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
题型:不详难度:来源:
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 ①Y电极上的电极反应式为 , 检验该电极反应产物的方法是 。 ②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 。 ③电解一段时间后,若收集到H2为2L,则同样条件下收集的Cl2 2L(填“>”“<”“=”), 原因是 。 (2)如果在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀,电解液a选用CuSO4溶液,请回答: ①X电极对应的金属是____ __(写元素名称),其电极反应式 。 ②若电镀前铁、铜两片金属质量相同,电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量,二 者质量差为5.12 g,则电镀时电路中通过的电子为________________mol。 ③镀层破损后,镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀,请简要说明原因 。 |
答案
⑴①2H+ + 2e - = H2↑ 放出气体,溶液变红。 ②2Cl - - 2e - = Cl2 ↑ 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近,试纸变蓝色。 ③<,电解生成的Cl2与电解生成的NaOH发生了反应 ⑵①铜 Cu2+ + 2e- ="=" Cu ②0.08 mol ③铁比铜活泼,镀层破坏后,在潮湿环境中形成原电池,铁为负极,加速铁的腐蚀。(其他答案合理也给分 |
解析
⑴结合溶液中离子的放电顺序容易判断写出阴阳两极的反应式,同时注意回答实验现象要全面。电解氯化钠溶液时,理论上在两极上产生的氢气和氯气的体积相等,因为氯气与生成的NaOH溶液反应一部分,因此,实际上生成的氯气体积小于氢气体积。 ⑵①电镀时,待镀金属作阴极,镀层金属作阳极,故X电极应为铁。②据电镀时两极的反应式:阳极:Cu - 2e - = Cu2+,阴极:Cu2+ + 2e - = Cu,可以分析出阳极溶解2.56克铜,阴极增重2.56克铜,故转移电子数为0.08mol. ③利用原电池原理去分析。 |
举一反三
如右图所示,常温下电解5 min后,铜电极质量增加2.16g。
试回答: (1)电源电极X名称为 (填“正极”或“负极”),B中 铜电极的名称 。 (2)电解池B中阳极的电极反应式是 。 (3)若A中KCl溶液的体积是200mL,电解后溶液的 PH= (忽略电解前后溶液体积的变化)。 若要使电解后的溶液恢复到与电解前完全相同,应 加入 。 |
电解原理常应用于工业生产 (1)火法炼铜得到的粗铜中含多种杂质(如锌、金、银等),其性能远不能达到电气工业的要求,工业上常使用电解精炼法将粗铜提纯。在电解精炼时,若用硫酸铜溶液作电解液,粗铜接电源 极,电极反应为 ;通电一段时间后,溶液中铜离子浓度将 (增大,不变,减少)。 (2)工业上用电解饱和食盐水的方法可制得烧碱、氯气、氢气。电解时,总离子反应 式为 ;电解时所需的精制食盐水,通常在粗盐水 加入某些试剂(现提供的试剂:饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、NaOH溶液来、BaCl2 溶液、Ba(NO3)2溶液、盐酸)除去其中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-杂质离子,选出试剂, 按滴加的先后顺序为 (填所加试剂的化学式)。 (3)为了避免产物相混合发生副反应,工业上采用离子交换膜法电解食盐水。下图为阳离 子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图。 下列说法中正确的是 A.从E口逸出的气体是H2 | B.从B中加入含少量NaOH的水溶液以增强导电性 | C.标准状况下每生成22.4L Cl2,便产生2mol NaOH | D.向电解后的阴极溶液中加适量盐酸,可以 | 恢复到电解前的物质的浓度 |
如下图所示,A、E为石墨电极,B、F为铁片电极。按要求回答下列问题。
(1)打开K2,合并K1。B为 极,A的电极反应为 , 最终可观察到的现象是 , 涉及的化学反应方程式有: 。 (2)打开K1,合并K2。 F为 极,F极的电极反应为 , 电解过程中,观察到溶液的现象是 。 |
如图所示的实验装置,丙为用淀粉碘化钾和酚酞混合溶液润湿的滤纸,m、n为夹在滤纸两端的铂夹。丁为直流电源,x、y为电源的两极。G为电流计,电极均为石墨电极。闭合K2、断开K1,一段时间后,A、B两极产生的气体体积之比为2:1,回答下列问题:
(1)M溶液可能是 (填序号)。 A.KNO3溶液 B. Ba(OH)2溶液 C.H2SO4溶液 D. NaCl溶液 E.CuSO4溶液 (2)X为电源 极,m点的现象 。 (3)C极的电极反应式为 。 (4)若乙池中AgNO3溶液电解后体积为100mL,测得溶 液的pH=1, 则乙池中C极析出的固体质量为 g。 (5)继续电解一段时间后,甲池中A、B极均部分被气体包围,此时闭合K1,断开K2,发现A、B极的管内气体体积减少,且电流计G指针发生偏转,则A极电极反应式为 。 |
如右图所示,A为电源,B为浸透饱和食盐水和酚酞试
液的滤纸,滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液,C、D为电解 槽,其电极材料及电解质溶液见图。 (1)关闭K1,打开K2,通电后,B的KMnO4紫红色液滴 向c端移动,则电源b端为 极,通电一段时间后, 观察到滤纸d端的电极反应式是: ; (2)已知C装置中溶液为Cu(NO3)2和X(NO3)3,且均为0.1mol,打开K1,关闭K2,通电一段时间后,阴极析出固体质量m(g)与通过电子的物质的量n(mol)关系如右图所示。 则Cu2+、X3+、H+氧化能力由大到小的顺序是 ; D装置中溶液是H2SO4,则电极Pt端的实验现象是: _____________________ 。 |
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