高三一轮总复习讲与练课时作业24 电解池 金属的电化学腐蚀与防护Word格式文档下载.docx

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D．整个电解过程中，H＋的浓度不断减小

[答案]A

[解析]电解的开始阶段，阳极Cu放电：

Cu－2e－===Cu2＋，阴极：

2H＋＋2e－===H2↑；

随着反应的进行，溶液中Cu2＋浓度增大，一段时间后阴极上会发生Cu2＋＋2e－===Cu，有铜析出，且在不断的反应中消耗H＋，使H＋浓度不断减小。

3．（双选）（2011·

海南，12）根据下图，下列判断中正确的是（　　）

A．烧杯a中的溶液pH升高

B．烧杯b中发生氧化反应

C．烧杯a中发生的反应为2H＋＋2e－===H2

D．烧杯b中发生的反应为2Cl－－2e－===Cl2

[答案]AB

[解析]本题考查了原电池原理的应用。

该原电池的实质是金属锌的吸氧腐蚀，负极电极反应式（b烧杯中）为：

Zn－2e－===Zn2＋，正极电极反应式（a烧杯中）为：

O2＋4e－＋2H2O===4OH－。

4．下列有关电化学的示意图中正确的是（　　）

[答案]D

[解析]A项Zn电极应为负极；

B项中Zn应插入ZnSO4溶液中，Cu插入CuSO4溶液中；

C项电解精炼铜，应粗铜作阳极，精铜作阴极。

5．将分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为（　　）

A．6∶3∶2　　　　　　B．6∶3∶1

C．1∶2∶3D．3∶2∶1

[解析]串联电路通过各电解池的电子总数相等。

6．用惰性电极电解M（NO3）x的水溶液，当阴极上增重ag时，在阳极上同时产生bL（标准状况）氧气，从而可知M的相对原子质量是（　　）

A.

B.

C.

D.

[答案]C

[解析]由题意分析得：

阴极、阳极发生的电极反应分别为

阴极：

4Mx＋＋4xe－―→4M　阳极：

4xOH－－4xe－―→2xH2O＋xO2↑

根据阴、阳两极转移电子的数目相等，设M的相对原子质量为M。

得关系式

4Mx＋～4xe－～xO2↑

4Mg　　　　22.4xL

ag　　　　　bL

则：

＝

　M＝

。

7．在0℃和1×

105Pa下，用铂电极电解硫酸铜溶液，当阴极产生6.4g铜时，阳极放出（　　）

A．1.12L氢气B．1.12L氧气

C．2.24L氢气D．2.24L氧气

[解析]①灵活运用离子的放电顺序写两极反应式；

②电解池中，阳极失去的电子数等于阴极得到的电子数。

8．某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，它们的物质的量之比为3∶1，用石墨作电极电解溶液时，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．阴极只析出H2

B．阳极先析出Cl2，后析出O2

C．电解最后阶段为电解水

D．溶液pH不断增大，最后为7

[解析]电解质溶液中n（Na＋）∶n（Cl－）∶n（H＋）∶n（SO

）＝3∶3∶2∶1，开始电解时产生H2和Cl2，产生H2和Cl2的同时生成的OH－中和H2SO4，且OH－过量。

最后是电解水，因而最后溶液的pH>

7，阴极只析出H2，三个阶段分别相当于电解HCl→NaCl→H2O。

9．（双选）1L0.1mol·

L－1AgNO3溶液在以Ag作阳极，Fe作阴极的电解槽中电解，当阴极上增重2.16g时，下列判断正确的是（设电解按理论进行，溶液不蒸发）（　　）

A．溶液的浓度变化为0.08mol·

L－1

B．阳极上产生112mLO2（标准状况）

C．转移的电子数是1.204×

1022个

D．反应中有0.02mol的Ag被氧化

[答案]CD

[解析]运用电解规律解题时，首先注意阳极材料，当阳极材料是金属（非惰性电极）时，在阳极上失去电子的首先是金属。

10．如下图所示，按图甲装置进行实验，若图乙的x轴表示流入电极的电子的量，则y轴不可能表示的是（　　）

A．c（Ag＋）B．c（NO

）

C．溶液的pHD．铁片质量

[解析]由图甲装置可知，铁为电镀装置的阴极，银为电镀装置的阳极，银失电子变为银离子进入溶液，阳极有多少物质的量的银被氧化，在阴极就有相等物质的量的银单质析出，故溶液中的银离子浓度不变，硝酸根不参加反应，所以其浓度也不变；

