电解池原理及应用

1．有关阳离子交换膜电解饱和食盐水的（装置如图）说法错误的是A．转移电子0.8 mol时产生氢气8.96 L(标准状况)B．从出口B处导出的是氢氧化钠与氯化钠的混合溶液C．装置中出口①处的物质是氯气，出口②处的物质是氢气D．装置中的阳离子交换膜只能让阳离子通过，不能让阴离子通过2．如图用石墨电极电解CuCl2溶液。

下列分析正确的是（）A．a极发生还原反应B．每生成6.4 g Cu，转移电子0.2 molC．阳极反应式：D．在直流电源中电流从b流向a3． 500 mL NaNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO3-)＝0．3 mol·L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到气体1．12 L(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是A．原混合溶液中c(Na＋)＝0．2 mol·L－1B．电解后溶液中c(H＋)＝0．2 mol·L－12Cu2e Cu++→C．上述电解过程中共转移0．4mol电子D．电解后得到的Cu的物质的量为0．1 mol4．利用下图装置电解硫酸铜溶液，下列说法正确的是A．b电极上发生氧化反应B．该装置能将化学能转变成电能C．电解质溶液中Cu2+从b电极向a电极迁移D．若a为铜，则a的电极反应式为：Cu-2e-=Cu2+5．用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，停止电解，向所得溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2，溶液浓度恢复至电解前。

关于该电解过程的说法不正确的是A．生成Cu的物质的量是0.1 molB．转移电子的物质的量是0.2 molC．随着电解的进行溶液的pH减小D．阳极反应式是4OH-－4e-＝2H2O＋O2↑6、串联电路中的四个电解池分别装有0.05 mol/L下列溶液，用惰性电极电解，连接直流电源一段时间后，溶液的pH最小的是( )A．KNO3 B．NaClC．AgNO3 D．CuCl27、电解池装置如图所示，下列关于实验现象的描述正确的是( )8．下列与金属腐蚀有关的说法正确的是A．图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B．图b中，开关由M改置于N时，Cu Zn合金的腐蚀速率减小C．图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大D．图d中，Zn-MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的9．为研究金属腐蚀的条件和速度，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里面保存相同的一段时间，下列对实验结束时现象的描述不正确的是( )A．装置Ⅰ左侧的液面一定会下降 B．装置Ⅰ的左侧液面比装置Ⅱ的低C．装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重 D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀10、如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100 g 5.00 %的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100 g 10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。

(1)接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4的浓度为10.47%，乙中c电极质量增加。

据此回答问题：①电源的N端为________极。

②电极b上发生的电极反应为______________________________________。

③列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积：______________。

④电极c的质量变化是________g。

⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因：甲溶液________________________________。

乙溶液_______________________________________________________，丙溶液________________________________________________________，(2)如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？_________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________。

7、【解析】这是一个电解装置，其中A、D项中都是惰性电极，且电解液含有氯离子，所以b电极应该放出黄绿色的气体(氯气)；B项中的a电极质量不变；C项中所组成的电解池相当于电镀池，其中b 电极质量减少，而a电极上析出铜，a电极质量增加。

【答案】 C答案：(1)①正②4OH－－4e－===2H2O＋O2↑③水减少的质量：100 g×(1－)≈4.5 g生成O2体积：× ×22.4 L·mol－1＝2.8 L④16易错起源1、电极产物的判断与有关反应式的书写例1． Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如图，电解总反应为：2Cu＋H2O Cu2O＋H2↑。

下列说法正确的是( )A．石墨电极上产生氢气B．铜电极发生还原反应C．铜电极接直流电源的负极D．当有0.1 mol电子转移时，有0.1 mol Cu2O生成【答案】 A1.电解时电极产物的判断(阴离子放电顺序：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根)阴极→溶液中的阳离子得电子，生成相应的单质或低价化合物。

(阳离子放电顺序：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Fe2＋>Zn2＋>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋)2．电极反应式的书写(1)首先判断阴、阳极，分析电极材料，判断是电极材料放电还是溶液中的离子放电。

阳极为金属活性电极时，电极材料放电。

(2)再分析溶液中的离子种类，根据离子放电顺序，分析电极反应，并判断电极产物，写出电极反应式。

(3)电解水溶液时，应注意放电顺序中H＋、OH－之后的离子一般不参与放电反应。

3．电解化学方程式的书写(1)必须在等号上标明通电或电解。

(2)只是电解质被电解，电解化学方程式中只写电解质及电解产物。

如电解CuCl2溶液：CuCl2 Cu＋Cl2↑。

(3)只有水被电解，只写水及电解产物即可。

如：电解稀硫酸、电解NaOH溶液、电解Na2SO4溶液时，化学方程式可以写为：2H2O 2H2↑＋O2↑。

(4)电解质、水同时被电解，则都要写进方程式。

如电解饱和食盐水：2NaCl＋2H2O H2↑＋Cl2↑＋2NaOH。

当电解过程中电解的是水和电解质时，电极反应式中出现的是H＋或OH－放电，但在书写总反应式时要将反应物中的H＋或OH－均换成水，在生成物中出现的是碱或酸，同时使阴极、阳极反应式得失电子数目相同，将两个电极反应式相加，即得到总反应的化学方程式。

