溶液C.NaOH溶液 D.CuCl2溶液
(3)d為苯,其作用為_(kāi)________________,在加入苯之前對(duì)c應(yīng)做何
簡(jiǎn)單處理?_____________________。
(4)為了在較短時(shí)間內(nèi)看到白色沉淀,可采取的措施是(填編號(hào))_________
A.改用稀硫酸作電解液 B.適當(dāng)增大電源的電壓
C.適當(dāng)減小兩電極間距離 D.適當(dāng)降低電解液的溫度
(5)若c為Na2SO4溶液,當(dāng)電解一段時(shí)間看到白色Fe(OH)2沉淀后,再反接電源電解,除了電極上看到氣泡外,混合物中另一明顯現(xiàn)象為
____________________________________________。
26.(2003年春季)如圖是可用于測(cè)量阿伏加德羅常數(shù)的裝置示意圖,其中A、B是兩塊純銅片,插在CuSO4稀溶液中,銅片與引出導(dǎo)線相連,引出端分別為X、Y。
⑴
當(dāng)以I=0.21A的電流電解60min后,測(cè)得銅片A的質(zhì)量增加了0.25g,則圖裝置中的X端應(yīng)與直流電的 極相連,它是電解池的 極。
⑵
電解后銅片B的質(zhì)量
(答“增加”、“減少”或“不變”)。
⑶
列式計(jì)算實(shí)驗(yàn)測(cè)得的阿伏加德羅常數(shù)NA。(已知電子電量e=1.60×10?19C)
27.(1998年上海―31)氯堿廠電解飽和食鹽水制取NaOH的工藝流程示意圖如下
依據(jù)上圖,完成下列填空:
(1)在電解過(guò)程中,與電源正極相連的電極上所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)____
,與電源負(fù)極相連的電極附近,溶液pH
(選填“不變”“升高”或“下降”)。
(2)工業(yè)食鹽含Ca2+、Mg2+等雜質(zhì)。精制過(guò)程發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為
、
。
(3)如果粗鹽中SO42-含量較高,必須添加鋇試劑除去SO42--,該鋇試劑可以
是
(選填a,b,c多選扣分)。
a.Ba(OH)2
b.Ba(NO3)2 c.BaCl2
(4)為有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-,加入試劑的合理順序?yàn)?u>
(選填a、b、c多選扣分)。
a.先加NaOH,后加Na2CO3,再加鋇試劑
b.先加NaOH,后加鋇試劑,再加Na2CO3
c.先加鋇試劑,后加NaOH,再加Na2CO3
(5)脫鹽工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差異,通過(guò) 、冷卻、
(填寫(xiě)操作名稱)除去NaCl
(6)在隔膜法電解食鹽水時(shí),電解槽分隔為陽(yáng)極區(qū)和陰極區(qū),防止Cl2與NaOH反應(yīng);采用無(wú)隔膜電解冷的食鹽水時(shí),Cl2與NaOH充分接觸,產(chǎn)物僅是NaClO 和H2,相應(yīng)的化學(xué)方程式為
。
28.(2004,全國(guó)卷)電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。右圖表示一個(gè)電解池,裝有電解液a;X、Y是兩塊電極板,通過(guò)導(dǎo)線與直流電源相連。請(qǐng)回答以下問(wèn)題:
(1)若X、Y都有是惰性電極,a是飽和NaCl溶液,實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí),同時(shí)在兩邊各滴入幾滴酚酞試液,則,
①電解池中X極上的電極反應(yīng)式為 。在X極附近觀察到的現(xiàn)象是
。
②Y電極上的電極反應(yīng)式為 ,檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是
。
(2)如要用電解方法精煉粗銅,電解液a選用CuSO4溶液,則
①X電極的材料是
,電極反應(yīng)式為
。
②Y電極的材料是
,電極反應(yīng)式為
。
(說(shuō)明:雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫(xiě)出)
29.工業(yè)上生產(chǎn)硫酸時(shí),利用催化氧化反應(yīng)將SO2
轉(zhuǎn)化為SO3是一個(gè)關(guān)鍵步驟。壓強(qiáng)及溫度對(duì)SO2轉(zhuǎn)化率的影響如下表(原料氣各成分的體積分?jǐn)?shù)為:SO2 7% O2 11% N2 82%);
(1)已各SO2的氧化是放熱反應(yīng),如何利用表中數(shù)據(jù)推斷此結(jié)論?
