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选择性必修1第四章第二节电解池(2)_新人教版高二化学选修一、二、三_新人教版高中化学选择性必修第一册_高二化学(选择性必修第一册)学案练习

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文档格式
docx
文档大小
1.280 MB
文档页数
19 页
上传时间
2026-03-30 17:27:50

文档内容

电解反应类型及实例分析 重难点 题型 分值 掌握电解反应的几种类型 重点 学会电解电解质溶液的分析方法和规律 选择题 2-4分 难点 电解电解质溶液的分析方法 【温故知新】电解过程分析 (1)首先判断阴、阳极,分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。 (2)再分析电解质水溶液的组成,找全离子并分阴、阳两组。 【注意】不要忘记水溶液中的H+和OH-,不要把H+、OH-误加到熔融电解质中。 (3)然后排出阴、阳两极的放电顺序 阴极:阳离子放电顺序 Ag + >Fe 3 + >Cu 2 + >H + (酸) >Fe 2 + >Zn 2 + >H + (水) >Al 3 + >Mg 2 + >Na + >Ca 2 + >K + 。 阳极:活泼电极> S 2 - >I - >Br - >Cl - >OH - >含氧酸根离子。 【注意】①“活泼电极”一般指Pt、Au以外的金属。 ②最常用的放电顺序:阳极:活泼金属>Cl->OH-;阴极:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+。 第1页(4)分析电极反应,判断电极产物,写出电极反应式,要注意遵循原子守恒和电荷守 恒。 (5)最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。 在掌握放电顺序的基础上,总结用惰性电极电解电解质的规律,是灵活运用电解原理 的基础。 一、电解水型 规律:H+、OH-放电,电解质形成的阳离子要么是H+,要么是放电顺序排在H+之后 的活泼性较强的金属对应的阳离子;阴离子要么是OH-,要么是放电顺序排在OH-之后的 含氧酸根等。 实例 电解 总化学方 电解质 溶液 电解质(水溶液) 电极方程式 溶液复原 物质 程式 浓度 pH 含氧酸(如H 2 SO 4 ) 阳极:4OH--4e 2HO 减小 加H 2 O 2 强碱(如NaOH) -=O 2 ↑+2H 2 O 增大 加H 2 O HO 增大 2 阴极:4H++4e- O↑ 活泼金属的含氧酸盐 2 =2H↑ +2H↑ 不变 加H 2 O (如KNO、NaSO ) 2 2 3 2 4 二、电解电解质型 规律:电解质形成的阴、阳离子放电,电解质电离形成的阴、阳离子要么是 H+、OH -,要么是放电顺序排在H+、OH-之前的对应离子。 实例: 电解质(水溶 电解 总化学方程 电解质 溶液 电极方程式 溶液复原 液) 物质 式 浓度 pH 阳极:2Cl--2e-= 无氧酸(如 Cl↑ 2HCl 通入 2 HCl),除HF 酸 减小 增大 阴极:2H++2e-= H↑+Cl↑ HC气体 2 2 外 H↑ 2 第2页不活泼金属的无 阳极:2Cl--2e-= 氧酸盐(如 CuCl 加CuCl 2 2 Cl↑ 盐 2 CuCl ),除氟 Cu+Cl↑ 固体 2 2 阴极:Cu2++2e-=Cu 化物外 三、电解电解质和水型 规律:放电离子分别是水电离形成的H+或OH-以及电解质形成的阴离子或阳离子。 