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1、名校名 推荐第二节 电能转化为化学能电解电解的原理基础夯实1.能用电解原理说明的问题是()电解是把电能转变成化学能电解是化学能转变成电能电解质溶液导电是化学变化,金属导电是物理变化不能自发进行的氧化还原反应,通过电解的原理可以实现任何溶液被电解时,必须导致氧化还原反应的发生A. B. C.D. 解析： 从能量角度看,电解是把电能转变成化学能的过程,故 对、 错 ;电解质溶液的导电过程,必将伴随着两个电极上氧化还原反应的发生,同时生成新的物质,故 、 对 ;某些不能自发进行的氧化还原反应,通过电解的原理供给电能也可能实现,故 对。所以D 选项符合题意。答案： D2.如图所示 ,在一 U 形管中装
2、入含有紫色石蕊的Na2SO4 溶液 ,通直流电 ,一段时间后U 形管内会形成一个倒立的三色“彩虹 ”,从左到右颜色的顺序是 ()A. 蓝、紫、红B.红、蓝、紫C.红、紫、蓝D.紫、红、蓝Na2 SO4 溶液 ,实际上是电解水 ,其两极反应式为阴极 :4H +4e-解析： 用惰性电极电解2H 2阳极 :4OH -4e-2H 2O+O 2故阴极区域富集OH -,溶液呈碱性 ,使石蕊溶液变蓝色; 阳极区域富集H +,溶液呈酸性 ,使石蕊溶液变红色。答案： C3.用石墨作电极电解CuSO4 溶液。通电一段时间后 ,欲使电解液恢复到起始状态,应向溶液中加入适量的 ()A.CuSO 4B.H 2OC.Cu
3、OD.CuSO 45H2O解析： 用石墨作电极电解 CuSO4 溶液的电解方程式是2CuSO42O2H242,+2HSO +2Cu+O故选项 C 正确。答案： C4.将等物质的量的AgNO 3、 Ba(NO 3)2、 NaCl 、 K2SO4 混合均匀后加入到水中,取适量混合溶液用惰性电极电解,片刻后两极上析出的氧化产物与还原产物的质量之比为()(导学号52160108)1名校名 推荐A.35.5 108B.1 2C.108 35.5D.8 1解析： 这四种物质混合后,生成沉淀的离子之间先反应生成AgCl 和 BaSO4 沉淀 ,得到 NaNO 3和 KNO 3 的混合溶液 ,实质是电解水。答
4、案： D5.下列关于电解池中形成的闭合回路的叙述,正确的是 ()A. 电解池中的闭合回路仅是由电子的定向运动形成的B.金属导线中 ,电子从电源的负极流向电解池的阳极,从电解池的阴极流向电源的正极C.在电解质溶液中 ,阴离子向阴极运动,阳离子向阳极运动D.相同时间内 ,阳离子在阴极上得到的电子与阴离子在阳极上失去的电子数相等解析： 电解池中的闭合回路是由两部分组成的:在金属导线和电极中是由电子的定向运动来搬运电荷的 ,电解质中是靠阴、阳离子的定向运动来导电的。电子从电源的负极出发,流向电解池的阴极 ,在该电极上阳离子获得电子发生还原反应; 与此同时 ,阴离子在阳极上失去电子发生氧化反应 ,失去的
5、电子再从电解池的阳极流向电源的正极,从而在两部分导体中形成闭合回路。在电解质溶液或熔融电解质中,阴离子向阳极移动,阳离子向阴极移动 ,根据电子的得失守恒 ,相同时间内 ,阳离子在阴极上得到的电子数与阴离子在阳极上失去的电子数相等。答案： D6.用惰性电极实现电解 ,下列说法正确的是 ()A. 电解稀硫酸 ,实质上是电解水 ,故溶液中 H+ 浓度不变B.电解稀氢氧化钠溶液 ,要消耗 OH-,故溶液中 OH-浓度减小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 1解析： 电解稀硫酸 ,实质上是电解水 ,硫酸的物
