《电能转化为化学能—电解第一课时》习题3

电能转化为化学能-电解习题试题探究1把两个惰性电极插入500 mL AgNO3溶液中，通电电解。当电解液的pH从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略)，电极上应析出银的质量是() A27 mg B54 mg C108 mg D216 mg解析：由电子守恒知，eOHHAg，所以n(Ag)n(H)。AgNO3溶液电解后产生酸，产生的H的物质的量可由pH差来计算：pH从6.0变为3.0，即c(H)103 molL1，所以n(Ag)n(H)103 molL10.5 L5104 mol，m(Ag)n(Ag)M5104 mol108 gmol10.054 g54 mg。答案：B2在100 mL H2SO4和CuSO4的混合溶液中，用石墨作电极电解，两极均收集到2.24 L气体(标准状况下)，则原混合溶液中Cu2的物质的量浓度为() A1 molL1 B2 molL1 C3 molL1 D4 molL1解析：两极均收集到气体时，阴极是Cu2放电后，H又放电生成氢气；阳极是OH放电生成氧气。n(H2)n(O2)2.24 L/22.4 Lmol10.1 mol，由电子守恒得n(Cu2)2n(H2)2n(O2)4，即：c(Cu2)0.1 L20.1 mol20.1 mol4，解得：c(Cu2)1 molL1。答案：A3用石墨电极电解AlCl3溶液时，如图所示的电解液变化曲线合理的是()解析：阴极：2H2e=H2，阳极：2Cl2e=Cl2，阴极H2O电离的OH与Al3结合生成Al(OH)3沉淀。当Cl全部放电后，此时电解水，pH和沉淀的质量不变。答案：A4用惰性电极电解250 mL NaCl和CuSO4的混合溶液，经过一段时间后，两电极分别得到11.2 L气体(不考虑气体溶解)。下列叙述中不正确的是() A阴极上有Cu析出 B阴极上产生的气体是氢气 C阳极上产生的气体是氯气和氧气混合气体 D使溶液恢复到原来状态，需加入适量CuO并通适量HCl气体解析：用惰性电极电解NaCl和CuSO4的混合溶液，阳极离子放电顺序为ClOH，阴极离子放电顺序为：Cu2H，由于两电极均得到11.2 L气体，则阴极有H2产生；由电子守恒可推知，阳极上产生的气体是Cl2和O2的混合气体；若使电解质溶液复原，还应加入一定量的水。答案：D5如图所示的A、B两个电解池中的电极均为铂，在A池中加入0.05 molL1的CuCl2溶液，B池中加入0.1 molL1的AgNO3溶液，进行电解。a、b、c、d四个电极上所析出的物质的物质的量之比是() A2241 B1121 C2111 D2121解析：由电解规律可知：a、c为阴极，b、d为阳极。a极上析出Cu，b极上析出Cl2，c极上放出Ag，d极上析出O2。由电子守恒可得出：2eCuCl22AgO2，所以a、b、c、d四个电极上所析出物质的物质的量之比1122241。答案：A6将含有KCl、CuBr2、Na2SO4三种物质的水溶液用铂电极进行电解，且电解时间足够长。有以下结论：溶液中几乎没有Br；电解质溶液为无色；最终溶液显碱性；K、Na和SO的浓度几乎没有变化。正确的是(设Cl2、Br2全部从溶液中逸出)() A B仅 C D均正确解析：第一阶段放电的离子为Cu2、Br，溶液中几乎没有Br，且溶液变为无色。第二阶段放电的离子为Cl、H，由于H2O电离出的H放电，使溶液中OH增大。第三阶段放电的离子为OH、H，相当于电解H2O。Na、K、SO在水溶液中不放电，随着水的减少，三种离子的浓度不断增大。答案：A7Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理论设计的制取Cu2O的电解池示意图如右，电解总反应为：2CuH2OCu2OH2。下列说法正确的是() A石墨电极上产生氢气 B铜电极发生还原反应 C铜电极接直流电源的负极 D当有0.1 mol电子转移时，有0.1 mol Cu2O生成解析：由总反应知失电子的为Cu，得电子的是H2O中的氢元素。因此Cu极为电解池的阳极，接电源的正极，石墨为阴极，接电源的负极。当有0.1 mol电子转移时，应有0.05 mol Cu2O生成 。答案：A8关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是() A若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色 B若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色 C电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠 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解析：电解食盐水时发生的反应： 阳极：2ClCl22e 阴极：2H2O2eH22OH 总反应：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2 对照分析选项，C错误；阳极附近的溶液中会溶有少量的Cl2，滴加KI溶液后发生反应：Cl22I=I22Cl，溶液呈棕色，B正确；阴极附近产生大量的OH，滴加酚酞后变红色，A错误；电解后生成NaOH，溶液呈碱性，D错误。答案：B9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 O2(标准状况)，从而可知M的相对原子质量为() A. B. C. D.解析：本题意在考查学生对电解原理的理解，并以电解原理为素材，考查学生思维的敏捷性。由题干可知，在用惰性电极电解硝酸盐溶液时，两极发生的反应是： 阳极：4OH2H2OO24e 阴极：MxxeM 已知阳极上有b L氧气(标准状况)生成，其物质的量为 mol，从阳极反应来看，应有 mol电子转移，因为在阴极上也应有同样物质的量的电子转移，设Ar(M)为M的相对原子质量，则，Ar(M)。答案：C10冶炼铜矿石所获得的铜通常含有锌、铁、镍、银、金和铂等微量杂质，俗称粗铜。工业上通常通过电解法除去这些杂质制得精铜，以提高铜的使用价值，扩大铜的应用范围。(几种金属的相对原子质量是：Fe56，Ni59，Cu64，Zn65，Ag108，Au197。)请完成下列问题： (1)一般来说，电解精炼铜的初始电解质溶液里的阳离子是_，写出铜的电解精炼过程中的阴极反应式_。 (2)如果转移0.020 mol e，下列说法中一定正确的是_。 阴极质量增加0.64 g 阳极质量减少0.64 g 电解质溶液的质量保持不变 电解质溶液的温度保持不变解析：电解精炼铜的电解质溶液一般为用硫酸酸化了的硫酸铜溶液，其中的阳离子是H和Cu2。粗铜中Fe、Zn、Ni均有可能放电转化为Fe2、Zn2、Ni2，Fe2、Zn2、Ni2、H和Cu2中放电能力Cu2最强，所以在阴极上放电的只有Cu2，当有0.020 mol e转移时阴极增加64 gmol10.64 g。 Ag和Au都不能放电，只是以固态单质的形式沉积于电解槽的底部。Fe、Zn、Ni中，有相对原子质量比Cu大的，也有相对原子质量比Cu小的，且Fe、Zn、Ni的放电能力都强于Cu，首先在阳极上被溶解，因此阳极上放电的不只是铜，阳极质量减少量不固定，电解质溶液的质量也不会保持不变。 在电解精炼铜的过程中，能量转化的形式主要是电能转化为化学能，但也有电能转化为热能，电解质溶液的温度肯定会变化。答案：(1)H和Cu2Cu22eCu(2)11铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。请回答：(1)工业冶炼铝的化学方程式是_。(2) 铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是_。(3)工业产品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过)，其工作原理如图所示。该电解槽的阳极反应式是_。通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因_。除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口_(填写“A”或“B”)导出。解析：离子交换膜法电解提纯KOH时，阳极反应为：4OH2H2OO24e，阴极反应为：4H2O4e4OH2H2。电解