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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原理的应用基础夯实1.下列描述中 ,不符合生产实际的是()A. 电解熔融的氧化铝制取金属铝,用锌作阳极B.电解法精炼银,用纯银作阴极C.电解饱和食盐水制烧碱,用碳棒作阴极D.在镀件上电镀铜,用铜作阳极解析： 电解时 ,若活泼金属作阳极,活泼金属先失电子被氧化,所以活泼金属不能作阳极。答案： A2.下列关于电解的说法中,正确的是 ()A. 电解池是把化学能转变为电能的装置B.电解精炼铜时 ,粗铜板作阴极C.电镀时 ,通常把待镀的金属制品作阴极D.工业电解饱和食盐水用于生产金属钠和氯气解析： 电解池是把电能转变为化学能的装置,A错 ;电解精炼铜时 ,粗铜
2、板作阳极 ,B 错 ;工业电解熔融氯化钠生产金属钠和氯气,电解饱和食盐水得到氢氧化钠、氢气和氯气,D 错。答案： C3.(2015 福建理综 ,11)某模拟 “人工树叶 ”电化学实验装置如下图所示 ,该装置能将 H2O 和 CO2转化为 O2 和燃料 (C3H 8O)。下列说法正确的是()A. 该装置将化学能转化为光能和电能B.该装置工作时,H+ 从 b 极区向 a 极区迁移C.每生成 1 mol O 2,有 44 g CO2 被还原+-C3H8O+5H 2OD.a 电极的反应为 :3CO 2+18H -18e解析： 由模拟 “人工树叶 ”电化学实验装置图知为电解装置,故为电能转化为化学能 ,
3、A 选项错误;b 侧连接电源的正极为阳极,a 侧连接电源的负极为阴极,在电解池中 H+向阴极移动 ,B 选项正确 ;右侧 H 2OO2 发生的是氧化反应-,每生成 1 mol O 2,转移 4 mol e ,C3H8O 中碳的化合价是-2 价 ,故 3CO 2C3H8O,转移 18 mol e-,依据得失电子守恒,反应中 2CO23O 2,生成 1 mol O 2 消耗 mol CO2,C 选项错误 ;a 电极发生的是还原反应 :3CO2+18H + +18e-C3H8 O+5H 2O,D 选项错误。答案： B1名校名 推荐4.某同学设计了一种电解法制取Fe(OH) 2 的实验装置(如图 )。
4、通电后 ,溶液中产生白色沉淀 ,且较长时间不变色。下列说法中正确的是()(导学号 52160111)A. 电源中 “a”为负极 ,“b”为正极B.电解池中的电解液可以是NaOH 溶液C.B 电极发生的反应为 4OH-4e-2H 2O+O 2D.A 、 B 两端都必须使用铁作电极解析： Fe(OH) 2 是由反应 Fe2+2OH -Fe(OH) 2 生成的。 只要以 Fe 作为阳极 ,就能通过电极反应 Fe-2e-Fe2+ 提供 Fe2+,故 A 、 B两端只有阳极需要使用铁作电极,所以 D 选项错误。OH-应该由电解质溶液提供或通过电解生成,故 B 选项正确。 为了防止 Fe(OH) 2 被
5、O2 氧化 ,利用电解产生的H 2 将溶液中溶解的O2 赶走 ,电极反应为2H +2e-H 2,故 C 选项错误。由以上分析得 ,A 极是阳极 ,连接的电源 “a”处为正极 ,B 极是阴极 ,连接的电源 “b”处为负极 ,故 A 选项错误。答案： B5.(2015 四川理综 ,4)用下图所示装置除去含CN -、 Cl -废水中的CN -时 ,控制溶液pH 为 910,阳极产生的ClO -将 CN -氧化为两种无污染的气体。下列说法不正确的是()A. 用石墨作阳极,铁作阴极B.阳极的电极反应式:Cl -+2OH -2e-ClO -+H2OC.阴极的电极反应式:2H 2O+2e-H2+2OH -的