6、质的量不变,但溶液体积减小 ,H+浓度增大 ,A不正确。电解稀 NaOH 溶液 ,阳极消耗 OH -,阴极消耗 H + ,实质也是电解水 ,NaOH溶液浓度增大 ,故溶液的 OH -浓度增大 ,B 不正确。电解 Na 2SO4 溶液时 ,阳极反应为 4OH -4e-2H 2O+O 2,阴极反应为 2H +2e-H 2,由于两电极通过的电量相等,故析出 H 2与 O2 的物质的量之比为2 1,C 不正确。电解CuCl 2 溶液时 ,阴极反应为 Cu2+2e-Cu, 阳极反应为 2Cl- -2e-Cl 2,两极通过电量相等时,Cu 和 Cl 2 的物质的量之比为 1 1,D 正确。答案： D7.某
7、溶液中只含有两种溶质NaCl 与 H2SO4,它们物质的量之比为 3 1。用石墨作电极电解该混合溶液时 ,根据电极产物 ,可明显分为三个阶段。下列叙述不正确的是()A. 阴极自始至终只析出H2B.阳极先析出 Cl 2,后析出 O2C.电解最后阶段为电解水D.溶液始终为酸性解析： 电解质溶液中,n(Na+) n(Cl -) n(H+ ) n(S)=3 3 2 1,三个阶段分别相当于电解HCl NaCl H2O。答案： D8.如图所示为直流电源 ,为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞溶液的滤纸,为电镀槽。接通电路后发现上的 c 点显红色。为实现铁上镀锌,接通后 ,使 c、 d 两点短路。2名校名 推荐下列叙
8、述不正确的是()A.a 为直流电源的正极B.c 极发生的反应为2H +2e-H 2C.f 极为锌板D.e 极发生氧化反应解析： c 点显红色说明该处有OH -生成 ,则 c 点同时有氢气生成,发生还原反应 ,连接电源的负极,因此 b 为负极 ,a 为正极 ,由此可知 A 、B 项正确 ;铁上镀锌 ,则铁为阴极 ,连接电源负极 ,故 f 极为铁板 ,锌为阳极 ,故 e 极为锌板 ,发生氧化反应 ,由此可知 C 项错误、 D 项正确。答案： C9.如图中 x、 y 分别是直流电源的两极,通电后发现a 极板质量增加,b 极板处有无色无臭气体放出 ,符合这一情况的是 () (导学号 52160109)
9、a bx 电极 极Z 溶液板 板极石 负A 锌CuSO4墨极石 石负BNaOH墨 墨 极正C 银 铁AgNO 3极石 负D 铜CuCl 2墨极解析： 用活泼电极或惰性电极电解相同的溶液时现象可能不同。通电后a 极板增重 ,表明溶液中金属阳离子在a 极板上放电 ,发生还原反应析出了金属单质,因此可确定a 极板是电解池的阴极 ,与它相连接的直流电源的x 极是负极。 选项 C 中 x 极为正极 ,故 C 不正确。 A 中电解液为 CuSO4 溶液 ,阴极 a 板上析出Cu 而增重 ,阳极 b 板上由于OH-放电而放出无色无臭的O2,故 A 正确。 B 中电解液为 NaOH 溶液 ,通电后阴极 a 板
10、上应放出 H2 ,a 极板不会增重 ,故 B 不正确。 D 中电解液为 CuCl 2 溶液 ,阴极 a 板上因析出 Cu 而增重 ,但阳极 b 板上因 Cl -放电 ,放出黄绿色、有刺激性气味的 Cl 2,故 D 不正确。3名校名 推荐答案： A10.碘盐的主要成分是 KIO 3 和 KI 溶液 ,化学方程式为 KI+H 2O A. 电解时 ,石墨作阴极 ,铁作阳极B.电解时 ,在阴极上产生 KIO 3 C.电解后的溶液呈碱性NaCl,KIO 3 在工业上可用电解法制取,以石墨和铁为电极,电解KIO 3+H2(未配平 )。下列有关说法中正确的是()D.电解中 ,每转移 0.6 mol e-,理
