1.用惰性電極電解下列各組中的三種電解質(zhì)溶液,電解后溶液的pH依次為升高、不變、降低的是( )
A.AgNO3溶液 NaCl溶液 Cu(NO3)2溶液
B.KCl溶液 Na2SO4溶液 CuSO4溶液
C.CaCl2溶液 KOH溶液 NaNO3溶液
D.HCl溶液 HNO3溶液 K2SO4溶液
2.下列裝置的線路接通后,經(jīng)過一段時間,溶液的pH明顯減小的是( )
3.(雙選)金屬鎳有廣泛的用途,粗鎳中含有Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì),可用電解法制得高純度的鎳。下列敘述中正確的是(已知:氧化性Fe2+Zn2+,故陰極反應(yīng)為Ni2++2e-Ni,可見,陽極質(zhì)量減少是因為Zn、Fe、Ni溶解,而陰極質(zhì)量增加是因為Ni析出,B項錯誤;電解后溶液中的陽離子有Fe2+、Zn2+、Ni2+和H+,C項正確;電解時Cu和Pt不失電子,沉降在電解池底部形成陽極泥,D項正確。
4.A 以銅為陰極,石墨為陽極,電解飽和食鹽水時,陽極的電極反應(yīng)為2Cl--2e-Cl2↑,A項正確;鉛蓄電池放電時的正極反應(yīng)式為PbO2+4H++SO42-+2e-PbSO4+2H2O,負極反應(yīng)為Pb-2e-+SO42-PbSO4,B項錯誤;粗銅精煉時,與電源正極相連的應(yīng)是粗銅,該極發(fā)生的電極反應(yīng)除Cu-2e-Cu2+外,還有比銅活潑的雜質(zhì)金屬失電子的反應(yīng),C項錯誤;鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的負極反應(yīng)為Fe-2e-Fe2+,D項錯誤。
5.AD A項,鐵鍋中含有的Fe、C與電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池,活潑金屬為負極,Fe易失電子,故腐蝕過程中,負極是Fe,正確;B項,原電池中電子由負極Fe直接向正極C流動,在電解質(zhì)溶液中依靠離子的移動導(dǎo)電,錯誤;C項,該原電池中,C是正極,正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)為O2+2H2O+4e-4OH-,錯誤;D項,C是正極,O2在C表面上發(fā)生還原反應(yīng),正確。
6.C 電解Na2SO4溶液時,陽極上是OH-發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),即a管中OH-放電,酸性增強,酸遇酚酞不變色,即a管中呈無色,A項錯誤;電解AgNO3溶液時,陰極上是Ag+發(fā)生得電子的還原反應(yīng),即b管中電極反應(yīng)是析出金屬Ag的反應(yīng),B項錯誤;電解CuCl2溶液時,陽極上是Cl-發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),即b管中Cl-放電,產(chǎn)生Cl2,C項正確;電解NaOH溶液時,陰極上是H+放電,陽極上是OH-放電,實際上電解的是水,導(dǎo)致NaOH溶液的濃度增大,堿性增強,pH升高,D項錯誤。
7.B 正極反應(yīng)得電子,反應(yīng)①中,三氯乙烯(C2HCl3)中C為+1價,乙烯(C2H4)中C為-2價,C的化合價降低,得電子;反應(yīng)②中,H+生成H2,H的化合價由+1價變?yōu)?價,化合價降低,得電子;反應(yīng)③中,O2轉(zhuǎn)化為OH-,O由0價降為-2價,得電子;反應(yīng)④中,NO3-轉(zhuǎn)化為NH4+,N由+5價降為-3價,得電子,A項正確;三氯乙烯(C2HCl3)轉(zhuǎn)化為乙烯(C2H4),C元素從+1價降為-2價,1 ml三氯乙烯轉(zhuǎn)移6 ml e-,則失去3 ml Cl時轉(zhuǎn)移6 ml e-,即脫去a ml Cl時ne為2a ml,B項錯誤;NO3-轉(zhuǎn)化為NH4+,N由+5價降為-3價,1 ml NO3-得8 ml e-,根據(jù)電荷守恒,補充H+配平反應(yīng),C項正確;單位體積內(nèi)的0價鐵越多,釋放電子的物質(zhì)的量越多,即nt增大,D項正確。
8.AD 甲裝置為原電池裝置,氧氣在N電極被還原生成水,所以N電極為正極,M電極為負極;乙裝置為電解池,a電極上Si被氧化成Si4+,發(fā)生氧化反應(yīng),所以a電極為陽極與N極相連,b電極為陰極與M極相連。根據(jù)分析可知M與b相連,A項正確;根據(jù)分析可知a電極為陽極,即液態(tài)Cu-Si合金為陽極,但固體硅不導(dǎo)電,所以不能為陰極,Si4+在鋁電極上得電子被還原,B項錯誤;廢水中尿素含量不同,電流強度不同,單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)不同,會影響硅提純的速率,C項錯誤;CO(NH2)2在負極M上失電子發(fā)生氧化反應(yīng),生成N2、CO2,結(jié)合電荷守恒得到電極反應(yīng)為CO(NH2)2+H2O-6e-CO2↑+N2↑+6H+,D項正確。