易错起源2、电解类型及有关计算例2．下图是一个用铂丝作电极，电解稀的MgSO4溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色。

(指示剂的pH变色范围：6.8～8.0，酸色——红色，碱色——黄色)回答下列问题：(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是________(填编号)；①A管溶液由红变黄②B管溶液由红变黄③A管溶液不变色④B管溶液不变色(2)写出A管中发生反应的反应式：___________________；(3)写出B管中发生反应的反应式：___________________；(4)检验a管中气体的方法是__________________________；(5)检验b管中气体的方法是____________________________________；(6)电解一段时间后，切断电源，将电解液倒入烧杯内观察到的现象是_____________________________________________________________。

(6)溶液呈红色，白色沉淀溶解(或大部分溶解)1．以惰性电极电解电解质溶液的类型2.电解池中有关量的计算或判断电解池中有关量的计算或判断主要包括以下几方面：根据直流电源提供的电量求产物的量(析出固体的质量、产生气体的体积等)、溶液的pH、相对原子质量或某元素的化合价、化学式等。

解题依据是得失电子守恒，解题方法有如下：(1)根据电子守恒法计算：用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。

(2)根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式计算。

(3)根据关系式计算：根据得失电子守恒关系，在已知量与未知量之间，建立计算所需的关系式。

(1)若阴极为H＋放电，则阳极区c(OH－)增大；若阳极为OH－放电，则阴极区c(H＋)增大；若阴极、阳极同时有H＋、OH－放电，相当于电解水，电解质溶液浓度增大。

(2)用惰性电极电解电解质溶液时，若要使电解后的溶液恢复到原状态，应遵循“缺什么加什么，缺多少加多少”的原则，一般加入阴极产物与阳极产物的化合物。

易错起源3、化学腐蚀与电化学腐蚀例3．如图所示水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：(1)铁钉在逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于________腐蚀。

(2)若试管内液面上升，则原溶液呈________性，发生________腐蚀，电极反应，负极____________________________，正极______________________________。

(3)若试管内液面下降，则原溶液呈________性，发生________腐蚀，电极反应，负极____________________________，正极__________________________。

【答案】(1)电化学(2)弱酸性或中吸氧2Fe－4e－===2Fe2＋O2＋4e－＋2H2O===4OH－(3)较强的酸析氢Fe－2e－===Fe2＋2H＋＋2e－===H2↑两种腐蚀往往同时发生，只是电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍、危害更大。

1．如图所示，电解未精制饱和食盐水（含有少量Mg2+），在碳棒和铁片表面均有气体生成，一段时间后铁片附近出现浑浊现象。

下列叙述正确的是A．碳棒接直流电源的负极B．碳棒上发生还原反应C．铁片上的电极反应式为2Cl――2e－＝ Cl2↑D．铁片附近出现的浑浊物是Mg(OH)22．如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。

通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊试液，下列实验现象中正确的是A.逸出气体的体积a电极的小于b电极的B.一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体C.a电极附近呈红色，b电极附近出现蓝色D.a电极附近呈蓝色，b电极附近出现红色3．在如图所示装置中，通电后可观察到Cu极溶解，则下列说法中不正确的是A．直流电源中，A是正极B．两池内CuSO4溶液浓度均不改变C．两个铁电极上最初析出物质相同D．P池内溶液的质量逐渐减小4．关于下列装置说法正确的是A、装置①中，盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液B 、装置②工作一段时间后，a 极附近溶液的pH 增大C 、用装置③精炼铜时，c 极为粗铜D 、装置④中电子由Zn 流向Fe ，装置中有Fe 2＋生成5．用惰性电极电解某金属元素R 的硝酸盐R(NO 3)n 溶液，通电一段时间后，阳极产生气体V L(标准状况)时，阴极质量增加m g ，若R 的相对原子质量为M ，设N A 为阿伏加德罗常数的值,下列叙述中不正确的是A ．电路中通过电子 N AB ．n ＝C ．溶液中H ＋增加 N A D ．n ＝6．在下图装置中，若通电一段时间后乙装置左侧电极质量增加，则下列说法错误的是A ．当甲装置中共产生标准状况下4.48 L 气体时，Cu 电极上质量增加43.2gB ．电解过程中装置丙的pH 无变化C ．向甲中通人适量的HCl 气体，可使溶液恢复到电解前的状态D ．乙中左侧电极反应式：Cu 2++2e -=Cu7．将等物质的量浓度的CuSO 4溶液和NaCl 溶液等体积混合后，用石墨电极进行电解，电解过程中，溶液pH 随时间t 变化的曲线如图，则下列说法正确的是A ．阳极产物一定是Cl 2，阴极产物一定是CuB ．BC 段表示在阴极上是H +放电产生了H 25.6V 5.6m VM 5.6V 5.6VM mC．整个过程中阳极先产生Cl2，后产生O2D．CD段表示阳极上OH-放电破坏了水的电离平衡，产生了H+，故pH减小8．如下图所示的装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。