实例1 放H 生碱型 2 电解质 电解物 电解质 溶液 (水溶 电极方程式 总化学方程式 溶液复原 质 浓度 pH 液) 活泼金属 阳极:2Cl--2e 通入 的无氧酸 -=Cl↑ 水和 2Cl-+2HO 生成新 2 2 增大 HCl 盐(如 阴极:2H++2e- 盐 Cl↑+H↑+2OH- 电解质 2 2 气体 NaCl) =H↑ 2 实例2 放O 生酸型 2 电解质(水 电解 电解质 溶液 电极方程式 总化学方程式 溶液复原 溶液) 物质 浓度 pH 阳极:4OH-- 不活泼金属 4e-=2HO+ 2 的含氧酸盐 水和 2Cu2++2HO 生成新 加CuO或 2 O↑ 减小 2 (如 盐 2Cu+O↑+4H+ 电解质 CuCO 2 3 阴极:2Cu2++ CuSO ) 4 4e-=2Cu 【拓展提升】电解质复原措施辨析 (1)要使电解后的NaCl溶液复原,滴加盐酸可以吗? 【答案】不可以,电解NaCl溶液时析出的是等物质的量的Cl 和H ,所以应通入氯化 2 2 氢气体,加入盐酸会引入水。 (2)要使电解后的CuSO 溶液复原,加入Cu(OH) 固体可以吗? 4 2 【答案】应具体情况具体分析,若通电一段时间,CuSO 未电解完(即Cu2+未全部放 4 电),使溶液复原应加入CuO,而加入Cu(OH) 会使溶液的浓度减小;若Cu2+全部放电, 2 又继续通电一段时间(此时电解水),要使溶液复原应加入 Cu(OH) 或Cu (OH) 2 2 CO,若只加入CuO,此时浓度偏大。 2 3 第3页(3)通过以上分析,电解质溶液复原应遵循什么原则? 【答案】电解质要恢复原电解质溶液的浓度,加入的物质应由电解过程中从溶液中析 出的物质(以气体或者固体形式脱离电解质溶液的物质)决定。电解质溶液的复原应遵循 “从溶液中析出什么补什么”的原则,即从溶液中析出哪种元素的原子,则应按比例补入 哪些原子 【拓展提升】电解后溶液pH的变化规律 (1)电极区: ①阴极区:H+放电产生H,阴极区pH增大; 2 ②阳极区:OH-放电产生O,阳极区pH减小。 2 (2)电解质溶液: ①电解过程中,既产生H,又产生O,实质是电解水,溶液浓度增大,所以原溶液呈 2 2 酸性的pH减小,原溶液呈碱性的pH增大,原溶液呈中性的pH不变; ②电解过程中,只产生H 的,溶液中的H+放电,pH增大; 2 ③电解过程中,只产生O 的,溶液中的OH-放电,pH增大; 2 【记忆口诀】 有氢有氧增原性,有氢无氧增碱性,有氧无氢增酸性。 例题1 用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶液,在电解的过程中,溶液的 pH 依次为升高、不变、降低的是( ) A. AgNO CuCl Cu(NO ) B. KCl NaSO CuSO 3 2 3 2 2 4 4 C. CaCl KOH NaNO D. HCl HNO KSO 2 3 3 2 4 【答案】B 【解析】由电解电解质溶液的四种类型可知: 类型 化学物质 pH变化 放O 生酸型 CuSO 、AgNO、Cu(NO ) 降低 2 4 3 3 2 放H 生碱型 KCl、CaCl 升高 2 2 CuCl 2 电解电解质型 HCl 升高 NaNO 、NaSO 、KSO 不变 3 2 4 2 4 电解HO型 2 KOH 升高 第4页HNO 降低 3 例题2 三室式电渗析法处理含NaSO 废水的原理如图所示,采用惰性电极,ab、cd 2 4 均为离子交换膜,在直流电场的作用下,两膜中间的Na+和SO 2﹣可通过离子交换膜,而两 4 端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是( ) A. 当电路中通过4mol电子的电量时,生成有标准状况下的O 为22. 4L 2 B. 该法在处理含NaSO 废水时可以得到NaOH和HSO 产品 2 4 2 4 C. 正极区反应为2HO-4e-═O +4H+,正极区溶液pH降低 2 2 D. 通电后中间隔室的SO 2-离子向负极区迁移,负极区溶液pH增大 4 【答案】D 【解析】直流电场的作用下,两膜中间的Na+和SO 2-可通过离子交换膜,而两端隔室 4 中离子被阻挡不能进入中间隔室。正极区发生的反应为2HO-4e-=O↑+4H+,根据生成 2 2 1mol氧气,转移电子4mol电子,所以标准状况下生成O 的体积为22. 