电解池原理及应用

1、1有关阳离子交换膜电解饱和食盐水的（装置如图）说法错误的是A转移电子0.8 mol时产生氢气8.96 L(标准状况) B从出口B处导出的是氢氧化钠与氯化钠的混合溶液C装置中出口处的物质是氯气，出口处的物质是氢气D装置中的阳离子交换膜只能让阳离子通过，不能让阴离子通过2如图用石墨电极电解CuCl2溶液。下列分析正确的是（）Aa极发生还原反应B每生成6.4 g Cu，转移电子0.2 molC阳极反应式：D在直流电源中电流从b流向a3 500 mL NaNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO3-)03 mol·L1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到气体

2、112 L(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是A原混合溶液中c(Na)02 mol·L1B电解后溶液中c(H)02 mol·L1C上述电解过程中共转移04mol电子D电解后得到的Cu的物质的量为01 mol4利用下图装置电解硫酸铜溶液，下列说法正确的是Ab电极上发生氧化反应B该装置能将化学能转变成电能C电解质溶液中Cu2+从b电极向a电极迁移D若a为铜，则a的电极反应式为：Cu-2e-=Cu2+ 5用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，停止电解，向所得溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2，溶液浓度恢复至电解前。关于该电解过程的说法不正确

3、的是A生成Cu的物质的量是0.1 molB转移电子的物质的量是0.2 mol C随着电解的进行溶液的pH减小D阳极反应式是4OH-4e-2H2OO26、串联电路中的四个电解池分别装有0.05 mol/L下列溶液，用惰性电极电解，连接直流电源一段时间后，溶液的pH最小的是()AKNO3 BNaClCAgNO3 DCuCl27、电解池装置如图所示，下列关于实验现象的描述正确的是()a电极 b电极 X 实验现象 A 石墨 石墨 CuCl2 a电极质量增加，b电极放出无色气体 B Fe 石墨 KNO3 a电极质量增加，b电极放出无色气体 C Fe Cu CuSO4 a电极质量增加，b电极质量减少 D

4、石墨 石墨 HCl a电极放出无色气体，b电极放出无色气体 8下列与金属腐蚀有关的说法正确的是A图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B图b中，开关由M改置于N时，CuZn合金的腐蚀速率减小C图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大D图d中，Zn-MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的9为研究金属腐蚀的条件和速度，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里面保存相同的一段时间，下列对实验结束时现象的描述不正确的是() A装置左侧的液面一定会下降 B装置的左侧液面比装置的低C装置中的铁钉腐蚀最严重 D装

5、置中的铁钉几乎没被腐蚀10、如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100 g 5.00 %的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100 g 10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。(1)接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4的浓度为10.47%，乙中c电极质量增加。据此回答问题：电源的N端为_极。电极b上发生的电极反应为_。列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积：_。电极c的质量变化是_g。电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因：甲溶液_。乙溶液_，丙溶液_，(2)如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？_。 7、【解析】这是一个电解装

6、置，其中A、D项中都是惰性电极，且电解液含有氯离子，所以b电极应该放出黄绿色的气体(氯气)；B项中的a电极质量不变；C项中所组成的电解池相当于电镀池，其中b电极质量减少，而a电极上析出铜，a电极质量增加。 【答案】C答案：(1)正 4OH4e=2H2OO2 水减少的质量：100 g×(1 )4.5 g生成O2体积： × ×22.4 L·mol12.8 L 16易错起源1、电极产物的判断与有关反应式的书写 例1 Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如图，电解总反应为：2CuH2O Cu2OH2。下列说法正确的是()A石

7、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 【答案】A1.电解时电极产物的判断 (阴离子放电顺序：S2>I>Br>Cl>OH>含氧酸根)阴极溶液中的阳离子得电子，生成相应的单质或低价化合物。(阳离子放电顺序：Ag>Fe3>Cu2>H>Fe2>Zn2>Al3>Mg2>Na>Ca2>K)2电极反应式的书写(1)首先判断阴、阳极，分析电极材料，判断是电极材料放电还是溶液中的离子放电。阳极为金属活性电极时，电极材料放电。(2)再分析溶

8、液中的离子种类，根据离子放电顺序，分析电极反应，并判断电极产物，写出电极反应式。(3)电解水溶液时，应注意放电顺序中H、OH之后的离子一般不参与放电反应。3电解化学方程式的书写(1)必须在等号上标明通电或电解。(2)只是电解质被电解，电解化学方程式中只写电解质及电解产物。如电解CuCl2溶液：CuCl2 CuCl2。(3)只有水被电解，只写水及电解产物即可。如：电解稀硫酸、电解NaOH溶液、电解Na2SO4溶液时，化学方程式可以写为：2H2O 2H2O2。(4)电解质、水同时被电解，则都要写进方程式。如电解饱和食盐水：2NaCl2H2O H2Cl22NaOH。当电解过程中电解的是水和电解质时，