11、论上可得到0.1 mol 无水 KIO 3 晶体解析：配平化学方程式 :KI+3H 23+3H2。由化学方程式可知 ,铁是活泼电极不适合作OKIO-阳极 ,A 项错误 ;KI KIO 3 发生氧化反应,转移 6e ,为阳极反应 ,B 项错误 ,D 项正确。能力提升11.从 N 、S、 H+、 Cu2+、 Ba2+、 Ag +、 Cl -、 OH- 等离子中选出适当的离子组成电解质,采用惰性电极对其溶液进行电解。(1) 两极分别放出H 2 和 O2 时,电解质的化学式可能是;(2) 若阴极析出金属 ,阳极放出 O2,电解质的化学式可能是;(3) 两极分别放出气体 ,且体积比为 11,电解质的化学
12、式可能是 。解析： 题中提供的离子放电的顺序是-阳极 :Cl OH (N 、 S)(1)两极分别放出 H2 和 O2,即 H+ 和 OH -放电 ,实质是电解 H2O,水中的溶质应是起导电作用而又不改变 H+ 和 OH -放电的顺序 ,它可以是 HNO 3、 H2SO4、Ba(NO 3)2 、Ba(OH) 2 中的任意一种 ,但不是 BaSO4。(2) 阴极析出金属 ,即 Ag + 或 Cu2+放电 ;阳极放出 O2,即 OH- 放电。水中的溶质可以是AgNO 3、 Cu(NO 3)2、 CuSO4 中的任意一种。(3)两极都生成气体,且气体体积比为1 1,则放电的离子应是Cl -和 H +
13、。水中的溶质可以是 HCl 、BaC12 中的任意一种。答案： (1)HNO 3、H 2SO4、 Ba(NO 3)2 、Ba(OH) 2(2)AgNO 3、Cu(NO 3)2、CuSO4(3)HCl 、 BaCl212. 由于 Fe(OH) 2极易被氧化 , 所以实验室很难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH) 2 沉淀。 应用如图所示电解实验可以制得白色纯净的Fe(OH) 2 沉淀 ,两电极的材料分别为石墨和铁。(导学号 52160110)(1)a 电极材料应为,电极反应式为。(2) 电解液 c 可以是 (填编号 )。4名校名 推荐A. 纯水B.NaCl 溶液C.NaOH 溶液D.
14、CuCl 2 溶液(3)d 为一苯层 ,其作用为,在加入苯之前对c 应作何简单处理 ?。(4) 若 c 是 Na2SO4 溶液 ,当电解一段时间看到白色Fe(OH)2 沉淀后 ,再反接电源电解 ,除了电极上看到气泡外 ,混合物中另一明显现象是。解析： Fe(OH) 2 是借助反应 Fe2+2OH -Fe(OH) 2生成的。 (1)只有以 Fe 作为阳极 ,才能通过电极反应 Fe-2e-Fe2+ 提供 Fe2+,故 a 电极材料应该是 Fe。 (2)OH -应该由电解质溶液提供或通过电解生成 ,C 选项中的 NaOH 溶液符合要求 ;B 选项中 ,a 极发生反应 :Fe-2e-Fe2+,b 极发
15、生反应 :2H +2e-H 2,溶液中 OH -浓度增大 ,符合题意。 (3) 为了防止 Fe(OH) 2 被 O2 氧化 ,除了利用电解产生的H2 将液面上方的 O2 赶走外 ,还应该预先加热电解质溶液除去其中溶解的O2, 并 滴 入 合 适 的 试 剂 使 电 解 质 溶 液 与 空 气 隔 绝 。 (4) 反 接 电 源 时 , 电 解 方 程 式 是2H 2O2H 2+O 2,生成的 O2 会将 Fe(OH) 2 氧化 ,其现象是白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色。答案： (1)Fe Fe-2e-Fe2+(2)BC(3)隔绝空气 ,防止生成的 Fe(OH) 2 被氧化加热 c,以除去溶解的 O2(4)白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色5