4L,故A正确;负 2 极区发生的反应为2HO-2e-=2OH-+4H ↑,中间隔室的Na+向负极区迁移,故负极区产生 2 2 NaOH,正极区产生HSO ,B正确。由B项分析可知,负极区产生OH-,负极区溶液的 2 4 pH升高,C错误。正极区发生的反应为2HO-4e-=O↑+4H+,正极区溶液的pH减小,中间 2 2 隔室的SO 2-向正极区迁移,D错误。 4 【点评】本题明确电解池中的阴阳极以及阴阳极上的离子放电顺序是解题的关键。电 解含NaSO 废水,阴极发生氧化,电极反应式为:2HO-2e-=2OH-+4H ↑;阳极发生氧化 2 4 2 2 反应,电极反应式为:2HO-4e-=O↑+4H+。 2 2 例题3 按要求书写电极反应式和总反应方程式: (1)用Al作电极电解NaOH溶液 阳极反应式:______________________________________________________________; 阴极反应式:______________________________________________________________; 总反应离子方程式:________________________________________________________。 第5页(2)以铝材为阳极,电解HSO 溶液,铝材表面形成氧化膜 2 4 阳极反应式:______________________________________________________________; 阴极反应式:______________________________________________________________; 总反应方程式:____________________________________________________________。 − − (3)离子液体是一种室温熔融盐,为非水体系。由有机阳离子、Al Cl7 和AlCl4 组成 2 的离子液体作电解液时,可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的________极,已知电镀 过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应,阴极反应式为_______________。若 改用AlCl 水溶液作电解液,则阴极反应为________。 3 − 【答案】(1)2Al-6e-+8OH-=2AlO2 +4HO 6HO+6e-=3H↑+6OH-(或6H+ 2 2 2 − +6e-=3H↑) 2Al+2HO+2OH- 2AlO2 +3H↑ 2 2 2 (2)2Al-6e-+3HO=Al O+6H+ 6H++6e-=3H↑ 2Al+3HO Al O+3H↑ 2 2 3 2 2 2 3 2 − − (3)负 4Al Cl7 +3e-=Al+7AlCl4 2H+ + e- = H↑ 2 2 【解析】(4)电镀时,镀件作阴极,即钢制品作阴极,接电源负极,根据阴极生成 − − Al可知反应式为4Al Cl7 +3e-=Al+7AlCl4 。若改用AlCl 水溶液作电解液,阴极反应为 2 3 2H++2e-=H↑。 2 (答题时间:40分钟) 一、选择题 1. 下列各组中,每种电解质溶液用惰性电极电解时只生成氢气和氧气的一组是( ) A. HCl、CuCl 、Ba(OH) B. NaOH、CuSO 、HSO 2 2 4 2 4 C. NaOH、HSO 、Ba(OH) D. NaBr、HSO 、Ba(OH) 2 4 2 2 4 2 2. 以石墨为电极,电解 KI 溶液(含有少量的酚酞和淀粉)。下列说法错误的是 ( ) A. 阴极附近溶液呈红色 B. 阴极逸出气体 C. 阳极附近溶液呈蓝色 D. 溶液的pH变小 *3. 用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜,电解质溶液一般为 HSO -HC O 混合溶液。