第2课时电解原理的应用 课后·训练提升 基础巩固 1.在给定条件下，下列选项所示的物质间转化，均能通过一步化学反应实现的是 () A.NaCr电解Ch石灰乳漂白粉 B.Cuz(OH)COCuCCu(OH)2 C.MgCO,HG溶液MgCh溶液电解Mg CO D.Fe3O4高温Fe Hc(aa,FeCl3 答案：A 解析2NaC+2H,0电2Na0H+H+Cht,2Clb+2Ca(OH一CaCb+Ca(C1Op +2H2O,A项正确。CuO与H2O不能直接化合生成Cu(OH)h,B项错误。电解 MgC2溶液时，阴极得不到Mg单质，C项错误。Fe与HCI反应生成FeC2,D项错 误。 2.依据下列甲、乙、丙三图，判断下列叙述不正确的是( A Z 电流计 粗铜 精 ZnSO4溶液CuSO溶液 CuSO溶液 CuSO,溶液 A.甲是原电池，乙是电镀装置 B.甲、乙装置中，锌极上均发生氧化反应 C.乙、丙装置中，阳极均发生氧化反应而溶解 D.丙装置中，两个铜电极质量有增有减 答案B 解析：甲装置没有外加电源，属于原电池，乙装置存在外加电源，属于电解池，可以在 锌上镀铜，A项正确：甲装置中，锌是负极，该电极上锌失电子发生氧化反应，乙装置 中，锌极是阴极，该电极上发生还原反应，B项错误：乙、丙装置中，阳极均是活泼的 金属电极，该电极发生氧化反应而溶解，C项正确：粗铜精炼，阳极粗铜溶解质量减 小，阴极精铜上有铜析出，质量增大，D项正确
第 2 课时 电解原理的应用 课后· 基础巩固 1.在给定条件下,下列选项所示的物质间转化,均能通过一步化学反应实现的是 ( )。 A.NaCl Cl2 漂白粉 B.Cu2(OH)2CO3 CuO Cu(OH)2 C.MgCO3 MgCl2 溶液 Mg D.Fe3O4 Fe FeCl3 答案:A 解析:2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑,2Cl2+2Ca(OH)2 CaCl2+Ca(ClO)2 +2H2O,A 项正确。CuO 与 H2O 不能直接化合生成 Cu(OH)2,B 项错误。电解 MgCl2 溶液时,阴极得不到 Mg 单质,C 项错误。Fe 与 HCl 反应生成 FeCl2,D 项错 误。 2.依据下列甲、乙、丙三图,判断下列叙述不正确的是( )。 A.甲是原电池,乙是电镀装置 B.甲、乙装置中,锌极上均发生氧化反应 C.乙、丙装置中,阳极均发生氧化反应而溶解 D.丙装置中,两个铜电极质量有增有减 答案:B 解析:甲装置没有外加电源,属于原电池,乙装置存在外加电源,属于电解池,可以在 锌上镀铜,A 项正确;甲装置中,锌是负极,该电极上锌失电子发生氧化反应,乙装置 中,锌极是阴极,该电极上发生还原反应,B 项错误;乙、丙装置中,阳极均是活泼的 金属电极,该电极发生氧化反应而溶解,C 项正确;粗铜精炼,阳极粗铜溶解质量减 小,阴极精铜上有铜析出,质量增大,D 项正确
3欲在铁制品上镀上一定厚度的锌层，以下设计方案正确的是()。 A.锌作阳极，铁制品作阴极，ZnSO4溶液作电镀液 B.锌作阴极，铁制品作阳极，ZnC2溶液作电镀液 C.锌作阳极，铁制品作阴极，FeSO4溶液作电镀液 D.锌作阴极，铁制品作阳极，FNO32溶液作电镀液 答案：A 解析：根据电镀的一般原理镀件（铁制品）作阴极，镀层金属（锌）作阳极，含锌离子的 溶液作电镀液。只有A项符合。 4.下列关于电解法精炼粗铜的叙述中不正确的是( )。 A粗铜板作阳极 B.电解时，阳极发生氧化反应，而阴极发生的反应为Cu+2e一Cu C.粗铜中所含的Ni、Fe、Zn等金属杂质，电解后以单质形式沉积槽底，形成阳极 泥 D.电解铜的纯度可达99.95%~99.98% 答案：C 解析：电解法精炼粗铜是以粗铜为阳极，发生反应Cu-2e一Cu+,在此以前由于 Ni、Fe、Zn均比铜容易失去电子，这些金属首先失去电子变成N2+、Fe+、Zn2+ 进入溶液。在阴极上Cu2+2e一Cu,而N2+、Fe2+、Zn2+得电子能力弱于Cu2+, 这些金属离子不能得电子变成金属单质，最后存在于电解质溶液中，C项的说法不 正确。经电解精炼铜后，铜的纯度高达99.95%~99.98%。 5.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+<N2+<Cu2+)( )。 A.阳极发生还原反应，其电极反应式：N2+2e一Ni B.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Zn+ D.电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt 答案D 解析：阳极发生氧化反应，其电极反应式Ni-2eN2+,Fe2eFe2+,Zn-2e Zn+,A项错误；电解过程中阳极失电子的有F、Zn、Ni阴极析出的是镍，依据得 失电子守恒，阳极质量的减少与阴极质量的增加不相等，B项错误；电解后，溶液中 存在的金属阳离子有Fe2+、Zn2+、Ni+,C项错误；粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、 P叶等杂质，铜和铂不失电子，沉降在电解池底部形成阳极泥，电解后，电解槽底部的 阳极泥中只有Cu和Pt,D项正确