9.B 由2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑知,如果CuSO4溶液未電解完,加CuO即可復(fù)原,而加入Cu(OH)2溶液相當(dāng)于加入等物質(zhì)的量的CuO和H2O,故CuSO4溶液電解完后,還電解了部分水。電解析出了0.1 ml Cu,轉(zhuǎn)移電子0.2 ml ,放出0.05 ml O2 ,而電解0.1 ml H2O轉(zhuǎn)移電子0.2 ml ,陽極放出0.05 ml O2 ,故轉(zhuǎn)移的電子的總物質(zhì)的量為0.4 ml ,A項錯誤,B項正確;沒有告訴溶液的體積無法計算溶液濃度,C項錯誤;根據(jù)以上分析,在標準狀況下,陽極收集到的氣體體積為(0.05+0.05) ml×22.4 L· ml-1=2.24 L,D項錯誤。
10.C 陰極為H+得電子生成H2,A項錯誤;S2O82-的結(jié)構(gòu)為,其中S為+6價,中間兩個O均為-1價,陽極電極反應(yīng)中兩個-1價的O失去電子,陽極反應(yīng)中S的化合價沒有變化,B項錯誤;S與O之間為極性鍵,中間兩個O之間為非極性鍵,C項正確;銅為活潑電極,若銅為陽極,則陽極銅會失去電子,D項錯誤。
11.答案 Fe3++e-Fe2+,4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O 5.6
解析 負極區(qū)發(fā)生還原反應(yīng)Fe3++e-Fe2+,生成的二價鐵又被氧氣氧化成三價鐵,發(fā)生反應(yīng)4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O。由反應(yīng)可知電路中轉(zhuǎn)移4 ml 電子消耗1 ml O2,則轉(zhuǎn)移1 ml 電子消耗14 ml O2,其在標準狀況下的體積為14 ml ×22.4 L·ml-1=5.6 L。
12.答案 (1)①2H2O+2e-2OH-+H2↑ 產(chǎn)生無色氣體,溶液變紅 ②2Cl--2e-Cl2↑ 將濕潤的淀粉KI試紙放在Y電極附近,試紙變藍色
(2)①純銅 Cu2++2e-Cu ②粗銅 Cu-2e-Cu2+
解析 (1)①若X、Y是惰性電極,a是飽和NaCl溶液,X極與電源負極相連,則X極是陰極,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)為2H2O+2e-2OH-+H2↑。由于生成OH-,X極附近溶液呈堿性,則觀察到X極產(chǎn)生無色氣體,溶液變成紅色。②Y電極與電源的正極相連,則Y極是陽極,Cl-在陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)生成Cl2,電極反應(yīng)為2Cl--2e-Cl2↑?？衫脻駶櫟牡矸跭I試紙檢驗生成的Cl2,試紙變成藍色。
(2)①電解精煉粗銅時,純銅為陰極,粗銅為陽極,則X電極是純銅,Cu2+在該電極上發(fā)生還原反應(yīng)生成Cu,電極反應(yīng)為Cu2++2e-Cu。②Y電極是粗銅,Cu是活性電極,自身失電子發(fā)生氧化反應(yīng),則電極反應(yīng)為Cu-2e-Cu2+。
13.答案 (1)①C2H6+18OH--14e-2CO32-+12H2O ②4OH--4e-2H2O+O2↑ 電極表面產(chǎn)生氣泡,附近溶液變藍 ③Ag++e-Ag 1
(2)①銅 Cu-2e-Cu2+ ②鐵鑰匙 Cu2++2e-Cu
(3)Fe+8OH--6e-FeO42-+4H2O 2H2O+2e-2OH-+H2↑
解析 (1)①甲池中乙烷(C2H6)通入左側(cè)電極發(fā)生氧化反應(yīng),則左側(cè)Pt電極為負極,電解質(zhì)溶液為KOH溶液,故負極反應(yīng)為C2H6+18OH--14e-2CO32-+12H2O。②乙池中,若X、Y都是石墨,A是Na2SO4溶液,則X是陽極,發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)為4OH--4e-2H2O+O2↑。Y是陰極,電極反應(yīng)為2H2O+2e-2OH-+H2↑,電極附近顯堿性,則Y極附近觀察到的現(xiàn)象是電極表面產(chǎn)生氣泡,附近溶液變藍。③甲池中右側(cè)Pt電極發(fā)生的反應(yīng)為O2+2H2O+4e-4OH-,消耗標準狀況下112 mL O2(即0.005 ml)時電路中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.005 ml×4=0.02 ml。乙池中,若X、Y都是石墨,A溶液是足量AgNO3溶液,Y極是陰極,電極反應(yīng)為Ag++e-Ag。X極是陽極,電極反應(yīng)為2H2O-4e-4H++O2↑,據(jù)得失電子守恒可知,電路中轉(zhuǎn)移0.02 ml電子時,X極生成0.02 ml H+,則乙池溶液中c(H+)=0.02ml0.2 L=0.1 ml·L-1,溶液pH=1。
(2)①在鐵鑰匙表面鍍一層金屬銅,X極是陽極,則X極的材料是銅,電極反應(yīng)為Cu-2e-Cu2+。②Y極是陰極,則Y極材料是鐵鑰匙,電極反應(yīng)為Cu2++2e-Cu。選項
X極
實驗前U形
管中液體
通電后現(xiàn)象及結(jié)論
A
正極
Na2SO4溶液
U形管兩端滴入酚酞后,a管中呈紅色
B
正極
AgNO3溶液
b管中電極反應(yīng)是4OH--4e-O2↑+2H2O
C
負極
CuCl2溶液
b管中有氣體逸出
D
負極
NaOH溶液
溶液pH降低

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