下列叙述错误的是( ) 2 4 2 2 4 A. 待加工铝质工件为阳极 B. 可选用不锈钢网作为阴极 C. 阴极的电极反应式为:Al3++3e-=Al D. 硫酸根离子在电解过程中向阳极移动 4. 科学家发现对冶金硅进行电解精炼提纯可降低高纯硅制备成本。相关电解槽装置如图 第6页所示,用Cu—Si合金作硅源,在950 ℃利用三层液熔盐进行电解精炼,有关说法正确的 是( ) A. 电子由液态Cu—Si合金流出,流入液态铝电极 B. 液态铝电极与正极相连,作为电解池的阳极 C. 在该液相熔体中Cu优先于Si被氧化,Si4+优先于Cu2+被还原 D. 三层液熔盐的作用是使电子能够在三层间自由流动 *5. 氯碱工业是一种高耗能产业,一种将燃料电池与电解池组合的新工艺可节能 30%以 上,如图是该工艺图示(电极未标出)。下列说法正确的是( ) A. X为H,Y为Cl 2 2 B. A池为电解池,且m<n C. B池为燃料电池,且b<a D. 该工艺优点是燃料电池提供电能且能提高烧碱产品的浓度 二、非选择题 *6. 如图为相互串联的甲乙两个电解池,X、Y为直流电源的两个电极。电解过程中,发 现石墨电极附近先变红。请回答: (1)电源X极为_____(填“正”或“负”)极,乙池中Pt电极上的电极反应式为 第7页________________。 (2)甲池若为电解精炼铜的装置,其阴极增重12. 8 g,则乙池中阴极上放出的气体在 标准状况下的体积为______,电路中通过的电子为________mol。 (3)在(2)的情况下,若乙池剩余溶液的体积仍为400 mL,则电解后所得溶液c(OH -)=________。 第8页1.【答案】C 【解析】用惰性电极电解时,常见离子的放电顺序:阳离子的放电顺序为 Ag+>Cu2+>H +>Na+>K+,阴离子的放电顺序为I->Br->Cl->OH->常见含氧酸根离子。电解HCl溶液生 成H 和Cl ,电解CuCl 溶液生成Cu和Cl ,电解Ba(OH) 溶液生成H 和O ,A不符合; 2 2 2 2 2 2 2 电解NaOH和HSO 溶液均生成H 和O ,电解CuSO 溶液则生成Cu和O ,B不符合;电 2 4 2 2 4 2 解NaOH、HSO 、Ba(OH) 溶液均相当于电解水,均生成H 和O ,C符合;电解NaBr 2 4 2 2 2 溶液生成Br 和H,D不符合。 2 2 2.【答案】D 【解析】电解饱和食盐水可类推电解KI溶液,发生的反应为2KI+2HO 2KOH 2 +H↑+I ,阴极产物是H 和KOH,阳极产物是I 。由于溶液中含有少量的酚酞和淀粉, 2 2 2 2 所以阳极附近的溶液会变蓝(淀粉遇碘变蓝),阴极附近的溶液会变红(溶液呈碱性), A、B、C正确;由于电解产物有KOH生成,所以溶液的pH逐渐增大,D错误。 3.【答案】C 【解析】A项,根据原理可知,Al要形成氧化膜,化合价升高失电子,因此铝为阳极, 正确;B项,阴极仅作导体,可选用不锈钢网,且不锈钢网接触面积大,能增加电解效率, 正确;C项,阴极应为氢离子得电子生成氢气,错误;D项,电解时,阴离子移向阳极, 正确。 4.【答案】A 【解析】图示得到:液态Cu—Si合金为阳极,电子由液态Cu—Si合金流出;液态铝 为阴极,连接电源负极,所以电子流入液态铝电极,A正确;图中,铝电极是Si4+得电子 被还原为Si,因此与电源负极相连,该电极为阴极,B错误;由图示得到,电解的阳极反 应为Si失电子转化为Si4+,阴极反应为Si4+得电子转化为Si, C错误;使用三层液熔盐可 以有效的增大电解反应的面积,使单质硅高效的在液态铝电极上沉积,而不是方便电子通 过,电子不通过电解质,D错误。 5.【答案】D 【解析】根据图示知,B装置中通入空气和Y,空气作氧化剂,且整个装置是原电池 和电解池组合的装置,B能自发的进行氧化还原反应,所以B是原电池,则A是电解池。 