6、反应 :2CN-+-D.除去 CN+5ClO +2HN2+2CO 2+5Cl +H 2O解析： 若铁作阳极 ,则铁失电子生成 Fe2+,则 CN -无法除去 ,故铁只能作阴极,A 项正确 ;Cl -要生成 ClO -,Cl 的化合价升高 ,故在阳极发生氧化反应 ,又已知该溶液为碱性条件,故 B 项正确 ;阳离子在电解池的阴极得电子发生还原反应,碱性条件下 ,H 2O 提供阳离子 H+ ,故 C 项正确 ;由于溶液是碱性条件 ,故除去 CN -发生的反应为2CN - +5ClO -+H 2ON2+2CO2+5Cl -+2OH -,D 项错误。答案： D6.用电解法提取氯化铜废液中的铜,方案正确的
7、是 ()A. 用铜片连接电源的正极,另一电极用铂片B.用碳棒连接电源的正极,另一电极用铜片C.用氢氧化钠溶液吸收阴极产物D.用带火星的木条检验阳极产物解析： 用电解法提取氯化铜废液中的铜时,铜必须作阴极 ,阳极是惰性电极, 阴极的反应式为Cu2+2e-Cu。答案： B7.电解含 H +浓度为 0.30 mol L-1的 100 mL 下列溶液 ,当电路中通过 0.04 mol 电子时 ,理论上析出金属质量最大的是 ()(导学号 52160112)2名校名 推荐-1+-12+A.0.10 mol LAgB.0.02 mol LZn-12+-12+C.0.20 mol L CuD.0.20 mol
8、 L Pb解析：根据离子的放电顺序可知 ,当电路中通过0.04 mol 的电子时 ,能析出金属的只有选项 A和 C,根据 Ag +e-Ag 和 Cu2+2e-Cu 可知 ,析出的金属的物质的量分别为0.01 mol 的Ag 和 0.02 mol 的 Cu,其质量分别为1.08 g 和 1.28 g。答案： C8.重铬酸钾又名红矾钾,是化学实验室中的一种重要分析试剂。工业上以铬酸钾 (K 2 CrO4)为原料 ,采用电化学法制备重铬酸钾 (K 2Cr2O7)。制备装置如图所示 (阳离子交换膜只允许阳离子透过) 。制备原理 :2Cr( 黄色 )+2H +Cr2(橙色 )+H 2O(1)通电后阳极室
9、产生的现象为;其电极反应式是。(2)该制备过程总反应的离子方程式可表示为4Cr+4H 2O2Cr 2+4OH -+2H 2+O 2,若实验开始时在右室中加入 38.8 g K 2CrO4,t min 后测得右室中 K 与 Cr 的物质的量之比为 3 2,则溶液中 K 2CrO 4 和 K 2Cr2 O7的物质的量之比为; 此时电路中转移电子的物质的量为。解析：(2)设溶液中 K 2CrO4 和 K 2 Cr2O7 的物质的量分别为a mol 、b mol,则 (2a+ 2b) (a+ 2b)=3 2,计算得出 ab=2 1;由 Cr 守恒可知 ,有的 K 2CrO 4 参加了反应 ,由给出的离
10、子方程式可知关系式 :4Cr4e-,故转移的电子为 194 g mol -1=0.1 mol 。答 案 ： (1) 阳极 产 生 无 色 气体 , 溶 液由 黄 色 逐 渐 变为 橙 色 4OH -4e-O2+2H 2O或2H 2O-4e-O2+4H +(2)2 10.1 mol能力提升9.如图 ,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。试回答下列问题:(导学号 52160113)(1)A 极为电源的极。(2)甲装置中电解反应的总化学方程式是。(3)乙装置中 F 极附近显红色的原因是。(4) 欲 用 丙 装 置 精 炼 铜 ,