通电过程中，水电离出的氢离子和氢氧根离子都没有放电，所以溶液的pH没有变化；

铁为阴极，银离子在其上放电而析出，所以铁片的质量增加。

11．用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，电解一段时间后，向电解液加入0.1mol碱式碳酸铜晶体（不含结晶水），恰好使溶液恢复到电解前的浓度和pH。

下列有关叙述不正确的是（　　）

A．电解过程产生的气体体积（在标准状况下）为5.6L

B．电解过程转移的电子数为3.612×

1023个

C．电解过程只发生了

2CuSO4＋2H2O

2Cu＋O2↑＋2H2SO4

D．加入碱式碳酸铜的反应是：

Cu2（OH）2CO3＋2H2SO4===2CuSO4＋CO2↑＋3H2O

12．现有阳离子交换膜、阴离子交换膜、石墨电极和如图所示的电解槽，用氯碱工业中的离子交换膜技术原理，可电解Na2SO4溶液生产NaOH溶液和H2SO4溶液。

下列说法中正确的是（　　）

A．阳极反应式为2H＋＋2e－===H2↑

B．从A口出来的是H2SO4溶液

C．a是阳离子交换膜，允许H＋通过

D．Na2SO4溶液从E口加入

[解析]惰性电极电解Na2SO4溶液，阳极电解得到O2和H＋，阴极电解得到H2和OH－。

离子交换膜将电解槽分为3个区域，Na2SO4溶液从中间区域加入，Na＋通过阳离子交换膜b移向阴极室，SO

通过阴离子交换膜a移向阳极室，这样即可得到NaOH和H2SO4。

阳极室和阴极室在电解开始时只需分别加入少量H2SO4和NaOH溶液，以增强溶液导电性而又不带入杂质。

二、非选择题（共52分）

13．（12分）在50mL、0.2mol·

L－1CuSO4溶液中插入两个电极，通电电解（不考虑水分蒸发）则：

（1）若两极均为铜片，电解过程中CuSO4溶液的浓度______（填“增大”“减小”或“不变”）；

（2）若阳极为纯锌，阴极为铜片，阳极反应式是______________；

（3）若阳极为纯锌，阴极为铜片，如不考虑H＋在阴极上放电，当电路中有0.04mol电子通过时，阴极增重______g，阴极上的电极反应式是______________。

[答案]

（1）不变　

（2）Zn===Zn2＋＋2e－　（3）1.28　Cu2＋＋2e－===Cu

[解析]

（1）两极均为铜片，电解液为CuSO4溶液，这是一个电镀装置，电解过程中电解质溶液的浓度不变。

（2）阳极为纯锌，为活泼金属，通电电解时，锌发生氧化反应：

Zn===Zn2＋＋2e－。

（3）若阳极为纯锌，阴极为铜片，不考虑H＋在阴极上放电，则阴极反应为Cu2＋得电子的还原反应：

Cu2＋＋2e－===Cu。

当电路中有0.04mol电子通过时，有0.04mol/2×

64g·

mol－1＝1.28g铜析出。

14．（12分）下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g10.00%

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浓度为10.47%，乙中c电极质量增加。

据此回答问题：

①电源的N端为________极；

②电极b上发生的电极反应为__________________；

③列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积：

____________________________________；

④电极c的质量变化是________g；

⑤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？

__________________________________。

[答案]

（1）①正　②4OH－－4e－===2H2O＋O2↑

③水减少的质量：

100g×

（1－

）＝4.5g

生成O2体积：

×

22.4L·

mol－1＝2.8L

④16

⑤碱性增大，因为电解后，水量减少，溶液中NaOH浓度增大　酸性增大，因为阳极上OH－生成O2，溶液中H＋离子浓度增加　酸碱性大小没有变化，因为K2SO4是强酸强碱盐，浓度增加不影响溶液的酸碱性