原电池中燃料是氢气,所以Y是氢气,则X是氯气,故A错误;A是电解池,电解氯化钠 过程中,氯化钠溶液被电解时生成氯气、氢气和氢氧化钠,所以导致溶液中氯化钠浓度降 低,所以m>n,故B错误;B是燃料电池,把化学能转化为电能,正极上氧气得电子和水 反应生成氢氧根离子,导致正极区域氢氧化钠浓度增大,所以aFe 3 + >Cu 2 + >H + (酸) >Fe 2 + >Zn 2 + >H + (水) >Al 3 + >Mg 2 + >Na + >Ca 2 + >K + 。 阳极:活泼电极> S 2 - >I - >Br - >Cl - >OH - >含氧酸根离子。 三、建立思维模型 (1)通电前:电解质溶液中含有哪些阴、阳离子(包括水电离出的H+和OH-)。 (2)通电时:阴离子移向阳极,阳离子移向阴极,结合放电顺序分析谁优先谁放电。 (3)写电极反应式,并结合题目要求分析电解结果,如两极现象、水的电离平衡移动、 离子浓度的变化、pH的变化等。 在通电前,先列出电解质溶液中含有的阴阳离子,包括电解质和水电离出的氢离子和 氢氧根离子,以电解硫酸铜溶液为例,溶液中的阳离子有铜离子和氢离子,阴离子有氢氧 根离子和硫酸根离子,一旦通电,阴离子就会移向阳极,而阳离子就移向阴极,此时我们 再结合放电顺序,来分析谁先放电,比如还是电解硫酸铜溶液,根据这个表可知,铜离子 的得电子能力大于氢离子,而氢氧根离子的失电子能力大于含氧酸根离子,所以放电的阴 阳离子就分别是铜离子和氢氧根离子,阴极的反应:Cu2+ + 2e- = Cu,阳极的反应为 4OH- -4e- = O↑+2H O,在写完电极反应后,就可以分析电解的结果了,比如两极的现象, 2 2 水的电离平衡移动,离子浓度的变化,以及电解池阴阳极极区的pH变化等。 四、判断电解后溶液pH变化 只要根据原溶液的酸碱性,和电极产物就可以准确的判断出电解后溶液的 pH变化, 不过在此之前要先判断出是阴阳极附近的变化,还是整个电解池溶液pH的变化,具体情 况分以下四种: 第12页【记忆口诀】 有氢有氧增原性,有氢无氧增碱性,有氧无氢增酸性。 【拓展提升】有关两池(原电池、电解池)比较的问题 原电池 电解池 利用氧化还原反应将化学能转变为电能 使电流通过电解质溶液而在阴阳两 定义 的装置 极发生氧化还原反应的装置 装置图 锌铜原电池为例 粗铜精炼为例 ①由两种活动性不同的金属(或金属与 ①外接直流电源②粗铜接电源正 形成条件 非金属)作电极②两极必须浸入电解质 极,精铜接电源负极③用易溶于水 溶液中③两极需形成闭合回路 的铜盐作电解液 一般情况下,负极:较活泼金属,发生 阳极:与电源正极相连的极,发生 电极名称 氧化反应;正极:较不活泼金属(或非 氧化反应;阴极:与电源负极相连 金属等),发生还原反应 的极,发生还原反应 阳极:Cu-2e-=Cu2+ 负极:Zn-2e-=Zn2+ 电极反应 正极:2H++2e-=H↑ 2 阴极:Cu2++2e-=Cu ⃗经电解液 电源正极→阳极 阴极→ 电流方向 正极→负极 电源负极 能量转化 化学能→电能 电能→化学能 第13页例题1 Cu O 是一种半导体材料,基于绿色化学理念设计的制取Cu O的电解池示意 2 2 图如下,电解总反应为:2Cu+H O Cu O+H↑。下列说法正确的是( ) 2 2 2 A. 石墨电极上产生氢气 B. 铜电极发生还原反应 C. 铜电极发生的电极反应为Cu-eˉ= Cu+ D. 当有0. 2mol电子转移时,有0. 1mol Cu O生成 2 【答案】AD 【解析】电解时阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应;总反应式中铜元素由0升为 +1价,氢元素由+1降为0价,Cu变为Cu O是氧化反应,HO变为H 是还原反应,由此 2 2 2 可知,铜作阳极,石墨作阴极;根据电子、电荷、原子守恒原理,在浓的强碱性电解质溶 液中,阴极反应式为HO+2eˉ=H↑+2OHˉ,则石墨电极上产生氢气,故A项正确;阳极发 2 2 生氧化反应,故B项错误;阳极反应式为Cu-2eˉ+2OHˉ=Cu O+HO,故C项错误;由于化 2 2 合价升降总数等于转移电子数,则2Cu+H O Cu O+H↑~2eˉ,该反应中氧化亚铜与转 2 2 2 移电子的系数之比等于物质的量之比,当转移2mol电子时,有1molCu O生成,则转移0. 