培優(yōu)點(diǎn)二十一  電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律1．惰性電極電解水型典例1．用鉑作電極電解某種溶液，通電一段時(shí)間，溶液的pH變小，并且在陽極得到0.56L氣體，陰極得到1.12L氣體（兩種氣體均在相同條件下測(cè)定）。由此可知溶液可能是（   ）A．稀鹽酸      B．KNO3溶液      C.CuSO4溶液       D.稀硫酸【解析】陽極與陰極產(chǎn)生的氣體體積比為=，相當(dāng)于電解水，pH變小，說明電解了含氧酸。【答案】D2．惰性電極電解電解質(zhì)型典例2．某溶液中含有兩種溶質(zhì)NaCl和H2SO4，它們的物質(zhì)的量之比為3∶1。用石墨作電極電解該混合溶液時(shí)，根據(jù)電極產(chǎn)物可明顯分為三個(gè)階段，下列敘述不正確的是（   ）A．陰極自始至終只析出H2               B．陽極先析出Cl2，后析出O2C．電解最后階段為電解水                D．溶液的pH不斷增大，最后為7【解析】電解質(zhì)溶液中，n(Na+)∶n(Cl－)∶n(H+)∶n(SO)＝3∶3∶2∶1，開始電解產(chǎn)生H2和Cl2，隨著產(chǎn)生H2和Cl2的同時(shí)，生成的OH－要中和H2SO4，且OH－過量，最后是電解水，因而最后溶液的pH大于7，陰極只放出H2。三個(gè)階段分別相當(dāng)于電解HCl→NaCl→H2O。【答案】D3.惰性電極電解水和電解質(zhì)型典例3．下圖所示裝置中，a、b都是惰性電極，通電一段時(shí)間后，b電極附近溶液呈紅色。下列說法正確的是（   ）A．X是負(fù)極，Y是正極                      B．Pt是陰極，Cu是陽極C．CuSO4溶液的pH逐漸減小                   D.CuSO4溶液的pH不變【解析】b電極附近溶液呈現(xiàn)紅色，說明b電極處生成了氫氧根離子。電解飽和食鹽水陽極發(fā)生氧化反 應(yīng)產(chǎn)生氯氣，陰極發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生氫氣同時(shí)生成氫氧化鈉，整個(gè)電解過程中電解了NaCl和H2O，因此b電極是陰極，與電源的負(fù)極相連，則Y為負(fù)極，X為正極；鉑電極與電源的正極相連，作陽極，銅電極作陰極；電解硫酸銅溶液時(shí)，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)：氫氧根離子放電，陰極發(fā)生還原反應(yīng)：銅離子放電，這樣溶液中水的電離平衡得到促進(jìn)，c(H+)>c(OH)，溶液顯酸性，pH變小。【答案】C1．(2018年江西和平聯(lián)考)利用化石燃料開采、加工過程產(chǎn)生的H2S廢氣，通過電化學(xué)法制取氫氣的工藝如下圖所示。下列說法不正確的是（   ）A．電解池中惰性電極C1為陽極B．該工藝優(yōu)點(diǎn)之一是FeCl3溶液可循環(huán)利用C．反應(yīng)池中的離子方程式：2Fe3+S2－===2Fe2+S↓D．電解池總反應(yīng)的化學(xué)方程式：2FeCl2+2HCl2FeCl3+H2↑【解析】C1極生成Fe3，應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽極，C2極生成氫氣，為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，故A正確；電解池中生成的FeCl3可作為反應(yīng)池的反應(yīng)物，則FeCl3溶液可循環(huán)利用，故B正確；由裝置可知反應(yīng)池中的反應(yīng)物為H2S和FeCl3，反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2S+2FeCl3===2FeCl2+S↓+2HCl，離子方程式為2Fe3+H2S===2Fe2+S↓+2H，故C錯(cuò)誤；電解池中亞鐵離子失去電子，氫離子得到電子，電解池總反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++2H2Fe3+H2↑，故D正確。【答案】C2．下列裝置或操作能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?/span>（   ）　　A．①防止鐵釘生銹　　　   B．②構(gòu)成銅鋅原電池C．③構(gòu)成銅銀原電池　　  D．