电解原理及应用.doc

高二化学 电解池原理及应用一、知识归纳1、原电池和电解池比较原电池电解池定义形成条件电极名称及判断方法反应（工作）原理离子的移动方向实 例2、离子的放电顺序（1）阴极上： （2）阳极上：若电极为活泼电极 若电极为惰性电极 3、电镀： 4、电解饱和食盐水（1）电解方程式 （2）阳极反应式 （3）阴极反应式 （4）加酚酞情况下，先变红的电极是 ；原因是 5、电解后PH的判断方法（1）若电极产物只有H2，而无O2，则PH （2）若电极产物只有O2，而无H2，则PH （3）若电极产物既有H2，又有O2，原溶液是酸性，则PH ；原溶液是碱性，则PH ；原溶液是中性，则PH ；6、电解池中的计算关系式： 4e O2 2Cu 4Ag 4H 2H2 2Cl2 4OH PH 二、例题及练习11991年我国首创以铝-空气-海水为能源的新型“海水电池”，该电池以海水为电解液，靠空气中的氧使铝不断氧化而产生电源。它比干电池能量高20-50倍。电池的总反应式表示为：Al+O2+H2O = Al（OH）3。 （1）写出电极反应式： 。 （2）写出总反应的化学方程式 。2下列装置中属于原电池的是（ ） 属于电解池的是 （ ） A B C D 稀硫酸 稀硫酸 稀硫酸 硫酸铜3在原电池和电解池的电极上所发生的反应，属于氧化反应的是（ ）A原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应 B.原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应C.原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应 D.原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应4下列描述中，不符合生产实际的是（ ）A电解熔融的氯化钠制取金属钠，用铁作阳极 B电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极C电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极 D在镀件上电镀锌，用锌作阳极5用惰性电极进行电解，下列说法正确的是（ ）A电解稀硫酸溶液，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1:2D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1:16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试液，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7右图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关的判断正确的是（ ）Aa为负极、b为正极 B.a为阳极、b为阴极C. 电解过程中，氯离子浓度不变 D. 电解过程中，d电极质量增加8PHa的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的pHa，则该电解质可能是（ ）A.NaOH B.H2SO4 C.AgNO3 D.Na2SO49.下列说法错误的是( )A、由电能转化为化学能的装置叫电解池 B、在电解池中跟直流电源的正极相连的电极是电解池的阳极C、在电解池中通电时，电子从电解池的阴极流出，并沿导线流回电源的负极D、电解池中阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应10、下列关于实验现象的描述不正确的是( )A把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡B用锌片做阳极，铁片做做阴极，电解氯化锌溶液，铁片表面出现一层锌C把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁D把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快11、用铂电极（情性）电解下列溶液时，阴极和阳极上的主要产物分别是H2和O2的是( )A.稀NaOH溶液 B.HCl溶液 C.酸性MgSO4溶液 D.酸性AgNO312、A、B、C是三种金属,根据下列、两个实验,确定它们的还原性强弱顺序为：（ ）将A与B浸在稀硫酸中用导线相连,A上有气泡逸出,B逐渐溶解电解摩尔浓度相同的A、C盐溶液时,阴极上先析出C(使用惰性电极)A、ABC B、BCA C、CAB D、BAC13、用石墨作电极,电解1摩/升下列物质的溶液,溶液的pH值保持不变的是：（ ）A、HCl B、NaOH C、Na2SO4 D、NaCl14.