2 2mol电子时,有0. 1molCu O生成,故D项正确。 2 【考点】考查电解原理及其应用,涉及电解总反应式、电解装置图、石墨和铜电极类 型、电极反应类型、电极产物、电极反应式、转移电子与电极产物之间的计算等。 例题2 以铅蓄电池为电源,石墨为电极电解CuSO 溶液,装置如下图。若一段时间 4 后Y电极上有6. 4 g 红色物质析出,停止电解。下列说法正确的是( ) A. a为铅蓄电池的负极 第14页2− B. 电解过程中SO4 向右侧移动 C. 电解结束时,左侧溶液质量增重8 g 2− D. 铅蓄电池工作时,正极电极反应式为:PbSO +2e-=Pb+SO4 4 【答案】C 【解析】Y极有Cu析出,发生还原反应,Y极为阴极,故b为负极,a为正极,A错 误;电解过程中阴离子向阳极移动,B错误;阴极反应式为Cu2++2e-=Cu,阳极反应式 为4OH--4e-=O↑+2HO,当有6. 4 g Cu析出时,转移0. 2 mol e-,左侧生成1. 6 g O, 2 2 2 2− 同时有0. 1 mol (9. 6 g) SO4 进入左侧,则左侧质量净增加9. 6 g-1. 6 g=8 g,C正确; 2− 铅蓄电池的负极是Pb,正极是PbO ,正极反应式为PbO +2e-+4H++SO4 =PbSO + 2 2 4 2HO,D错误。 2 (答题时间:40分钟) 一、选择题 1. 将两个铂电极插入500 mL CuSO 溶液中进行电解,通电一定时间后,某一电极增重0. 4 064 g(设电解时该电极无氢气析出,且不考虑水解和溶液体积变化),此时溶液中氢离子 浓度约为( ) A. 4×10-3 mol·L-1 B. 2×10-3 mol·L-1 C. 1×10-3 mol·L-1 D. 1×10-7 mol·L-1 *2. 高氯酸在化工生产中有广泛应用,工业上以NaClO 为原料制备高氯酸的原理如图所 4 示。下列说法正确的是( ) A. 上述装置中,f极为光伏电池的正极 B. 阴极的电极反应为2HO-4e-=4H++O↑ 2 2 C. d处得到较浓的NaOH溶液,c处得到HClO 4 D. 若转移2 mol电子,理论上生成100. 5 g HClO 4 第15页*3. 两个惰性电极插入500 mL AgNO 溶液中,通电电解。当电解液的pH从6. 0变为3. 0 3 时,(设电解过程中阴极没有H 放出,且电解液在电解前后体积变化可以忽略不计)电极 2 上析出银的质量最大为( ) A. 27 mg B. 54 mg C. 106 mg D. 216 mg 4. 三室式电渗析法处理含NaSO 废水的原理如图所示,采用惰性电极,ab、cd均为离 2 4 2− 子交换膜,在直流电场的作用下,两膜中间的Na+和SO4 可通过离子交换膜,而两端隔 室中离子被阻挡不能进入中间隔室。 下列叙述正确的是( ) 2− A. 通电后中间隔室的SO4 离子向正极迁移,正极区溶液pH增大 B. 该法在处理含NaSO 废水时可以得到NaOH和HSO 产品 2 4 2 4 C. 负极反应为2HO-4e-=O+4H+,负极区溶液pH降低 2 2 D. 当电路中通过1 mol电子的电量时,会有0. 5 mol的O 生成 2 5. 用惰性电极电解100 mL 4 mol·L-1 Cu(NO ) 溶液,一定时间后在阳极收集到标准状 3 2 况下气体1. 12 L。停止电解,向电解后的溶液中加入足量的铁粉,充分作用后溶液中的 Fe2+浓度为(设溶液的体积不变) ( ) A. 0. 75 mol·L-1 B. 3 mol·L-1 C. 4 mol·L-1 D. 3. 75 mol·L-1 *6. 图1是电解饱和氯化钠溶液示意图。