④驗(yàn)證NaCl溶液(含酚酞)電解產(chǎn)物【解析】防止鐵釘銹蝕時(shí)鐵釘應(yīng)接電源負(fù)極，A錯(cuò)誤； Zn電極放于CuSO4溶液中，二者直接發(fā)生置換反應(yīng)而不能構(gòu)成原電池，B錯(cuò)誤；Cu—CuSO4溶液—Ag不能構(gòu)成原電池，C錯(cuò)誤；直流電源右端為陽極，發(fā)生反應(yīng)：2Cl－－2e－===Cl2↑，可用KI淀粉溶液檢驗(yàn)Cl2產(chǎn)生，陰極發(fā)生反應(yīng)：2H+2e－===H2↑，同時(shí)溶液中c(OH－)增大，酚酞溶液變紅，D正確。【答案】D3．按如右圖所示裝置進(jìn)行下列不同的操作，其中不正確的是（   ）A．鐵腐蝕的速度由大到小的順序：只閉合K3>只閉合K1>都斷開>只閉合K2B．只閉合K3，正極的電極反應(yīng)式：2H2O+O2+4e－===4OH－C．先只閉合K1，一段時(shí)間后，漏斗內(nèi)液面上升，然后再只閉合K2，漏斗內(nèi)液面上升D．只閉合K2，U形管左、右兩端液面均下降【解析】金屬腐蝕速率：電解池的陽極>原電池的負(fù)極>化學(xué)腐蝕>原電池的正極>電解池的陰極，閉合K3，是原電池，鐵作負(fù)極，閉合K2，是電解池，鐵作陰極，閉合K1，鐵作陽極，因此腐蝕速率是只閉合K1>只閉合K3>都斷開>只閉合K2，故A錯(cuò)誤；只閉合K3，發(fā)生吸氧腐蝕，正極：O2+2H2O+4e－===4OH－，故B正確；只閉合K1，鐵作陽極，陽極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2+，陰極反應(yīng)式為2H++2e－===H2↑，U形管中氣體壓強(qiáng)增大，因此漏斗中液面上升，然后只閉合K2，鐵作陰極，陰極反應(yīng)式為2H++2e－===H2↑，陽極反應(yīng)式為2Cl－2e－===Cl2↑，U形管中氣體壓強(qiáng)增大，漏斗中液面上升，故C、D正確。【答案】A4．將兩個(gè)鉑電極插入500mL CuSO4(aq)中進(jìn)行電解，通電一段時(shí)間后，某一電極上增重0.064g（設(shè)電解時(shí)無H2放出，且不考慮水解和溶液體積的變化），此時(shí)溶液中氫離子的物質(zhì)的量濃度約為（   ）A．1×10-3mol·L?1      B．4×10-3mol·L?1     C．2×10-3mol·L?1      D．1×10-7mol·L?1【解析】由于最后溶液的H+主要由電解CuSO4溶液產(chǎn)生，所以要計(jì)算c(H+)，可依據(jù)電解的離子方程  式2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+進(jìn)行解題。題中電極增重0.064g必為陰極反應(yīng)生成Cu所致，即n(Cu)=0.064g÷64g·mol-1=0.0010mol，然后依據(jù)離子方程式中各物質(zhì)之間的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，求出生成的c(H+)。2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+2mol                   4mol0.0010mol            c(H+)×0.50Lc(H+)==4.0×10-3mol·L?1【答案】B5．大功率的鎳氫電池使用在油電混合動(dòng)力車輛中。鎳氫電池NiMH電池正極板材料為NiOOH，負(fù)極板材料為吸氫合金。下列關(guān)于該電池的說法中正確的是（   ）A．放電時(shí)電池內(nèi)部H向負(fù)極移動(dòng)B．充電時(shí)，將電池的負(fù)極與外接電源的正極相連C．充電時(shí)陽極反應(yīng)為Ni(OH)2+OH－－e－===NiOOH+H2OD．放電時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式為MHn－ne－===M+nH【解析】放電時(shí)電池內(nèi)部H+向正極移動(dòng)，故A錯(cuò)誤；充電時(shí)，將電池的負(fù)極與外接電源的負(fù)極相連，故B錯(cuò)誤；原電池正極反應(yīng)為NiOOH+H2O+e－===Ni(OH)2+OH－，則充電時(shí)陽極反應(yīng)為Ni(OH)2－e－+OH－===NiOOH+H2O，故C正確；放電時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式為H2－2e－+2OH－===2H2O，故D錯(cuò)誤。【答案】C6．工業(yè)上，在強(qiáng)堿性條件下用電解法除去廢水中的CN－，裝置如下圖所示，依次發(fā)生的反應(yīng)有：①CN－2e－+2OH－===CNO－+H2O；②2Cl－－2e－===Cl2↑；③3Cl2+2CNO－+8OH－===N2+6Cl－+2CO+4H2O；下列說法正確的是（   ） A．鐵電極上發(fā)生的反應(yīng)為Fe－2e－===Fe2+B．通電過程中溶液pH不斷增大C．