（2）能继续进行，因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液，反应也就变为水的电解反应

[解析]本题全面考查了电化学知识，包括电极的判断，电极反应式的书写和计算，首先判断电极，应利用c极质量增加是因为发生了Cu2＋＋2e－＝Cu，故c为阴极，则电源的M极为负极，N极为正极，其余依次解答即可。

15．（14分）如下图所示，A为直流电源，B为渗透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸，C为电镀槽，接通电路后，发现B上的c点显红色，请填空：

（1）电源A的a为________极。

（2）滤纸B上发生的总反应方程式为：

_____________。

（3）欲在电镀槽中实现铁上镀锌，接通K点，使c、d两点短路，则电极e上发生的反应为：

______________________，电极f上发生的反应为：

______________________，槽中盛放的电镀液可以是____________或____________。

（只要求填两种电解质溶液）。

[答案]

（1）正　

（2）2NaCl＋2H2O

2NaOH＋H2↑＋Cl2↑

（3）Zn－2e－===Zn2＋　Zn2＋＋2e－===Zn　ZnSO4溶液　ZnCl2溶液

[解析]电解饱和氯化钠溶液时发生的电解反应为：

2NaCl＋2H2O

2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，根据“B上的c点显红色”可以判断c电极为阴极（为H＋放电），故b为直流电源负极，a为直流电源正极。

在电镀槽中实现铁上镀锌，则锌为阳极（e电极），发生的反应为：

Zn－2e－===Zn2＋；

铁为阴极（f电极），发生的反应为：

Zn2＋＋2e－===Zn，电解液为含有Zn2＋的可溶性盐溶液。

16．（14分）（2011·

天津，10）工业废水中常含有一定量的Cr2O

和CrO

，它们会对人类及生态系统产生很大损害，必须进行处理。

常用的处理方法有两种。

方法1：

还原沉淀法

该法的工艺流程为

其中第①步存在平衡：

2CrO

（黄色）＋2H＋Cr2O

（橙色）＋H2O

（1）若平衡体系的pH＝2，则溶液显________色。

（2）能说明第①步反应达平衡状态的是________。

a．Cr2O

的浓度相同

b．2v（Cr2O

）＝v（CrO

c．溶液的颜色不变

（3）第②步中，还原1molCr2O

离子，需要________mol的FeSO4·

7H2O。

（4）第③步生成的Cr（OH）3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：

Cr（OH）3（s）Cr3＋（aq）＋3OH－（aq）

常温下，Cr（OH）3的溶度积Ksp＝c（Cr3＋）·

c3（OH－）＝10－32，要使c（Cr3＋）降至10－5mol/L，溶液的pH应调至________。

方法2：

电解法

该法用Fe作电极电解含Cr2O

的酸性废水，随着电解进行，在阴极附近溶液pH升高，产生Cr（OH）3沉淀。

（5）用Fe作电极的原因为________________________。

（6）在阴极附近溶液pH升高的原因是（用电极反应解释）______。

溶液中同时生成的沉淀还有_____________________。

[答案]

（1）橙　

（2）c　（3）6　（4）5

（5）阳极反应为Fe－2e－===Fe2＋，提供还原剂Fe2＋

（6）2H＋＋2e－===H2↑　Fe（OH）3

[解析]本题以工业废水处理为命题点，将平衡移动及电解原理等融合在一起考查。

（1）pH＝2溶液呈酸性，促使平衡正向移动，溶液为橙色。

（2）平衡时Cr2O

和CrO

的浓度不一定相同，a错误；

b未指明速率所表示的方向；

溶液颜色不变表示反应混合物有色物质的浓度不变化，c正确。

（3）由Cr2O

～2Cr3＋，化合价降低6价，而Fe2＋～Fe3＋化合价升高1价，故根据电子守恒可知存在如下关系：

Cr2O

～6Fe2＋。

（4）将c（Cr3＋）＝10－5mol/L带入Cr（OH）3的Ksp表达式，可得溶液的c（OH－）＝10－9mol/L，故c（H＋）＝10－5mol/L，溶液的pH＝5。

从题给信息可知Cr2O

转化为Cr（OH）3发生还原反应，故为阴极反应；

则阴极活泼电极铁将发生氧化反应生成Fe2＋。