3.欲在铁制品上镀上一定厚度的锌层,以下设计方案正确的是( )。 A.锌作阳极,铁制品作阴极,ZnSO4 溶液作电镀液 B.锌作阴极,铁制品作阳极,ZnCl2 溶液作电镀液 C.锌作阳极,铁制品作阴极,FeSO4 溶液作电镀液 D.锌作阴极,铁制品作阳极,Fe(NO3)2 溶液作电镀液 答案:A 解析:根据电镀的一般原理,镀件(铁制品)作阴极,镀层金属(锌)作阳极,含锌离子的 溶液作电镀液。只有 A 项符合。 4.下列关于电解法精炼粗铜的叙述中不正确的是( )。 A.粗铜板作阳极 B.电解时,阳极发生氧化反应,而阴极发生的反应为 Cu2++2e- Cu C.粗铜中所含的 Ni、Fe、Zn 等金属杂质,电解后以单质形式沉积槽底,形成阳极 泥 D.电解铜的纯度可达 99.95%~99.98% 答案:C 解析:电解法精炼粗铜是以粗铜为阳极,发生反应 Cu-2e- Cu2+ ,在此以前由于 Ni、Fe、Zn 均比铜容易失去电子,这些金属首先失去电子变成 Ni2+、Fe2+、Zn2+ 进入溶液。在阴极上 Cu2++2e- Cu,而 Ni2+、Fe2+、Zn2+得电子能力弱于 Cu2+ , 这些金属离子不能得电子变成金属单质,最后存在于电解质溶液中,C 项的说法不 正确。经电解精炼铜后,铜的纯度高达 99.95%~99.98%。 5.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- Ni B.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 答案:D 解析:阳极发生氧化反应,其电极反应式:Ni-2e- Ni2+,Fe-2e- Fe2+ , Zn-2eZn2+,A 项错误;电解过程中阳极失电子的有 Fe、Zn、Ni;阴极析出的是镍,依据得 失电子守恒,阳极质量的减少与阴极质量的增加不相等,B 项错误;电解后,溶液中 存在的金属阳离子有 Fe2+、Zn2+、Ni2+,C 项错误;粗镍中含有少量 Fe、Zn、Cu、 Pt 等杂质,铜和铂不失电子,沉降在电解池底部形成阳极泥,电解后,电解槽底部的 阳极泥中只有 Cu 和 Pt,D 项正确
6渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法，其原理如图所示，电极均为 惰性电极。已知海水中含Na、C、Ca+、Mg2+、S02等离子。下列叙述中正 确的是( 通电后 AX膜是阳离子交换膜 B.通电后，海水中阴离子往b电极处移动 C通电后，b电极上产生无色气体，溶液中出现白色沉淀 D.通电后，a电极的电极反应式为4OH-4e'一O2↑+2H2O 答案C 解析：A项，X膜是阴离子交换膜，错误：B项，通电后，海水中阴离子往阳极（电极） 处移动，错误；C项，通电后，由于放电能力H>Mg2+>Ca+,所以Ht在阴极(b电极)上 放电2H+2一H2↑，产生无色气体，由于破坏了附近水的电离平衡，在该区域 c(OH)增大，发生反应：Mg2+2OH一Mg(OH)2↓，所以溶液中还会出现白色沉淀，正 确：D项，通电后，由于在溶液中的放电能力C>OH,所以在阳极发生反应2C-2 —Ch↑，错误。 7.三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均 为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na*和S0?可通过离子交换膜， 而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是()。 稀NaSO溶液 浓Na,SO溶液 A.通电后中间隔室的SO2向正极迁移，正极区溶液pH增大 B.该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品 C.负极反应为2H2O-4e'一O2↑+4H+,负极区溶液pH降低 D.当电路中通过1mol电子的电量时，会有0.5mol的O2生成 答案B 解析：在负极区发生的电极反应为4H20+4e一2H2↑+4OH,在正极区发生的电极 反应为2H2O-4e一O2↑+4H+,故正极区pH减小，A项错误Na+移向负极区，生成 NaOH,S0?移向正极区，生成H2SO4,B项正确：根据负极区电极反应可知C项错 误；每通过1mol电子，有0.25molO2生成，D项错误。 8.某小组为研究电化学原理，设计如图装置，下列叙述不正确的是()