;
(2)在大400~500℃時(shí),SO2的催化氧化采用常壓而不是高壓,主要原因是:
;
(3)選擇適宜的催化劑,是否可以提高SO2的轉(zhuǎn)化率? (填“是”或“否”),是否可以增大該反應(yīng)所放出的熱量
(填“是”或“否”);
(4)為提高SO3吸收率,實(shí)際生產(chǎn)中用 吸收SO3;
(5)已知:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g);△H=-196.9kJ?mol-1,計(jì)算每生產(chǎn)1
萬(wàn)噸98%硫酸所需要的SO3質(zhì)量和由SO2生產(chǎn)這些SO3所放出的熱量。
一.原電池和電解池的區(qū)別和聯(lián)系
原電池
電解池
能量轉(zhuǎn)化
化學(xué)能→電能
電能→化學(xué)能
反應(yīng)特征
自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)
非自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)
電極名稱
由電極本身決定
負(fù)極:相對(duì)較活潑金屬
正極:相對(duì)不活潑金屬
由電源決定
陰極:與負(fù)極相連
陽(yáng)極:與正極相連
電極反應(yīng)
負(fù)極:氧化反應(yīng)
正極:還原反應(yīng)
陰極:還原反應(yīng)
陽(yáng)極:氧化反應(yīng)
裝置特征
無(wú)電源,兩極不同
有電源,兩極可以相同,也可以不同
電子流動(dòng)方向
溶液中離子流向
陽(yáng)離子移向正極
陰離子移向負(fù)極
陽(yáng)離子移向陰極
陰離子移向陽(yáng)極
聯(lián) 系
兩者均發(fā)生氧化還原反應(yīng)
二.電解原理的應(yīng)用
電解食鹽水
電解Al2O3(熔融態(tài))
電 鍍
電解精煉
裝置示意圖
陰極反應(yīng)
2H++2e-=H2↑
4Al3++12e-=4Al
Zn2++2e-=Zn
Cu2++2e-=Cu
(精銅)
陽(yáng)極反應(yīng)
2Cl--2e-=Cl2↑
6O2--12e-=3O2↑
Zn-2e-=Zn2+
Cu-2e-=Cu2+
(粗銅)
電解總反應(yīng)
2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑
2Al2O34Al+3O2↑
―
―
說(shuō) 明
(1)陰極室與陽(yáng)極室應(yīng)用隔膜分開(kāi)。
(2)食鹽水需經(jīng)凈化,除Mg2+、Ca2+、SO42-等離子。
(1)為降低Al2O3熔點(diǎn),需加助熔劑(冰晶石)。
(2)陽(yáng)極生成的O2與碳反應(yīng),生成CO2,需要定期更換石墨陽(yáng)極。電解生成的鋁積存在槽底,定期汲出。
(3)實(shí)際過(guò)程復(fù)雜,上述反應(yīng)僅是粗略的表示
(1)鍍件必須作陰極。
(2)鍍層金屬作陽(yáng)極。
(3)用含鍍層陽(yáng)離子的溶液作電鍍液。
(1)粗銅作陽(yáng)極,溶解下來(lái)。
(2)精銅作陰極。
三.電解反應(yīng)規(guī)律:
1.當(dāng)惰性材料做電極時(shí),陰、陽(yáng)離子放電順序?yàn)椋?/b>
鹽的類(lèi)型
實(shí) 例
參加電解物質(zhì)
溶液pH
使溶液復(fù)原應(yīng)加入物質(zhì)
1、
A-C鹽
Na2SO4 KNO3
H2O
不變
H2O
A的堿
KOH NaOH
增大
C的酸
H2SO4 HNO3
減小
2、
B-D鹽
CuCl2 HgCl2
電解質(zhì)
不定
CuCl2、HgCl2
D的酸
HCl HBr
增大
HCl、HBr
3、
A-D鹽
NaCl KBr
H2O+電解質(zhì)
增大
HCl、HBr
4、
B-C鹽
CuSO4 AgNO3
減小
CuO、Ag2O
說(shuō)明:
①陰陽(yáng)離子在兩極上放電順序復(fù)雜,與離子性質(zhì)、溶液濃度、電流強(qiáng)度、電極材料等都有關(guān),不應(yīng)將放電順序絕對(duì)化,以上僅是一般規(guī)律。
②電解過(guò)程中析出的物質(zhì)的量(或析出物質(zhì)的質(zhì)量):在電解若干串聯(lián)電解池中的溶液時(shí),各陰極或陽(yáng)極所通過(guò)的電量相等,析出物質(zhì)的量取決于電路中通過(guò)的電量。
2.金屬作陽(yáng)極(Pt除外)時(shí),金屬失電子發(fā)生氧化反應(yīng),陰極上陽(yáng)離子放電順序不變。
四.用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的變化情況
類(lèi) 型
電極反應(yīng)特點(diǎn)
實(shí) 例
電 解
物 質(zhì)
電解質(zhì)溶液的濃 度
pH
電解質(zhì)溶
液復(fù)原
電解
水型
陰極:2H++2e-=H2↑
陽(yáng)極:4OH--4e-= O2↑+2H2O
NaOH
水
增大
增大
水
H2SO4
水
增大
減小
水
Na2SO4
水
增大
不變
水
電解電解質(zhì)
電解質(zhì)電離出的陰、陽(yáng)離子分別在兩極放電
HCl
電解質(zhì)
減小
增大
氯化氫
CuCl2
電解質(zhì)
減小
增大
氯化銅
放H2生堿型
陰極:放出氫氣生成堿
陽(yáng)極:電解質(zhì)陰離子放電
NaCl
電解質(zhì)和水
生成新電解質(zhì)
增大
氯化氫
放O2生酸型
陽(yáng)極:OH-放電生成酸
陰極:電解質(zhì)陽(yáng)離子放電
CuSO4
電解質(zhì)和水
生成新電解 質(zhì)
減小
氧化銅
注意:
(1)電解水型:含氧酸、強(qiáng)堿、活潑金屬的含氧酸鹽的電解;
(2)電解電解質(zhì)型無(wú)氧酸(除HF外)、不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽(氟化物除外)溶液的電解;
(3)放氫生堿型:活潑金屬的無(wú)氧酸鹽(氟化物除外)溶液的電解;
(4)放氧生酸型:不活潑金屬的含氧酸鹽溶液的電解;
一.