用含锌、银杂质的粗铜作阳极，纯铜作阴极，电解某硫酸铜溶液，下列有关Cu2+离子的叙述正确的是（ ）A、Cu2+增大 B、Cu2+不变 C、Cu2+减小 D、无法确定 15.用惰性电极电解饱和Na2CO3溶液，若保持温度不变，则一段时间后( )A、溶液的pH变大 B、c(Na+)与c (CO32-)的比值变大C、溶液浓度变大，有晶体析出 D、溶液浓度不变，有晶体析出16.用惰性电极电解下列溶液一段时间后，再加入一定量的另一种物质(括号内)，溶液恢复到与原溶液完全一样的是 ACuCl2(CuSO4) BNaOH(NaOH) CNaCl(HCl) DCuSO4Cu(OH)217在外界提供相同电量的条件，Cu2+或Ag+分别按Cu2+2eCu或Ag+e-Ag在电极上放电，若析出铜的质量为1.92g，则析出银的质量为（ ）A1.62g B.6.48g C.3.24g D.12.96g18金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是（已知：氧化性Fe2+Ni2+Cu2+）（ ）A阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2+ + 2e = NiB电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+ 和Zn2+ D电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt 19.用惰性电极电解100mL硝酸银溶液，当阳极上产生的气体在标准状况下为56mL时(设电解时，阴极无氢气放出，且溶液体积的变化忽略不计)，此时溶液的PH值为（ ）A.1 B.13 C.7 D.1.620若将电解槽内的隔膜去掉，同时升高电解液的温度，此时电解产物间将发生反应：6NaOH3Cl2 = NaClO35NaCl3H2O。假设该反应进行完全，则在该条件下电解最后得到的两种产物的物质的量之比是 A. 11 B. 12 C. 13 D. 1521将两个铂电极插入500 mL CuSO4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064 g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)。 此时溶液中氢离子浓度约为 ( ) A. 4103 mol / L B. 2103 mol / L C. 1103 mol / L D. 1107 mol / L22电解饱和KCl溶液1.5 L，当生成的氯气完全被过量的AgNO3溶液吸收后， 得到沉淀0.4305 g。若原电解液的体积变化忽略不计时，电解后溶液的pH值为 ( )A. 10.3 B. 11 C. 11.3 D. 12.323电解H2O与D2O的混合物，通电一段时间后，两极共生成气体33.6 L(标准状况)，其质量为18.5 g。则该混合物中H2O与D2O的物质的量之比为 ( ) A. 13 B. 31 C. 25 D. 2124用惰性电极电解1 L 4 mol / L CuSO4溶液时，在电路上通过0.5 mol电子后，发现电极接反了，纠正后又通过1 mol电子，此溶液中H+是(假设溶液体积不变化) ( )A. 1.5 mol / L B. 1 mol / L C. 2 mol / L D.3.5 mol / L25用惰性电极电解NaCl和CuSO4的混合液250 mL，经一段时间后，两极分别得到11.2 L(标准状况下)的气体，则原溶液中NaCl的物质的量度浓度不可能是 ( )A. 0.5 mol / L B. 1 mol / L C. 1.5 mol / L D. 4 mol / L26用石墨电极电解CuSO4和KNO3的混合溶液500mL，经一段时间电解后，两极都得到11.2L气体(标准状况下体积)，则此混合液中硫酸铜的物质的量浓度为 ( )A. 0.5 mol / L B. 0.8 mol / L C. 1 mol / L D. 1.5 mol / L27室温下，用惰性电极电解V mL某二价金属的硫酸盐溶液一段时间后，阴极有m mg金属析出，溶液的pH值由6.5变为2.0(电解前后溶液体积的变化可忽略不计)，析出金属的原子量的数字表达式为 （ ） A. B. C. D. 28a、b、c三个烧杯分别盛CuCl2、KCl、AgNO3三种溶液，均以铂作电极，将它们串联起来电解一段时间后，测得电极总共增重2.5g ，这时产生有色气体与无色气体的体积比是(相同条件下的气体体积，且不考虑气体在水中的溶解) ( )A. 1 1 B. 4 3 C. 3 4 D. 4 129用惰性电极以1 A的电流电解0.5 mol / L的KCl溶液200 mL，当溶液的pH12时，电解通电的时间是 ( ) A. 3 min 13 s B. 3 min 23 s C. 3 min 32 s D. 3 min 39 s30用石墨电极电解pH3的稀硫酸50 mL，通电1 h停止电解。