图2中,x轴表示实验时流入阴极的电子的物质 的量,则y轴表示( ) A. n(Na+) B. n(Cl-) C. c(OH-) D. c(H+) 7. 现用Pt电极电解1 L浓度均为0. 1 mol·L-1的HCl、CuSO 的混合溶液,装置如图,下 4 列说法正确的是( ) 第16页A. 电解开始时阴极有H 放出 2 B. 电解开始时阳极上发生:Cu2++2e-=Cu C. 当电路中通过电子的量超过0. 1 mol时,此时阴极放电的离子发生了变化 2− D. 整个电解过程中,SO4 不参与电极反应 第17页1.【答案】A 【解析】根据2CuSO +2H O 2Cu+2H SO +O ↑,得n(H+)=2n(HSO )= 4 2 2 4 2 2 4 2×0.064g 0.002mol 64g⋅mol−1 0.5L 2n(Cu)= =0. 002 mol,c(H+)= =4×10-3 mol·L-1。 2.【答案】C 【解析】电解时Na+移向阴极区,则f为电源负极,A项错误;电解时,阳极反应为 2HO-4e-=4H++O↑,Na+移向阴极区,阳极区溶液逐渐由NaClO 转化为HClO ;阴极 2 2 4 4 反应为2HO+2e-=H↑+2OH-,阴极区产生NaOH,B项错误、C项正确;根据得失电子 2 2 守恒,若转移2 mol电子,理论上生成201 g HClO,D项错误。 4 3.【答案】B 【解析】首先结合离子放电顺序,弄清楚两极的反应:阳极:4OH--4e-= O↑+2H O;阴极:4Ag++4e-=4Ag,电解的总反应式为4AgNO+2H O 2 2 3 2 4Ag+O↑+4HNO 。由电解的总反应式可知,电解过程中生成的n(Ag)=n(HNO)=n 2 3 3 (H+)= (10-3 mol·L-1-10-6 mol·L-1)×0. 5 L≈5×10-4 mol,m(Ag)=5×10-4 mol× 108 g·mol-1=0. 054 g=54 mg。 4.【答案】B 2− 【解析】电解池中阴离子向阳极移动,阳离子向阴极移动,即 SO4 离子向正极区移 动,Na+ 向负极区移动,正极区水电离的OH-发生氧化反应生成氧气,H+留在正极区,该 极得到HSO 产品,溶液pH减小,负极区水电离的H+发生还原反应生成氢气,OH-留在 2 4 负极区,该极得到NaOH产品,溶液pH增大,故A、C错误,B正确;该电解池相当于电 解水,根据电解水的方程式可计算出当电路中通过 1 mol电子的电量时,会有0. 25 mol的 O 生成,D错误。 2 5.【答案】D 【解析】本题涉及的反应过程可分为两个阶段,第一个阶段是电解Cu(NO ) 溶液, 3 2 第二个阶段是混合溶液与足量的铁粉反应,注意硝酸与足量铁粉反应是生成硝酸亚铁。电 解后溶液中硝酸和硝酸铜分别为0. 2 mol、0. 3 mol,前者与足量的铁粉反应生成硝酸亚铁 0. 075 mol,后者与足量的铁粉反应生成0. 3 mol硝酸亚铁。 6.【答案】C 【解析】该装置中,阳极氯离子放电生成氯气,其电极反应式为2Cl--2e-=Cl↑;阴 2 极氢离子放电,其电极反应式为2H++2e-=H↑;总反应式为2Cl-+2HO 2OH-+ 2 2 H↑+Cl↑。由上述分析可知,溶液中钠离子浓度不变,故A项不符合题意;阳极氯离子放 2 2 第18页电生成氯气,所以溶液中氯离子浓度减小,故 B项不符合题意;阴极氢离子放电,所以溶 液中c(OH-)增大,氢离子浓度减小,故C项符合题意、D项不符合题意。 7.【答案】D 【解析】依据放电顺序阴极先放电的是 Cu2+,故阴极开始析出的是Cu,阳极先放电 的是Cl-,故阳极开始产生的是Cl ,故A、B错误;由阴极反应Cu2++2e-=Cu,n(Cu2 2 +)=0. 1 mol,当电路中通过电子的物质的量达到0. 2 mol时,此时Cu2+消耗完毕,阴极 放电离子变为H+,故C错误;阳极先是Cl-放电,当Cl-消耗完毕,此时HO电离产生的 2 2− OH-开始在阳极放电,SO4 不参与电极反应,故D正确。 第19页