為了使電解池連續(xù)工作，需要不斷補(bǔ)充NaClD．除去1mol CN－，外電路至少需轉(zhuǎn)移5mol電子【解析】A項(xiàng)，金屬鐵是陰極，鐵電極上發(fā)生的是還原反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，根據(jù)反應(yīng)①③可知，OH－被不斷地消耗，所以通電過程中溶液pH不斷減小，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，根據(jù)電極反應(yīng)式，為了使電解池連續(xù)工作，需要補(bǔ)充氫氧化鈉，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，根據(jù)反應(yīng)③，除去1mol CNO－，消耗1.5mol氯氣，轉(zhuǎn)移電子3mol，再根據(jù)反應(yīng)①，除去1mol CN，轉(zhuǎn)移電子2mol，所以外電路至少需轉(zhuǎn)移5mol電子，故D正確。【答案】D7．下列圖示中關(guān)于銅電極的連接錯(cuò)誤的是（   ）     A               B               C              D【解析】A項(xiàng)，鋅比銅活潑，鋅作負(fù)極，銅作正極，連接正確；B項(xiàng)，電解精煉銅，粗銅作陽極，純銅作陰極，連接正確；C項(xiàng)，電鍍時(shí)，鍍件作陰極，鍍層金屬作陽極，連接錯(cuò)誤；D項(xiàng)，電解氯化銅，銅作陰極，石墨作陽極，連接正確。【答案】C8．在如圖中，A為直流電源，B為滲透飽和氯化鈉溶液和酚酞試液的濾紙，C為電鍍槽。接通電路，斷開K后，發(fā)現(xiàn)B上的c點(diǎn)顯紅色。請(qǐng)?zhí)羁眨?/span>（1）電源A的a為               極。（2）濾紙B上發(fā)生的總反應(yīng)方程式為                。（3）欲在電鍍槽中實(shí)現(xiàn)鐵上鍍鋅，接通K點(diǎn)，使c、d兩點(diǎn)短路，則  電極e上發(fā)生的反應(yīng)為                    ，電極f上發(fā)生的反應(yīng)為                     ，槽中盛放的電鍍液可以是             或              （只要求填兩種電解質(zhì)溶液）。【解析】c點(diǎn)顯紅色，說明在c點(diǎn)產(chǎn)生了堿。根據(jù)電解飽和食鹽水的原理可知c點(diǎn)為陰極，則和電源相連的一極為負(fù)極，所以a極為正極。B上發(fā)生的即是電解飽和食鹽水的反應(yīng)。根據(jù)電鍍?cè)?，鍍層金屬放?/span> 陽極，被鍍物件放在陰極，再確定所發(fā)生的反應(yīng)。在電解池中，陽極與電源正極相連，陰極與電源負(fù)極相連。在陽極，溶液中的陰離子（惰性電極）或陽極本身失電子（非惰性電極），發(fā)生氧化反應(yīng)；在陰極，溶液中的陽離子得電子，發(fā)生還原反應(yīng)。【答案】（1）正 （2）2NaCl+2H2O===H2↑+Cl2↑+2NaOH（3）Zn-2e===Zn2+    Zn2++2e===Zn   ZnSO4溶液  ZnCl2溶液9．Ⅰ.氮肥的使用在提高糧食產(chǎn)量的同時(shí)，也導(dǎo)致了土壤、水體污染等環(huán)境問題。（1）長(zhǎng)期過量使用銨態(tài)化肥NH4Cl，易導(dǎo)致土壤酸化，請(qǐng)用化學(xué)用語解釋原因：___________________________________________________________________________________。（2）工業(yè)上處理氨氮廢水的方法是采用電解法將NO轉(zhuǎn)化為N2，部分裝置如下圖所示。B極的電極反應(yīng)方程式是________________________________________。（3）常溫下，除去60L廢水中的62mg NO后，廢水的pH＝________。Ⅱ.如下圖所示C、D、E、F、X、Y都是惰性電極。將電源接通后，向乙中滴入酚酞溶液，在F極附近顯紅色。（1）若用甲醇、空氣燃料電池作電源，電解質(zhì)為KOH溶液，則A極的電極反應(yīng)式為___________________________________________。（2）欲用丙裝置給銅鍍銀，銀應(yīng)該是________電極(填“G”或“H”)。（3）丁裝置中Y極附近紅褐色變________(填“深”或“淺”)。（4）通電一段時(shí)間后，C、D、E、F電極均有單質(zhì)生成，其物質(zhì)的量之比為__________。【解析】Ⅰ.（2）①B極發(fā)生還原反應(yīng)，NO轉(zhuǎn)化為N2，電極反應(yīng)式為2NO+10e－+6H2O===N2↑+12OH。