9、电极反应式中出现的是H或OH放电，但在书写总反应式时要将反应物中的H或OH均换成水，在生成物中出现的是碱或酸，同时使阴极、阳极反应式得失电子数目相同，将两个电极反应式相加，即得到总反应的化学方程式。易错起源2、电解类型及有关计算 例2 下图是一个用铂丝作电极，电解稀的MgSO4溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色。(指示剂的pH变色范围：6.88.0，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)；A管溶液由红变黄B管溶液由红变黄A管溶液不变色 B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

10、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_。 (6)溶液呈红色，白色沉淀溶解(或大部分溶解)1以惰性电极电解电解质溶液的类型类型 电极反应特点 实例 电解对象 电解质浓度 pH 电解质溶液复原 电解水型 阴：4H4e=2H2 阳：4OH4e=2H2OO2 NaOH 水 增大 增大 加水 H2SO4 水 增大 减小 加水 Na2SO4 水 增大 不变 加水 电解电解质型 电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电 HCl 电解质 减小 增大 通氯化氢 CuCl2 电解质 减小 加氯化铜 放H2生碱型

11、 阴极：H2O放H2生碱阳极：电解质阴离子放电 NaCl 电解质和水 生成新电解质 增大 通氯化氢 放O2生酸型 阴极：电解质阳离子放电阳极：H2O放O2生酸 CuSO4 电解质和水 生成新电解质 减小 加氧化铜 2.电解池中有关量的计算或判断电解池中有关量的计算或判断主要包括以下几方面：根据直流电源提供的电量求产物的量(析出固体的质量、产生气体的体积等)、溶液的pH、相对原子质量或某元素的化合价、化学式等。解题依据是得失电子守恒，解题方法有如下：(1)根据电子守恒法计算：用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。(2)根据总反应式计算：先

12、写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式计算。(3)根据关系式计算：根据得失电子守恒关系，在已知量与未知量之间，建立计算所需的关系式。(1)若阴极为H放电，则阳极区c(OH)增大；若阳极为OH放电，则阴极区c(H)增大；若阴极、阳极同时有H、OH放电，相当于电解水，电解质溶液浓度增大。 (2)用惰性电极电解电解质溶液时，若要使电解后的溶液恢复到原状态，应遵循“缺什么加什么，缺多少加多少”的原则，一般加入阴极产物与阳极产物的化合物。 易错起源3、 化学腐蚀与电化学腐蚀 例3 如图所示水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察： (1)铁钉在逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于_腐蚀。(2)若试管内液面上

13、升，则原溶液呈_性，发生_腐蚀，电极反应，负极_，正极_。(3)若试管内液面下降，则原溶液呈_性，发生_腐蚀，电极反应，负极_，正极_。【答案】(1)电化学 (2)弱酸性或中吸氧2Fe4e=2Fe2 O24e2H2O=4OH (3)较强的酸析氢Fe2e=Fe2 2H2e=H2化学腐蚀 电化学腐蚀(主要) 定义 金属与接触到的干燥气体(如O2、Cl2、SO2等)或非电解质液体(如石油)等直接发生化学反应引起的腐蚀 不纯金属(或合金)接触到电解质溶液所发生的原电池反应，较活泼金属失去电子被氧化而引起的腐蚀 吸氧腐蚀(主要) 析氢腐蚀 条件 金属与物质直接接触 水膜中溶有O2，显弱酸性或中性 水膜酸

14、性较强 本质 金属被氧化而腐蚀 较活泼金属被氧化而腐蚀 现象 无电流产生 有微弱电流产生 反应式 2Fe3Cl22FeCl3 负极：Fe2e=Fe2 正极：2H2OO24e=4OH 正极：2H2e=H2 两种腐蚀往往同时发生，只是电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍、危害更大。 1如图所示，电解未精制饱和食盐水（含有少量Mg2+），在碳棒和铁片表面均有气体生成，一段时间后铁片附近出现浑浊现象。下列叙述正确的是A碳棒接直流电源的负极B碳棒上发生还原反应C铁片上的电极反应式为2Cl2e Cl2D铁片附近出现的浑浊物是Mg(OH)22如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别

15、滴加一滴石蕊试液，下列实验现象中正确的是A.逸出气体的体积a电极的小于b电极的 B.一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体 C.a电极附近呈红色，b电极附近出现蓝色 D.a电极附近呈蓝色，b电极附近出现红色3在如图所示装置中，通电后可观察到Cu极溶解，则下列说法中不正确的是A直流电源中，A是正极B两池内CuSO4溶液浓度均不改变C两个铁电极上最初析出物质相同DP池内溶液的质量逐渐减小4关于下列装置说法正确的是A、装置中，盐桥中的K移向ZnSO4溶液B、装置工作一段时间后，a极附近溶液的pH增大C、用装置精炼铜时，c极为粗铜D、装置中电子由Zn流向Fe，装置中有Fe2生成5用惰性电极电解