此时测得溶液的pH2，已知每个电子所带电量为1.610-19 C。则下列说法正确的是 ( )A. 电源的电压为36 V B. 阴、阳两极共产生168 L气体C. 电路中的电流强度约为134 A D. 溶液的质量减少15 g31用惰性电极电解M(NO3)x的水溶液，当阴极上增重a g时，在阳极上同时产生b L氧气(标准状况)，从而可知M的相对原子质量为 ( )A. B. C. D. 32如图所示，若电解5min时铜电极质量增加2.16g，试回答： 电源电极X名称为_。 PH变化：A_，B_，C_。 通过5min时，B中共收集224mL气体（标况），溶液体积为200mL，则通电前硫酸铜溶液的物质的量浓度为_。 若A中KCl溶液的体积也是200mL，电解后溶液的PH = _。33如下图所示，A、F为石墨电极，B、E为铁片电极。按要求回答下列问题。(1)打开K2，闭合K1。B为 极，A的电极反应为 ，最终可观察到的现象是 ，涉及的化学反应方程式有： ； 。(2)打开K1，闭合K2。E为_ 极，F极的电极反应为_，检验F极产生气体的方法是_。(3)若往U型管中滴加酚酞，进行（1）（2）操作时，A、B、E、F电极周围能变红的是_，原因是_ 。34从H+、Cu2+、Na+、SO42-、Cl-五种离子中恰当地组成电解质，按下列要求进行电解： （1）以碳棒为电极，使电解质质量减少，水量不变进行电解，则采用的电解质是 。 （2）以碳棒为电极，使电解质质量不变，水量减少进行电解，则采用的电解质是 。 （3）以碳棒为阳极，铁棒为阴极，使电解质和水量都减少进行电解，则电解质是 。35.用惰性电极和串联电路电解下列物质的溶液（浓度相同），写出电极反应和电解总反应方程式？它们溶液的PH值有何变化？通电一段时间后，各自溶液的PH值从小到大如何排列？ （1）HCl （2）NaCl （3）Na2SO4 (4)CuSO4 （5）NaOH （6）H2SO436.在25时，将两个铜电极插入一定量的硫酸钠饱和溶液中，进行电解，通电一段时间后，阴极逸出a mol气体，同时有wgNa2SO410H2O晶体析出，若温度不变，则剩余的溶液的质量分数为 。37.按下图装置进行电解（均为惰性电极），已知A烧瓶中装有500mL20%的氢氧化钠溶液，B烧瓶中装有500mL，PH=6的CuSO4溶液。通电一段时间后，在b电极上收集到28mL气体（标准状况下），则B烧瓶中的PH值为 。(体积变化不考虑)38.某学生试图用电解法根据电极上析出的物质的质量来验证阿伏加德罗常数数值，其实验方案为：（1）用直流电电解氯化铜溶液，所用仪器如下图，其中试管的作用的什么？试管中应装什么溶液。如果试管中装的是淀粉碘化钾溶液，则通电后有何现象？相应的离子方程式为 ；请问：这三种仪器的连接顺序是 。（2）在电流强度为I安时，通电时间为t秒。精确测定为析出的铜为a克。（电路中电 压的微小变化忽略不计）（3）已知电子的电量为1.610-19库仑。试列出阿伏加德罗常数数值的计算表达式 。39.1999年11月21日我国“神舟”号宇宙飞船成功发射并回收，是我国航天史上的里程碑。飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电源，它具有高能、轻便、不污染环境的特点。这种燃料电池的构造如下图所示，两个电极均由多空性碳制成，通入的气体由空隙逸出并在电极表面放电。（1）a极是 极，b极是 极，写出电极反应式a： ；b： 。（2）氢氧燃料电池的优点是燃料转换率高、无污染。若飞船中的宇航员的生活用水均由燃料电池提供（将1kg水送入太空耗资26万美元）。已知燃料电池发1度电，生成350g水，则其能量转化率为 。40用铂电极电解1000 g 1%的NaOH溶液，通电一段时间后，溶液中NaOH的质量分数变为1.25%，此时，阳极产生的气体的质量为 g。41用惰性电极电解2 L 饱和NaCl水溶液，经过一段时间后，电解液的pH值上升至13，则电解过程中两极上共产生气体 L(标准状况)。42按右图装置实验，A、B两烧杯分别盛放200 g 10NaOH溶液和足量CuSO4溶液。通电一段时间后，c极上有Cu析出。又测得A杯溶液中NaOH的质量分数为10.23，试回答： (1) 电源P为_极； (2) b极产生气体的体积为_L(标准状况)； (3) c极上析出沉淀的质量为_g； (4) d极上所发生的电极反应式：_。 43向8 g某一价或二价金属的氧化物固体中加入适量10%的稀H2SO4(密度为1.07 gcm3)，使其完全溶解，已知所耗的硫酸体积为92 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