11、G 应 该 是( 填 “精 铜 ”或 “粗 铜 ”), 电 解 质 溶 液 的 成 分是。(5) 已 知 氢 氧 化 铁 胶 体 中 含 有 带 正 电 荷 的 红 褐 色 的 胶 粒 , 那 么 装 置 丁 中 的 现 象3名校名 推荐是。解析：本题的突破口为“F 极附近显红色”,显红色的原因是生成了OH -,而 OH-是由于水电离出的 H +放电 ,促进了水的电离而生成的。H +放电说明该极为阴极,B 极为负极 ,则 A 极为正极。(4) 电解精炼铜时应将粗铜作阳极 ,精铜作阴极 ,CuSO4 溶液作电解质溶液。通电后 ,阳极 (粗铜 )的主要反应是Cu-2e-Cu2+。当粗铜的表面出现比
12、铜活泼的金属时,它们也会放电 ,但生成的阳离子的氧化性比铜离子弱,不可能在阴极上析出, 故留在溶液中,而粗铜中活动性比铜弱的金属会在阳极的底部沉积,成为阳极泥。所以 ,阴极 (精铜 )的反应为Cu2+2e-Cu,这样就可以在阴极上获得纯净的金属铜。(5)氢氧化铁胶粒带正电荷 ,向阴极 (Y 极)移动 ,则该极附近红褐色变深。答案： (1)正(2)CuCl 2Cu+Cl 2(3)F 极为阴极 ,H +放电 ,促进了水的电离 ,生成了 OH-,使酚酞显红色(4)粗铜硫酸铜溶液(5)Y 极附近红褐色变深10.脱硫技术能有效控制SO2 对空气的污染。(导学号 52160114)(1) 向 煤 中 加
13、入 石 灰 石 可 减 少 燃 烧 产 物 中 SO2 的 含 量 , 该 反 应 的 化 学 方 程 式是。(2) 海水呈弱碱性 ,主要含有 Na+、 K+ 、Ca2+、Mg 2+、 Cl-、S、Br -、 HC 等。含 SO2 的烟气可利用海水脱硫 ,其工艺流程如图所示 :向曝气池中通入空气的目的是。通入空气后曝气池中海水与天然海水相比,浓度有明显不同的离子是。a.Cl-b.Sc.Br -d.HC(3) 用 NaOH 溶液吸收烟气中的 SO2,将所得的 Na2SO3 溶液进行电解 ,可循环再生 NaOH, 同时得到 H 2SO4,其原理如图所示。 (电极材料为石墨 )图中 a 极要连接电源
14、的(填 “正 ”或 “负”)极,C 口流出的物质是。S 放电的电极反应式为。电解过程中阴极区碱性明显增强,试解释原因 :。解析： (1)煤燃烧时 ,石灰石在高温下分解产生CaO 和 CO2,CaO 为碱性氧化物 ,可以与 SO2、O2 反应生成 CaSO4,该反应的化学方程式是2SO2+O 2+2CaCO 32CaSO4+2CO 2。(2)SO 2 为酸性氧化物 ,海水呈弱碱性 ,曝气池中通入空气的目的是将H 2SO3 、HS 等氧化为 S。通入空气4名校名 推荐后溶液中 S 浓度增大 ,HC 浓度减小。 (3) 电解 Na 2SO3 溶液 ,根据图示关系 ,a 极要连接电源的负极 ,C 口流出的物质是硫酸。阴极的电极反应式为2H +2e-H 2,阳极的电极反应式为S-2e- +H2OS+2H +,电解过程中在阴极H+ 放电生成 H2 ,则有 OH- 生成 ,即 OH-浓度增大 ,溶液碱性增强。答案： (1)2SO2 +O2+2CaCO32CaSO4+2CO2(2)将 H2 SO3、 HS 等氧化为 S bd(3)负-+硫酸 S-2e +H 2OS+2H H2OH+OH -,在阴极 H +放电生成 H 2,有 OH-生成 ,即 OH-浓度增大 ,溶液碱性增强5