(11分)电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池,装有电解液a;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题:(1)若X、Y都是惰性电
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(11分)电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池,装有电解液a;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。
请回答以下问题: (1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,则 ①电解池中X极上的电极反应式为 。 在X极附近观察到的现象是 。 ②Y电极上的电极反应式为 , 检验该电极反应产物的方法是 。 (2)如要用电解方法精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,则 ①X电极的材料是 ,电极反应式是 。 ②Y电极的材料是 ,电极反应式是 。 (说明:杂质发生的电极反应不必写出) (3)工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸杂质,可用离子交换膜法电解提纯。 电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过),其工作原理如图所示.
①该电解槽的阳极反应式是____________________________. ②通电开始后,阴极附近溶液pH会增大,请简述原因 ③除去杂质后的氢氧化钾溶液从溶液出口_________________(填写“A”或“B”)导出 |
答案
(11分)⑴①2H+ + 2e - = H2↑ 放出气体,溶液变红。 ②2Cl - - 2e - = Cl2 ↑ 析把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近,试纸变蓝色。 ⑵①纯铜 Cu2+ + 2e - = Cu ②粗铜Cu - 2e - = Cu2+ (3)①4OH--4e-=O2↑+2H2O ,②2H+ + 2e - = H2↑使H+浓度减小 ③B |
解析
试题分析:(1)①X和电源的负极相连,做阴极,溶液中的氢离子放电生成氢气,电极反应式是2H+ + 2e - = H2↑。由于随着氢离子的不断放电,阴极周围水的电离平衡被破坏,所以阴极周围溶液显碱性,溶液变成红色。 ②Y电极和电源的正极相连,做阳极,溶液中的氯离子放电生成氯气,电极反应式是2Cl - - 2e - = Cl2↑。由于氯气具有强氧化性,能把碘化钾氧化生成单质碘,据此可以检验,即析把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近,试纸变蓝色。 (2)粗铜精炼时,粗铜做阳极,纯铜做阴极,硫酸铜做电解质溶液,所以X是纯铜,电极反应式是Cu2+ + 2e - = Cu。Y电极是粗铜,电极反应式是Cu - 2e - = Cu2+。 (3)①阳极是溶液中的OH-离子放电生成氧气,电极反应式是4OH--4e-=O2↑+2H2O。 ②阴极氢离子放电失去氢气,电极反应式为2H+ + 2e - = H2↑。由于随着氢离子的不断放电,阴极周围水的电离平衡被破坏,使H+浓度减小,OH-浓度增大,溶液显碱性。 ③由于阳离子交换膜只能允许阳离子通过,而OH-在阴极生成。根据装置图可知,B电极是阴极,所以除去杂质后的氢氧化钾溶液从溶液出口B导出。 点评:电解中最关键的是准确判断出电极上离子的放电顺序。在判断电解产物时,首先判断阳极电极材料。如果是活性电极,则电极本身失去电子。如果是惰性电极,则溶液中的阴离子失去电子。而阴极是溶液中的阳离子得到电子,所以需要熟练记住常见离子的放电顺序。 |
举一反三
用惰性电极电解M(NO3)x的水溶液,当阴极上增重a g时,在阳极上同时产生b L氧气(标准状况),则M的相对原子质量为( ) |
(8分)某实验兴趣小组利用如下图所示装置进行电解饱和食盐水并检验其生成产物的实验,当图中开关K闭合片刻后,试填空:
(1)电解饱和食盐水的离子方程式为 (2)a为电源的 极(填“正”或“负”);D中收集的气体是 。 (3)C试管盛放 溶液。溶液中A电极附近的现象是 。 |
用石墨作电极,分别电解下列各物质的溶液①CuCl2 ②CuSO4 ③NaBr ④NaNO3 ⑤盐酸 ⑥H2SO4 ⑦KOH。其中只有水被电解的有 ( ) |
个别电解水设备推销商进行下列电解水实验:将纯净水与自来水进行对比,当电解器插入纯净水和自来水中通电数分钟后,纯净水颜色无变化或略显黄色,而自来水中却冒出气泡并生成红褐色或灰绿色的絮状物。推销商趁此解释说自来水中含有对人体有毒有害的物质,长期饮用对身体有害。有关专家解释说,推销商用科学知识诱骗消费者,推销商做实验时用铁棒和铝棒作电极。下列判断错误的是A.推销商做实验时,用铁棒作阳极 | B.电解纯净水和自来水时的现象不同是因为纯净水和自来水所含电解质溶液浓度不同 | C.铝棒电极发生的电极反应为Al-3e-===Al3+ | D.电解自来水时出现“红褐色或灰绿色的絮状物”是因为产生了铁的氢氧化物 |
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向水中加入等物质的量的Ag+、Pb2+、K+、SO42-、NO3-、Cl-,用惰性电极电解该溶液,并收集两极气体产物,则氧化产物与还原产物的质量之比为( )。A.35.5:108 | B.16:207 | C.108:35.5 | D. 8:1 |
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