1―5 B、D、C、A、D 6―10 D、D、D、B、D 11―15 B、A、B、B、D
16―20 A、D、C、C、D 21.22 D、C
二.
23.(1) HCI CuCI2= (2)Na2SO4 H2SO4 (3 )CuSO4= NaCI
24.(1)NaCl Na2SO4 (2) 鉑 Na2SO4 2H2O 2H2 ↑+O2
↑
(3) CuCl2 Zn
CuCl2 (或CuSO4) CuCl2 Cu+Cl2 ↑
(4)Cu NaCl Na2SO4 (5) H2 陰 白 藍(lán)
25.(1)Fe;Fe-2e-===Fe2+ (2) BC (3)隔絕空氣,防止Fe(OH)2被空氣氧化;加熱一段時(shí)間
(4) BC (5) 白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色,最終變?yōu)榧t褐色。
26.⑴因?yàn)殂~片A的質(zhì)量增加,A為電解池的陰極,電極反應(yīng)式為:Cu2++2e?=Cu,X端應(yīng)與直流電的負(fù)極相連接。⑵銅片B則為電解池的陽(yáng)極,電極反應(yīng)式為:Cu-2e?=Cu2+,其質(zhì)量減少(3)略
27. (1)2Cl--2e→Cl2 升高
(2)Ca2++CO=CaCO3↓ Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓ (3) A.C. (4)B.C.
(5) 蒸發(fā) 過(guò)濾 (6) NaCl+H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH
28.[解析] :正確書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式要從以下幾個(gè)環(huán)節(jié)入手:①分清電極,與電源正極相連的為陽(yáng)極,與負(fù)極相連的為陰極。②剖析溶液,電解質(zhì)溶液中有哪些陽(yáng)離子,哪些陰離子,并分類(lèi)。③注意先后,即離子放電順序。④書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式,注意使電子得失守恒。⑤檢查,兩電極反應(yīng)式相加要等于總反應(yīng)式或總反應(yīng)式減一電極反應(yīng)式得另一電極反應(yīng)式。
(1)X電極與電源的負(fù)極相連為陰極,則Y為陽(yáng)極,電極材料又為惰性電極。根據(jù)競(jìng)爭(zhēng)性原則,陽(yáng)離子放電順序:H+>Na+,故X極反應(yīng)式:2H++2e---===H2↑,陰離子放電順序:Cl--->OH---,故Y極反應(yīng)式:2Cl---―2e---== Cl2↑。
(2)電解精煉是電解的應(yīng)用。電解精煉是以粗銅為陽(yáng)極,純銅為陰極,CuSO4溶液為電解液。所以X電極的材料為精銅,Y電極的材料為粗銅。根據(jù)競(jìng)爭(zhēng)性原則,Y電極的反應(yīng)式:Cu―2e---===
Cu2+,陽(yáng)離子的放電順序:Cu2+>H+,X電極的反應(yīng)式:Cu2++2e---==
Cu
答案:(1)①2H+ + 2e-
= H2↑放出氣體,溶液變紅②2 Cl - - 2e- = Cl2↑把濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙放在Y電極附近,試紙變藍(lán)色。(2)①純銅Cu2+ +
2e- = 2Cu ②粗銅Cu + 2e- = Cu2+
29.(1)壓強(qiáng)一定時(shí),溫度升高時(shí),SO2轉(zhuǎn)化率下降,說(shuō)明升溫有利逆反應(yīng)的進(jìn)行,所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng);(2)增大壓強(qiáng)對(duì)提高SO2轉(zhuǎn)化率無(wú)顯著影響,反而會(huì)增加成本;
(3)否 否(4)濃硫酸(5)1萬(wàn)噸98%的硫酸含H2SO4的質(zhì)量:9.8×109g
設(shè)需要SO3的質(zhì)量為x,該反應(yīng)產(chǎn)生的熱量為y。