高中化学电解池原理专题复习试题
1、关于下图所示各装置的叙述中,正确的是
[ ]
A. 装置①是原电池,总反应是:Cu + 2Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+
B.装置①中,铁做负极,电极反应式为:Fe3+ + e- = Fe2+
C.装置②通电一段时间后石墨Ⅱ电极附近溶液红褐色加深
D.若用装置③精炼铜,则d极为粗铜,c极为纯铜,电解质溶液为CuSO4溶液
答案
C
2、 如图所示,U形管内盛有100mL的溶液,按要求回答下列问题:
(1)打开K2 ,合并K1,若所盛溶液为CuSO4溶液:则A为 极, A极的电极反应式为 。若所盛溶液为KCl溶液:则B极的电极反应式为
(2)打开K1,合并K2,若所盛溶液为滴有酚酞的NaCl溶液,则:
①A电极附近可观察到的现象是 ,Na+移向 极(填A、B)
②B电极上的电极反应式为 ,
总反应化学方程式是 。
③反应一段时间后打开K2,若忽略溶液的体积变化和气体的溶解,B极产生气体的体积(标准状况)为11.2mL,将溶液充分混合,溶液的pH约为 。若要使电解质溶液恢复到原状态,需向U形管内加入或通入一定量的 。[ pH=-lgc(H+) ]
答案
(1)①负、Cu2++2e-=Cu;O2+2H2O+4e-==4OH-
(2)①该装置是电解池,碳棒是阳极,锌棒是阴极,电解时,锌棒上氢离子放电生成氢气,同时电极附近生成氢氧根离子导致溶液呈碱性,加入酚酞后溶液变红;故答案为:产生无色气泡,电极附近溶液变红;②A;
②电解时,阳极上氯离子放电生成氯气,阴极上氢离子放电生成氢气,同时溶液中生成氢氧化钠,所以电池反应式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑;
③12;HCl
试题分析::(1)①该装置是原电池,锌作负极,碳作正极,正极上铜离子得电子生成铜发生氧化反应,电极反应式为Cu2++2e-=Cu;所盛溶液为KCl溶液,为吸氧腐蚀,正极B极的电极反应式O2+2H2O+4e-==4OH-;
(2)打开K1,合并K2,若所盛溶液为滴有酚酞的NaCl溶液,①该装置是电解池,碳棒是阳极,锌棒是阴极,电解时,锌棒上氢离子放电生成氢气,同时电极附近生成氢氧根离子导致溶液呈碱性,加入酚酞的溶液变红;溶液中的Na+向阴极移动,即向A电极移动;
②电解时,阳极B上氯离子放电生成氯气:2Cl—2e-==Cl2↑,阴极上氢离子放电生成氢气,同时溶液中生成氢氧化钠,所以电池反应式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑;
③由②可知,B极产生(标准状况)为11.2mLCl2,生成0.001molNaOH。故c(OH-)=0.01mol/L,c(H+)=Kw/c(OH-)=10-14/0.01mol/L=10-12 mol/L,故pH=12。两极逸出的气体分别是H2和Cl2,故要使电解质溶液恢复到原状态,需向U形管内通入一定量的HCl气体。
2、 下列四种装置中,均盛200mL的溶液。
①0.005 mol/LCuSO4溶液,②0.01 mol/LH2SO4,③ZnCl2溶液,④KCl溶液.
(1)上述四种装置中,为电解池的是 (用编号回答),装置①中两电极的电极反应式分别是:阴极: ,阳极: ;
(2)若将装置④中的外加电源拆去,用导线将两个电极连接,则Fe极上发生的反应是___________________,C极上发生的反应是 。
(3)工作一段时间后,测得导线上均通过0.002mol电子,则上述装置②中生成气体的体积是________ mL (标准状况);
答案
(1)①③④;4OH--4e-=2H2O+O2↑,Cu2++2e-=Cu,;
(2):Fe-2e-=Fe;O2+2H2O+4e-=4OH-;
(3)22.4mL。
试题分析::(1)有外接电源的属于电解池,没有外接电源的属于原电池,所以属于电解池的是①③④,
装置①中是用惰性电极电解硫酸铜溶液,阳极上氢氧根离子放电,电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑,阴极上铜离子放电,电极反应式为Cu2++2e-=Cu;
(2)装置④中的外加电源拆去,用导线将两个电极连接,该装置中电解质溶液呈中性,铁发生吸氧腐蚀,铁易失电子作负极,碳作正极,负极上铁失电子发生氧化反应,电极反应式为Fe-2e-=Fe,正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-;
(3)装置②中产生气体的是正极:2H++2e-===H2↑,导线上通过0.002mol电子,生成气体为0.001mol,即在标准状况下为22.4mL。
4、下图所示的电解池I和II中,a、b、c和d均为Pt电极。电解过程中,电极b和d上没有气体逸出,但质量均增大,且增重b