6.渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法,其原理如图所示,电极均为 惰性电极。已知海水中含 Na+、Cl-、Ca2+、Mg2+、SO4 2-等离子。下列叙述中正 确的是( )。 A.X 膜是阳离子交换膜 B.通电后,海水中阴离子往 b 电极处移动 C.通电后,b 电极上产生无色气体,溶液中出现白色沉淀 D.通电后,a 电极的电极反应式为 4OH- -4e- O2↑+2H2O 答案:C 解析:A 项,X 膜是阴离子交换膜,错误;B 项,通电后,海水中阴离子往阳极(a 电极) 处移动,错误;C 项,通电后,由于放电能力:H+>Mg2+>Ca2+ ,所以 H+在阴极(b 电极)上 放电:2H++2e- H2↑,产生无色气体,由于破坏了附近水的电离平衡,在该区域 c(OH- )增大,发生反应:Mg2++2OH- Mg(OH)2↓,所以溶液中还会出现白色沉淀,正 确;D 项,通电后,由于在溶液中的放电能力:Cl->OH- ,所以在阳极发生反应:2Cl- -2eCl2↑,错误。 7.三室式电渗析法处理含 Na2SO4 废水的原理如图所示,采用惰性电极,ab、cd 均 为离子交换膜,在直流电场的作用下,两膜中间的 Na+和 SO4 2-可通过离子交换膜, 而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是( )。 A.通电后中间隔室的 SO4 2-向正极迁移,正极区溶液 pH 增大 B.该法在处理含 Na2SO4 废水时可以得到 NaOH 和 H2SO4产品 C.负极反应为 2H2O-4e- O2↑+4H+ ,负极区溶液 pH 降低 D.当电路中通过 1 mol 电子的电量时,会有 0.5 mol 的 O2 生成 答案:B 解析:在负极区发生的电极反应为 4H2O+4e- 2H2↑+4OH- ,在正极区发生的电极 反应为 2H2O-4e- O2↑+4H+ ,故正极区 pH 减小,A 项错误;Na+移向负极区,生成 NaOH,SO4 2-移向正极区,生成 H2SO4,B 项正确;根据负极区电极反应可知 C 项错 误;每通过 1 mol 电子,有 0.25 mol O2 生成,D 项错误。 8.某小组为研究电化学原理,设计如图装置,下列叙述不正确的是( )
A.a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出 B.a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为Cu2+2e'一Cu C.无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色 D.a和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2+向铜电极移动 答案D 解析：a和b不连接时，铁片与Cu+直接发生置换反应，有金属铜析出，A项正确。a 和b用导线连接时，该装置形成原电池，铜片作正极、铁片作负极失去电子形成 Fe+,因此无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色，所 以B、C两项正确。若a和b分别连接直流电源正、负极，a作阳极，铜片失去电 子生成Cu+,Cu2+向铁电极移动，D项错误。 9.用石墨作电极电解A1C3溶液时，如下图所示的电解变化曲线合理的是( )e 沉淀质量 ◆沉淀质量 时间O 时间 时间 0 时间 ① ② ③ ④ A.①④ B.②④ C.①③ D.②③ 答案：A 解析A1CB溶液电解时发生反应2ACL5+6HC电解2AIOH3+3H+3Cb↑，使溶液 中的H+不断减少，pH增大，但pH绝对不会大于7，①正确，②错；随着电解的不断进 行，A1(OH)3沉淀的量不断增加，直至A1Cl3消耗完毕，AI(OH)3沉淀的量不再增 加。若再继续电解，就是电解水，A1(OH)3的量不变，④正确。 10.如图所示，当线路接通时，发现M(用石蕊溶液浸润过的滤纸)a端显蓝色，b端显 红色，且知甲中电极材料是锌、银，乙中电极材料是铂、铜，且乙中两电极不发生 变化。回答下列问题。 a M b CuSO4溶液 稀硫酸 甲
