考查点一 电解原理
1.下列关于电解池的叙述中,正确的是 ( )。
A.电解池中的闭合回路仅是由电子的定向移动形成的
B.金属导线中,电子从电源的负极流向电解池的阳极,从电解池的阴极流向电源的正极[来源:学*科*网]
C.在电解质溶液中,阴离子向阴极移动,阳离子向阳极移动
D.相同时间内,阳离子在阴极上得到电子与阴离子在阳极上失去电子的总数相等。
答案 D
2.右图是电解CuCl2溶液的装置,其中c、d为石墨电极,则下列有关判断正确的是( )。
A.a为负极,b为正极
B.a为阳极,b为阴极
C.电解过程中,d电极质量增加
D.电解过程中,氯离子浓度不变
解析 由电流方向可知a为正极,b为负极,c为阳极,d为阴极。利用电解原理可推得答案。
答案 C
3.用石墨电极电解某酸溶液时,在相同条件下,阴、阳两 极收集到的气体的体积比是2∶1,则下列结论正确的是 ( )。
A.阴极一定是H2,阳极一定是O2
B.该酸可能是盐酸
C.电解后溶液的酸性减弱
D.阳极的电极反应式为2H++2e-===H2↑
解析 酸溶液中H+放电产生H2,又因阴、阳两极收集到的气体的体积比是2∶1,可知另一个电极一定是O2,故该酸为含氧酸,实质是电解水,故酸性增强。
答案 A
4.下图中能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是 ( )。
解析 电解食盐水时,阳极产物Cl2,阴极产物H2、NaOH,根据图中电子流向先确定装置中电源的正、负极,从而确定电解池的阴、阳极,然后判断电极产物以及检验方法,D选项符合题意。
答案 D
考查点二 电极方程式的书写
5.用石墨作电极电解下列溶液①稀H2SO4 ②K2SO4溶液 ③CuCl2溶液 ④CuSO4溶液 ⑤KOH溶液
(1)阴极、阳极都有气体产生,且体积比(相同条件下)为2∶1的是(填序号)____________,其阳极的电极反应式都是_____________________________________________ ________,
阴极的电极反应式都是___________________________________________________,
总反应的化学方程式都是________________________________________________。
(2)阴极、阳极都有气体产生,其中溶液酸性增强的是____________________,碱性增强的是______________(填序号)。
(3)一个电极析出金属,一个电极逸出气体,且溶液酸性增强的是________(填序号),其总反应的化学方程式是__________________________________________________。
答案 (1)①②⑤ 4OH--4e-===2H2O+O2↑4H++4e-===2H2↑ 2H2O=====电解2H2↑+O2↑ (2)① ⑤ (3)④ 2CuSO4+2H2O=====电解2Cu+2H2SO4+O2↑
6.冶炼铜矿石所获得的铜通常含有锌、铁、镍、银、金和铂等微量杂质,俗称粗铜。工业上通常通过电解法除去这些杂质制得精铜,以提高铜的使用价值,扩大铜的应用范围。(几种金属的相对原子质量是:Fe-56,Ni-59,Cu-64,Zn-65,Ag-108,Au-197。)
请完成下列问题:
(1)一般来说,电解精炼铜的初始电解质溶液里的阳离子是________,写出铜的电解精炼过程中的阴极 反应式________________________________________________________。
(2)如果转移0.020 mol e-,下列说法中一定正确的是______。
①阴极质量增加0.64 g ②阳极质量减少0.64 g ③电解质溶液的质量 保持不变 ④电解质溶液的温度保持不变
解析 电解精炼铜的电解质溶液一般为用硫酸酸化了的硫酸铜溶液,其中的阳离子是H+和Cu2+。粗铜中Fe、Zn、Ni均有可能放电转化为Fe2+、Zn2+、N i2+,Fe2+、Zn2+、Ni2+、H+和Cu2+中放电能力Cu2+最强,所以在阴极上放电的只有Cu2+,当有0.020 mol e-转移时阴极质量增加0.020 mol2×64 g•mol-1=0.64 g。
Ag和Au都不能放电,只是以固态单质的形式沉积于电解糟的底部 。Fe、Zn、Ni中,有相对原子质量比Cu大的,也有相对原子质量比Cu小的,且Fe、Zn、Ni的放电能力都强于Cu,首先在阳极上被溶解,因此阳极上放电的不只是铜,阳极质量减少量不固定,电解质溶液的质量也不会保持不变。
在电解精炼铜的过程中,能量转化的形式主要是电能转化为化学能,但也有电能转化为热能,电解质溶液的温度肯定会变