16、某金属元素R的硝酸盐R(NO3)n溶液，通电一段时间后，阳极产生气体V L(标准状况)时，阴极质量增加m g，若R的相对原子质量为M，设NA 为阿伏加德罗常数的值,下列叙述中不正确的是A电路中通过电子 NA Bn C溶液中H增加 NA Dn 6在下图装置中，若通电一段时间后乙装置左侧电极质量增加，则下列说法错误的是A当甲装置中共产生标准状况下4.48 L气体时，Cu电极上质量增加43.2gB电解过程中装置丙的pH无变化C向甲中通人适量的HCl气体，可使溶液恢复到电解前的状态D乙中左侧电极反应式：Cu2+2e-=Cu7将等物质的量浓度的CuSO4溶液和NaCl溶液等体积混合后，用石墨电极进行电解

17、，电解过程中，溶液pH随时间t变化的曲线如图，则下列说法正确的是A阳极产物一定是Cl2，阴极产物一定是CuBBC段表示在阴极上是H+放电产生了H2C整个过程中阳极先产生Cl2，后产生O2DCD段表示阳极上OH-放电破坏了水的电离平衡，产生了H+，故pH减小8如下图所示的装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后，向(乙)中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色。则以下说法正确的是A电源B极是正极B(甲)、(乙)装置的C、D、E、F电极均有单质生成，其物质的量之比为1232C欲用(丙)装置给铜镀银，G应该是Ag，电镀液是AgNO3溶液D装置(丁)中X极附近红褐色变浅，说明氢氧化铁胶粒带负电荷

18、9从海水中提取镁，可按如下步骤进行：把贝壳制成石灰乳；在引入的海水中加入石灰乳，沉降、过滤、洗涤沉淀物；将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤、在HCl气体氛围中干燥产物；将得到的产物熔融电解得到镁。下列说法不正确的是 A步骤的目的是从海水中获得MgCl2 B以上提取镁的过程中涉及化合、分解和复分解等反应C第步电解时阳极产生氯气D第步电解时阴极与阳极产物的物质的量之比为1：210由于Fe(OH)2极易被氧化，所以实验室里很难用亚铁盐溶液与烧碱反应制的白色纯净的Fe(OH)2沉淀。应用如图所示的电解实验可制得白色纯净Fe(OH)2沉淀，两电极的材料分别为石墨和铁。下列说法正确的是（ ）Aa电极发生的电极

19、反应：4OH-4e-=O2+2H2OB为了在较短时间内看到白色沉淀，可适当加大电压Cc可以是氯化钠溶液，d可以是苯D 为了在较短时间内看到白色沉淀，可以剧烈地搅拌溶液11下图所示的电解池I和II中，a、b、c和d均为Pt电极。电解过程中，电极b和d上没有气体逸出，但质量均增大，且增重bd。符合上述实验结果的盐溶液是选项XYAMgSO4CuSO4BAgNO3Pb(NO3)2CFeSO4Al2 (SO4)3DCuSO4AgNO312如图为用惰性电极电解CuCl2溶液并验证其产物的实验装置，则下列说法不正确的是( )A电源a极为负极BKI淀粉溶液会变蓝色C若加入适量CuCl2可使电解后的溶液恢复原状

20、态D电极上发生的电极反应为：Cu2e=Cu213按如图装置实验，若x轴表示流入阴极的电子的物质的量，则y轴可表示( )c(Ag) c(AgNO3) a棒的质量 b棒的质量 溶液的pHA B C D14有关电化学原理的推断正确的是A金属腐蚀就是金属原子失去电子被还原的过程B钢铁吸氧腐蚀时，负极反应式为：2H2O+O2+4e4OH-C氯碱工业中，阳极发生的反应为：2Cl-2eCl2D镀锌铁皮的镀层损坏后，铁更容易腐蚀15下图的各容器中盛有海水，铁在其中腐蚀时由快到慢的顺序是A BC D16、用酸性氢氧燃料电池电解苦卤水(含Cl、Br、Na、Mg2)的装置如图所示(a、b为石墨电极)。下列说法中正确的是()A电池工作时，正极反应式为：O22H2O4e=4OH B电解时，a电极周围首先放电的是Br，而不是Cl，说明当其他条件相同时前者的还原性强于后者C电解时，电子流动路径是：负极外电路阴极溶液阳极正极Db为负极，当电池中消耗0.02 g H2时，b极周围会产生0.02 g H217500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO3)6 mol·L1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4 L气体(标准状况)，假定电解后溶液体积仍为