A.a 和 b 不连接时,铁片上会有金属铜析出 B.a 和 b 用导线连接时,铜片上发生的反应为 Cu2++2e- Cu C.无论 a 和 b 是否连接,铁片均会溶解,溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色 D.a 和 b 分别连接直流电源正、负极,电压足够大时,Cu2+向铜电极移动 答案:D 解析:a 和 b 不连接时,铁片与 Cu2+直接发生置换反应,有金属铜析出,A 项正确。a 和 b 用导线连接时,该装置形成原电池,铜片作正极、铁片作负极失去电子形成 Fe2+ ,因此无论 a 和 b 是否连接,铁片均会溶解,溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色,所 以 B、C 两项正确。若 a 和 b 分别连接直流电源正、负极,a 作阳极,铜片失去电 子生成 Cu2+,Cu2+向铁电极移动,D 项错误。 9.用石墨作电极电解 AlCl3 溶液时,如下图所示的电解变化曲线合理的是( )。 A.①④ B.②④ C.①③ D.②③ 答案:A 解析:AlCl3 溶液电解时发生反应:2AlCl3+6H2O 2Al(OH)3↓+3H2↑+3Cl2↑,使溶液 中的 H+不断减少,pH 增大,但 pH 绝对不会大于 7,①正确,②错;随着电解的不断进 行,Al(OH)3 沉淀的量不断增加,直至 AlCl3 消耗完毕,Al(OH)3 沉淀的量不再增 加。若再继续电解,就是电解水,Al(OH)3 的量不变,④正确。 10.如图所示,当线路接通时,发现 M(用石蕊溶液浸润过的滤纸)a 端显蓝色,b 端显 红色,且知甲中电极材料是锌、银,乙中电极材料是铂、铜,且乙中两电极不发生 变化。回答下列问题
(1)甲、乙分别是什么装置？ (2)写出A、B、C、D的电极名称以及电极材料和电极反应式。 答案(1)甲为原电池，乙为电解池。 (2) 比较项目 电极名称 电极材料 电极反应式 负极 Zn Zn-2e-Zn2+ 正极 Ag Cu2++2e'—Cu 阳极 Pt 40H-4e—2H20+02↑ 阴极 Cu 2Ht+2e'—H2↑ 解析：由于a端显蓝色，可推知a端附近呈碱性，显然滤纸上水电离的H+在a端获 得电子发生反应，使该端OH浓度较大。由于锌活动性强于银，甲池为原电池，Z 作负极，Ag作正极。乙池中Cu、Pt不参与反应，则Cu作阴极，Pt作阳极。由甲池 可知乙池中C极为阳极，D极为阴极，故C极为Pt,D极为Cu,显然乙池为电解 池。滤纸上水电离的OH在b端反应，b端H+浓度增大，使b端出现红色。 11.如图所示，甲烧杯中盛有100mL0.50molL1AgNO3溶液，乙烧杯中盛有100 mL0.25 mol-L-!CuC2溶液，A、B、C、D均为质量相同的石墨电极，如果电解一 段时间后，发现A极比C极重1.9g。 (1)电源E为 极。 (2)A极的电极反应式为 析出物质 mole (3)B极的电极反应式为 析出气体 mL(标准 状况) (4)D极的电极反应式为 析出气体 mL(标准 状况)。 (⑤)甲烧杯中滴入石蕊溶液 极附近变红。 答案：(1)负(2)Ag*+e一Ag0.025 (3)2H20-4e=4H++02↑140(4)2C1-2eCh↑280(5)B 解析(1)电解池中，发现A极比C极重19g,则A极是阴极，和电源的负极相连，即 E是负极，F是正极，B是阳极，C是阴极，D是阳极。 (2)A极是阴极，电极反应式为Ag+e一Ag,析出金属银：C是阴极，电极反应式为 Cu2+2e一Cu,析出金属铜，A极比C极重1.9g,设电路中转移电子的物质的量为
(1)甲、乙分别是什么装置? (2)写出 A、B、C、D 的电极名称以及电极材料和电极反应式。 答案:(1)甲为原电池,乙为电解池。 (2) 比较项目 电极名称 电极材料 电极反应式 A 负极 Zn Zn-2e- Zn2+ B 正极 Ag Cu2++2e- Cu C 阳极 Pt 4OH- -4e- 2H2O+O2↑ D 阴极 Cu 2H++2e- H2↑ 解析:由于 a 端显蓝色,可推知 a 端附近呈碱性,显然滤纸上水电离的 H+在 a 端获 得电子发生反应,使该端 OH-浓度较大。由于锌活动性强于银,甲池为原电池,Zn 作负极,Ag 作正极。乙池中 Cu、Pt 不参与反应,则 Cu 作阴极,Pt 作阳极。由甲池 可知乙池中 C 极为阳极,D 极为阴极,故 C 极为 Pt,D 极为 Cu,显然乙池为电解 池。滤纸上水电离的 OH-在 b 端反应,b 端 H+浓度增大,使 b 端出现红色。 11.如图所示,甲烧杯中盛有 100 mL 0.50 mol·L -1 AgNO3 溶液,乙烧杯中盛有 100 mL 0.25 mol·L -1 CuCl2 溶液,A、B、C、D 均为质量相同的石墨电极,如果电解一 段时间后,发现 A 极比 C 极重 1.9 g。 (1)电源 E 为 极。 (2)A 极的电极反应式为 ,析出物质 mol。 (3)B 极的电极反应式为 ,析出气体 mL(标准 状况)。 (4)D 极的电极反应式为 ,析出气体 mL(标准 状况)。 (5)甲烧杯中滴入石蕊溶液, 极附近变红。 答案:(1)负 (2)Ag++e- Ag 0.025 (3)2H2O-4e- 4H++O2↑ 140 (4)2Cl- -2e- Cl2↑ 280 (5)B 解析:(1)电解池中,发现 A 极比 C 极重 1.9 g,则 A 极是阴极,和电源的负极相连,即 E 是负极,F 是正极,B 是阳极,C 是阴极,D 是阳极。 (2)A 极是阴极,电极反应式为 Ag++e- Ag,析出金属银;C 是阴极,电极反应式为 Cu2++2e- Cu,析出金属铜,A 极比 C 极重 1.9 g,设电路中转移电子的物质的量为
x,则108 mo笠gmol-x1.9g0.025moL析出金属银的物质的量是0.025 mol。 (3)B是阳极，该极上是H2O失电子，电极反应为2H2O-4e一4H+O2↑，电路中转移 电子0.025mol,生成氧气是25mol=0.00625mol,体积是0.00625molx22.4 Lmo1=0.14L=140mL. (4)D是阳极，该极上的电极反应是2C1-2e一Cl2↑，电路中转移电子0.025moL,生 成氯气是-×0.025mol=0.0125mol,体积是280mL。 (⑤)电解硝酸银溶液，在阴极上析出Ag,阳极上放出O2,产生硝酸，滴入石蕊溶液，显 红色 拓展提高 1.如图X为电源，Y为浸透饱和食盐水和酚酞溶液的滤纸，滤纸中央滴有一滴 KMO4溶液，通电后Y中央的紫红色色斑向d端扩散。下列判断正确的是 (). X a b KMnO CuSO溶液 A.滤纸上c点附近会变为红色 B.Cu电极质量减小，Pt电极质量增大 C烧杯中溶液的pH增大 D.烧杯中S0?向Cu电极定向移动 答案：A 解析：由图可知，该装置为电解装置，由通电后Y中央的紫红色色斑向d端扩散 知，d为阳极(Mn0:向阳极移动)，b为电源的正极，a为电源的负极。Y为浸透饱和 食盐水和酚酞溶液的滤纸，C点H放电，则OH浓度增大，所以滤纸上C点附近会 变红色，A项正确：Cu电极上Cu+得到电子生成Cu,Pt电极上OH失去电子，故Cu 电极质量增大，Pt电极质量不变，B项错误P叶电极上OH失去电子，故烧杯中溶液 的pH减小，C项错误；Cu电极为阴极，Pt电极为阳极，烧杯中SO子向Pt电极定向 移动，D项错误
x,则 108 g·mol-1·x- 64 2 g·mol-1·x=1.9 g,x=0.025 mol,析出金属银的物质的量是 0.025 mol。 (3)B 是阳极,该极上是 H2O 失电子,电极反应为 2H2O-4e- 4H++O2↑,电路中转移 电子 0.025 mol,生成氧气是0.025 4 mol=0.006 25 mol,体积是 0.006 25 mol×22.4 L·mol-1=0.14 L=140 mL。 (4)D 是阳极,该极上的电极反应是 2Cl- -2e- Cl2↑,电路中转移电子 0.025 mol,生 成氯气是1 2 ×0.025 mol=0.012 5 mol,体积是 280 mL。 (5)电解硝酸银溶液,在阴极上析出 Ag,阳极上放出 O2,产生硝酸,滴入石蕊溶液,显 红色。 拓展提高 1.如图 X 为电源,Y 为浸透饱和食盐水和酚酞溶液的滤纸,滤纸中央滴有一滴 KMnO4 溶液,通电后 Y 中央的紫红色色斑向 d 端扩散。下列判断正确的是 ( )。 A.滤纸上 c 点附近会变为红色 B.Cu 电极质量减小,Pt 电极质量增大 C.烧杯中溶液的 pH 增大 D.烧杯中 SO4 2-向 Cu 电极定向移动 答案:A 解析:由图可知,该装置为电解装置,由通电后 Y 中央的紫红色色斑向 d 端扩散 知,d 为阳极(MnO4 - 向阳极移动),b 为电源的正极,a 为电源的负极。Y 为浸透饱和 食盐水和酚酞溶液的滤纸,c 点 H+放电,则 OH-浓度增大,所以滤纸上 c 点附近会 变红色,A 项正确;Cu 电极上 Cu2+得到电子生成 Cu,Pt 电极上 OH-失去电子,故 Cu 电极质量增大,Pt 电极质量不变,B 项错误;Pt 电极上 OH-失去电子,故烧杯中溶液 的 pH 减小,C 项错误;Cu 电极为阴极,Pt 电极为阳极,烧杯中 SO4 2-向 Pt 电极定向 移动,D 项错误