（3）62mg硝酸根的物質(zhì)的量是0.001mol，根據(jù)電極反應(yīng)式可知生成0.006 mol氫氧根，濃度是＝0.0001mol·L?1，因此pH＝10。Ⅱ.（1）向乙中滴入酚酞溶液，在F極附近顯紅色，說明F極附近有大量 氫氧根離子，由此得出F極上氫離子放電生成氫氣，所以F極是陰極，則電源B極是負(fù)極，A極是正極，電極反應(yīng)式為O2+4e－+2H2O===4OH－。（2）若用丙裝置給銅鍍銀，G應(yīng)該是Ag，H是銅，電鍍液是AgNO3溶液。（3）丁裝置中Y電極是陰極，氫氧化鐵膠體的膠粒帶正電荷，Y極附近紅褐色變深。（4）甲裝置中C電極上氫氧根離子放電生成氧氣，D電極上銅離子放電生成銅單質(zhì)，E電極上氯離子放電生成氯氣，F(xiàn)電極上氫離子放電生成氫氣，所以C、D、E、F電極均有單質(zhì)生成。生成1mol氧氣轉(zhuǎn)移4mol電子，生成1mol銅轉(zhuǎn)移2mol電子，生成1mol氯氣轉(zhuǎn)移2mol電子，生成1mol氫氣轉(zhuǎn)移2mol電子，所以轉(zhuǎn)移相同物質(zhì)的量的電子時(shí)生成單質(zhì)的物質(zhì)的量之比為1∶2∶2∶2。【答案】Ⅰ.（1）NH+H2ONH3·H2O+H+（2）2NO+10e－+6H2O===N2↑+12OH－（3）10Ⅱ.（1）O2+4e－+2H2O===4OH－　（2）G　（3）深　（4）1∶2∶2∶210．下圖所示甲、乙是電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置。　（1）若甲、乙兩燒杯中均盛有NaCl溶液。①甲中石墨棒上的電極反應(yīng)式為__________________________________。②乙中總反應(yīng)的離子方程式為____________________________________。③將濕潤(rùn)的淀粉KI試紙放在乙燒杯上方，發(fā)現(xiàn)試紙先變藍(lán)后褪色，這是因?yàn)檫^量的Cl2氧化了生成的I2。若反應(yīng)中Cl2和I2的物質(zhì)的量之比為5∶1，且生成兩種酸，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________。（2）若甲、乙兩燒杯中均盛有CuSO4溶液。①甲中鐵棒上的電極反應(yīng)式為__________________________。②如果起始時(shí)乙中盛有200mL pH＝5的CuSO4溶液(25℃)，一段時(shí)間后溶液的pH變?yōu)?，若要使溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)，可向溶液中加入________(填寫物質(zhì)的化學(xué)式)________g。 【解析】（1）若甲、乙兩燒杯中均盛有NaCl溶液。①甲為鐵的吸氧腐蝕，石墨是正極，石墨棒上的電極反應(yīng)式為2H2O+O2+4e－===4OH－。②根據(jù)電子流向，石墨是陽極，乙為用惰性電極電解氯化鈉溶液，乙中總反應(yīng)的離子方程式為2Cl－+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH－。③根據(jù)電子守恒，5mol氯氣失電子10mol，2mol I2得電子10mol，碘的化合價(jià)升高為+5價(jià)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為5Cl2+I2+6H2O===10HCl+2HIO3。（2）若甲、乙兩燒杯中均盛有CuSO4溶液。①甲為原電池，鐵為負(fù)極，鐵棒上的電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2+。②由2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，要使溶液恢復(fù)原狀態(tài)，可加入CuO(或CuCO3)，一段時(shí)間后溶液的pH變?yōu)?，則c(H+)＝0.1mol·L?1，n(H+)＝0.2L×0.1mol·L?1＝0.02mol，則由電解反應(yīng)可知析出的Cu的物質(zhì)的量為0.01mol，由Cu原子守恒可知，m(CuO)＝0.01mol×80g·mol?1＝0.8g，或m(CuCO3)＝0.01mol×124g·mol?1＝1.24g。【答案】（1）①2H2O+O2+4e－===4OH－②2Cl－+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH－③5Cl2+I2+6H2O===10HCl+2HIO3（2）①Fe－2e－===Fe2+②CuO(或CuCO3)　0.8(或1.24)

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