2.电解法处理酸性含铬废水（主要含有C20)时，以铁板作阴、阳极，处理过程中 存在反应Cr20乃+6Fe2+14H一2Cr3+6Fe3+7H20,最后Cr3+以Cr(OH田3形式除 去。下列说法不正确的是( A.阳极反应为Fe-2e一Fe2+ B.电解过程中溶液pH不会变化 C.过程中有Fe(OH)3沉淀生成 D.电路中每转移12mole,最多有1 mol Cr20乃被还原 答案B 解析：铁板作阳极，则阳极上Fe失电子，A项正确；电解过程中cH)减小，c(OH)增 大，所以pH变大，B项错误；溶液酸性减弱，pH增大，有F(OH)3沉淀生成，C项正 确：电路中每转移12mole,生成6 mol Fe2+,则有1 mol Cr20?被还原，D项正确。 3.500 mL KNO3和CuNO3)2的混合溶液中cN03=0.6molL1,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2.24L气体（标准状况下），假定电解后 溶液体积仍为500mL,下列说法错误的是( A.原混合溶液中c(K+)为0.2 mol-L-I B.上述电解过程中共转移0.4mol电子 C.电解得到的Cu的物质的量为0.05mol D.电解后溶液中c(H)为0.4moL 答案：C 解析：石墨作电极电解KNO3和CuNO32的混合溶液，阳极反应式为4OH-4e 2HO+O2↑，阴极先后发生两个反应：Cu2+2e一Cu,2Ht+2e一↑。从阳极收集 到2.24LO2可知上述电解过程中共转移电子0.4ol,B项正确。在阴极生成 2.24LH2的过程中转移0.2mol电子，所以Cu2+共得到电子0.4mol-0.2mol=0.2 mol,电解前Cu2+的物质的量和电解得到的Cu的物质的量都为0.1mol,C项错 误。根据电荷守恒，电解前：c(K+十2c(Cu2+=cN03),cN03=0.6molL 1,c(Cu2+=0.2molL1,则c(K+)=0.2molL1,A项正确；电解后c(K+十c(H)尸cN03), 则c(H)=0.6molL1-0.2molL1=0.4molL1,D项正确。 4.电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法，如图是电解污水的实验装置 示意图，实验用污水中主要含有可被吸附的悬浮物（不导电）。下列有关推断明显 不合理的是( +直流电源 阳极 阴极 铝片 污水
2.电解法处理酸性含铬废水(主要含有 Cr2O7 2- )时,以铁板作阴、阳极,处理过程中 存在反应 Cr2O7 2-+6Fe2++14H+ 2Cr3++6Fe3++7H2O,最后 Cr3+以 Cr(OH)3 形式除 去。下列说法不正确的是( )。 A.阳极反应为 Fe-2e- Fe2+ B.电解过程中溶液 pH 不会变化 C.过程中有 Fe(OH)3 沉淀生成 D.电路中每转移 12 mol e- ,最多有 1 mol Cr2O7 2-被还原 答案:B 解析:铁板作阳极,则阳极上 Fe 失电子,A 项正确;电解过程中 c(H+ )减小,c(OH- )增 大,所以 pH 变大,B 项错误;溶液酸性减弱,pH 增大,有 Fe(OH)3 沉淀生成,C 项正 确;电路中每转移 12 mol e - ,生成 6 mol Fe2+ ,则有 1 mol Cr2O7 2-被还原,D 项正确。 3.500 mL KNO3 和 Cu(NO3)2 的混合溶液中 c(NO3 - )=0.6 mol·L -1 ,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 2.24 L 气体(标准状况下),假定电解后 溶液体积仍为 500 mL,下列说法错误的是( )。 A.原混合溶液中 c(K+ )为 0.2 mol·L -1 B.上述电解过程中共转移 0.4 mol 电子 C.电解得到的 Cu 的物质的量为 0.05 mol D.电解后溶液中 c(H+ )为 0.4 mol·L -1 答案:C 解析:石墨作电极电解 KNO3 和 Cu(NO3)2的混合溶液,阳极反应式为 4OH- -4e- 2H2O+O2↑,阴极先后发生两个反应:Cu2++2e- Cu,2H++2e- H2↑。从阳极收集 到 2.24 L O2 可知上述电解过程中共转移电子 0.4 mol,B 项正确。在阴极生成 2.24 L H2 的过程中转移 0.2 mol 电子,所以 Cu2+共得到电子 0.4 mol-0.2 mol=0.2 mol,电解前 Cu2+的物质的量和电解得到的 Cu 的物质的量都为 0.1 mol,C 项错 误。根据电荷守恒,电解前:c(K+ )+2c(Cu2+)=c(NO3 - ),c(NO3 - )=0.6 mol·L - 1 ,c(Cu2+)=0.2 mol·L -1 ,则 c(K+ )=0.2 mol·L -1 ,A 项正确;电解后 c(K+ )+c(H+ )=c(NO3 - ), 则 c(H+ )=0.6 mol·L -1 -0.2 mol·L -1=0.4 mol·L -1 ,D 项正确。 4.电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法,如图是电解污水的实验装置 示意图,实验用污水中主要含有可被吸附的悬浮物(不导电)。下列有关推断明显 不合理的是( )
A.阴极的电极反应式为O2+4e+2H2C一4OH B.通电过程中烧杯内产生可以吸附悬浮物的F(OH)3 C.通电过程中会产生气泡，把悬浮物带到水面形成浮渣弃去 D.如果实验用污水导电性不良，可加入少量Na2SO4固体以增强导电性 答案：A 解析：A项中阴极反应是H20电离出的H+得电子，电极反应式为2H2O+2 2OH+H2↑。 5.氯碱工业的一种节能新工艺是将电解池与燃料电池相结合，相关物料的传输与 转化关系如图所示（电极未标出）。下列说法正确的是( 饱和NaCI溶液 a%NaOH溶液 空气 除CO】 阳离子 J阳离子 NaCI溶液 交换膜 b%稀NaOH溶液 交换膜c%NaOHi溶液 电解池 燃料电池 A.电解池的阴极反应式为2H2O+2e'一H2↑+2OH B.通入空气的电极为负极 C.电解池中产生2 mol Cl2时，理论上燃料电池中消耗0.5molO2 D.a、b、c的大小关系为a心b=c 答案：A 解析：题给电解池的阴极反应式为2H2O+2e一H2↑+2OH,阳极反应式为2C-2 C2↑，A项正确：题给燃料电池为氢氧燃料电池，通入空气的电极为正极，B项错 误；由整个电路中得失电子守恒可知，电解池中产生2molC2,理论上转移4mol 电子，则燃料电池中消耗1olO2,C项错误；题给燃料电池的负极反应式为 2H2+40H-4e'一4H20,正极反应式为02+2H20+4e一4OH,所以a、b、c的大 小关系为c>a>b,D项错误。 6某小组同学设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氧气、氢气、硫酸和氢氧 化钾。 疏酸钾溶液 M 交换膜交换膜 (含少量硫酸) (含少量KOH田 (1)X极与电源的 (填“正”或“负”)极相连，氢气从 (填“ABC” 或D)口导出
A.阴极的电极反应式为 O2+4e-+2H2O 4OHB.通电过程中烧杯内产生可以吸附悬浮物的 Fe(OH)3 C.通电过程中会产生气泡,把悬浮物带到水面形成浮渣弃去 D.如果实验用污水导电性不良,可加入少量 Na2SO4 固体以增强导电性 答案:A 解析:A 项中阴极反应是 H2O 电离出的 H+得电子,电极反应式为 2H2O+2e- 2OH-+H2↑。 5.氯碱工业的一种节能新工艺是将电解池与燃料电池相结合,相关物料的传输与 转化关系如图所示(电极未标出)。下列说法正确的是( )。 A.电解池的阴极反应式为 2H2O+2e- H2↑+2OHB.通入空气的电极为负极 C.电解池中产生 2 mol Cl2 时,理论上燃料电池中消耗 0.5 mol O2 D.a、b、c 的大小关系为 a>b=c 答案:A 解析:题给电解池的阴极反应式为 2H2O+2e- H2↑+2OH- ,阳极反应式为 2Cl- -2eCl2↑,A 项正确;题给燃料电池为氢氧燃料电池,通入空气的电极为正极,B 项错 误;由整个电路中得失电子守恒可知,电解池中产生 2 mol Cl2,理论上转移 4 mol 电子,则燃料电池中消耗 1 mol O2,C 项错误;题给燃料电池的负极反应式为 2H2+4OH- -4e- 4H2O,正极反应式为 O2+2H2O+4e- 4OH- ,所以 a、b、c 的大 小关系为 c>a>b,D 项错误。 6.某小组同学设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氧气、氢气、硫酸和氢氧 化钾。 (1)X 极与电源的 (填“正”或“负”)极相连,氢气从 (填“A”“B”“C” 或“D”)口导出
(2)离子交换膜只允许一类离子通过，则M为 (填“阴离子”或“阳离子”，下 同)交换膜，N为 交换膜。 (3)若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池（石墨为电极），则 电池负极的电极反应式为 (4)若在标准状况下，制得11.2L氢气，则生成H2S04的质量是 转移的电 子数为 答案1)正C(2)阴离子阳离子 (3)H2+20H-2e—2H2O (4)49g6.02×1023 解析：(1)2)题图中左边加入含少量硫酸的水，暗示左边制硫酸，即H20在阳极发生 氧化反应，使左边溶液中H+增多，为了使溶液呈电中性，硫酸钾溶液中的S0?通 过M交换膜向左迁移，即M为阴离子交换膜，由此推知X为阳极，与电源正极相 连，氧气从B出口导出，A出口流出硫酸；同理，右侧加入含KOH的水，说明右边制 备KOH溶液，H2O在Y极发生还原反应，说明Y极为阴极，与电源负极相连，右边 溶液中OH增多，硫酸钾溶液中K+向右迁移N为阳离子交换膜。所以，氢气从C 出口导出，D出口流出KOH溶液。(3)若将制得的氢气和氧气在氢氧化钾溶液中 构成原电池，正极反应式为O2+2H20+4e一4OH,负极反应式为2H+4OH-4 一4H20。(4)nH)=0.5mol,2H+2e一H↑，得电子为1mol,X极的反应式为 2H0-4e一4Ht+O2↑，根据电子守恒知，生成Ht的物质的量为1mol,故生成0.5 mol H2SO4,m(H2S04)-49go 挑战创新 催化硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。 (1)催化硝化法中，用H2将NO3还原为N2,一段时间后，溶液的碱性明显增强。则 该反应离子方程式为 (2)电化学降解N0;的原理如图所示，电源正极为 (填a”或b”):若总反应 为4N0;+4H电502↑+2N2↑+2H20,则阴极反应式为 值流电源' 质子交换膜 答案(I)2NO;+5H催化剂 N2+20H-+4H2O
(2)离子交换膜只允许一类离子通过,则 M 为 (填“阴离子”或“阳离子”,下 同)交换膜,N 为 交换膜。 (3)若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池(石墨为电极),则 电池负极的电极反应式为 。 (4)若在标准状况下,制得 11.2 L 氢气,则生成 H2SO4 的质量是 ,转移的电 子数为 。 答案:(1)正 C (2)阴离子 阳离子 (3)H2+2OH- -2e- 2H2O (4)49 g 6.02×1023 解析:(1)(2)题图中左边加入含少量硫酸的水,暗示左边制硫酸,即 H2O 在阳极发生 氧化反应,使左边溶液中 H+ 增多,为了使溶液呈电中性,硫酸钾溶液中的 SO4 2- 通 过 M 交换膜向左迁移,即 M 为阴离子交换膜,由此推知 X 为阳极,与电源正极相 连,氧气从 B 出口导出,A 出口流出硫酸;同理,右侧加入含 KOH 的水,说明右边制 备 KOH 溶液,H2O 在 Y 极发生还原反应,说明 Y 极为阴极,与电源负极相连,右边 溶液中 OH- 增多,硫酸钾溶液中 K+向右迁移,N 为阳离子交换膜。所以,氢气从 C 出口导出,D 出口流出 KOH 溶液。(3)若将制得的氢气和氧气在氢氧化钾溶液中 构成原电池,正极反应式为 O2+2H2O+4e- 4OH- ,负极反应式为 2H2+4OH- -4e- 4H2O。(4)n(H2)=0.5 mol,2H++2e- H2↑,得电子为 1 mol,X 极的反应式为 2H2O-4e- 4H++O2↑,根据电子守恒知,生成 H+的物质的量为 1 mol,故生成 0.5 mol H2SO4,m(H2SO4)=49 g。 挑战创新 催化硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。 (1)催化硝化法中,用 H2 将 NO3 - 还原为 N2,一段时间后,溶液的碱性明显增强。则 该反应离子方程式为 。 (2)电化学降解 NO3 - 的原理如图所示,电源正极为 (填“a”或“b”);若总反应 为 4NO3 - +4H+ 5O2↑+2N2↑+2H2O,则阴极反应式为 。 答案:(1)2NO3 - +5H2 N2+2OH-+4H2O
(2)a2N03+12Ht+10e'一N2↑+6H20 解析(1)用H2将NO;还原为N2,一段时间后，溶液的碱性明显增强，说明该反应中 生成氢氧根离子，同时还生成水，所以反应方程式为2N0;+5H催化剂N2+20H +4H20。 (2)根据题给图像知，硝酸根离子得电子发生还原反应，则b为负极、为正极，根 据电解总反应式知，阴极上硝酸根离子得电子生成氮气和水，电极反应式为 2N05+12Ht+10e一N2↑+6H2O
(2)a 2NO3 - +12H++10e- N2↑+6H2O 解析:(1)用 H2 将 NO3 - 还原为 N2,一段时间后,溶液的碱性明显增强,说明该反应中 生成氢氧根离子,同时还生成水,所以反应方程式为 2NO3 - +5H2 N2+2OH- +4H2O。 (2)根据题给图像知,硝酸根离子得电子发生还原反应,则 b 为负极、a 为正极,根 据电解总反应式知,阴极上硝酸根离子得电子生成氮气和水,电极反应式为 2NO3 - +12H++10e- N2↑+6H2O