1、实验活动4简单的电镀实验课后训练巩固提升1.(双选)某同学准备在铁制品上镀一层光亮的铜,请你分析他设计的下列几个方案,帮他选定可以实施的方案是()。A.铜作阳极,铁制品作阴极,硫酸铜溶液作电镀液B.铜作阴极,铁制品作阳极,硝酸铜溶液作电镀液C.铜作阳极,铁制品作阴极,氯化铜溶液作电镀液D.铂作阴极,铁制品作阳极,硫酸铜溶液作电镀液答案:AC解析:根据电镀池的组成条件,铁制品作阴极,镀层金属铜作阳极,含有铜离子的盐溶液作电镀液。A、C项方案设计合理。2.如图,装置中a、b、c、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,且增大的质量为bd。符合上述实验结果的盐溶液是()。
2、选项XYAMgSO4CuSO4BAgNO3Pb(NO3)2CFeSO4Al2(SO4)3DCuSO4AgNO3答案:B解析:当X为MgSO4时,b极上生成H2,电极质量不变,A项错误;当Y为Al2(SO4)3时,d极上产生气体,电极质量不变,C项错误;当b极上析出2 mol Ag时,d极上析出1 mol Pb,b极增大的质量为216 g,d极增大的质量为207 g,B项正确;当b极上析出1 mol Cu时,d极上析出2 mol Ag,d极增大的质量为216 g,b极增大的质量为64 g,D项错误。3.(双选)如图,X、Y分别是直流电源的两极,两烧杯和盐桥中的溶液相同,通电后发现a极板质量增大,
3、b极板处有无色无味气体放出,符合这一情况的是()。选项a电极b电极X电极ZA铁石墨负极CuSO4B石墨石墨负极AgNO3C银铁正极NaOHD铜石墨负极CuCl2答案:AB解析:通电后a极板质量增大,金属阳离子在a极上得电子,a极是阴极;b极是阳极。b极板处有无色无味气体放出,即溶液中OH-放电生成O2,b应为惰性电极,电解质溶液中其他阴离子放电能力比OH-弱,A项、B项都符合题意。银作阳极,a极板质量不会增大,C项不符合;电解质溶液中Cl-放电,在b极板处得到有刺激性气味的Cl2,D项不符合。4.离子液体是一种室温熔融盐,为非水体系。由有机阳离子、Al2C和AlC组成的离子液体作电解液时,可在
4、钢制品上电镀铝。(1)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,阴极电极反应式为。若改用AlCl3水溶液作电解液,则阴极产物为。(2)测定镀层厚度的工序中,首先用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层,发生反应的离子方程式为,该反应的氧化剂是;当反应转移6 mol电子时,所得还原产物的物质的量为 mol。答案:(1)负4Al2C+3e-Al+7AlCH2(2)2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2H2O3解析:(1)电镀时,钢制品作阴极,接电源负极,根据阴极生成Al可知反应式为4Al2C+3e-Al+7AlC。若改为AlCl3水溶液作电解液,阴极反应为2H+2e
5、-H2,产物为H2。(2)用NaOH溶液溶解铝镀层的反应为2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2,H2O作氧化剂,转移6 mol电子时,根据得失电子守恒可知,还原产物H2的物质的量为3 mol。5.如图,X和Y均为石墨电极。(1)若电解液为滴有酚酞溶液的饱和食盐水,电解反应的离子方程式为;电解过程中(填“阴”或“阳”)极附近会出现红色。(2)若电解液为500 mL含A溶质的某蓝色溶液,电解一段时间,观察到X电极表面有红色的固态物质生成,Y电极有无色气体生成。溶液中原有溶质完全电解后,停止电解,取出X电极,洗涤、干燥、称量,电极质量增大1.6 g。电解后溶液的pH为;要使电解后溶液恢复到电解前
6、的状态,需加入一定量的(填加入物质的化学式)。(假设电解前后溶液的体积不变)Y电极产生气体在标准状况下的体积为 L。请你推测原溶液中所含的酸根离子可能是;并设计实验验证你的推测,写出实验的操作步骤、现象和结论:。答案:(1)2Cl-+2H2O2OH-+Cl2+H2阴(2)1CuO(或CuCO3)0.28硫酸根离子(或硝酸根离子)取少量待测液放入试管中,滴加足量盐酸,无明显现象,继续加入氯化钡溶液,若有白色沉淀产生,则证明是硫酸根离子(或:硝酸根离子取少量待测液放入试管中,加热浓缩后加入铜粉和浓硫酸,若有红棕色气体产生,则证明是硝酸根离子)解析:(1)电解饱和食盐水的离子方程式:2Cl-+2H2
7、O2OH-+Cl2+H2,在阴极区生成NaOH,使酚酞溶液变红。(2)蓝色溶液中可能含有Cu2+,并且在电解过程中析出红色固体,进一步验证析出的是铜;Y电极上析出无色气体,应该是O2,电解离子方程式:2Cu2+2H2O2Cu+O2+4H+。根据电解离子方程式得:n(H+)=2n(Cu2+)=2=0.05 mol,故溶液中c(H+)=0.1 molL-1,溶液的pH=1。要使溶液恢复到电解前的状态,可以加入CuO或CuCO3。根据电解方程式得:n(O2)=n(Cu)=0.012 5 mol,在标准状况下的体积V(O2)=22.4 Lmol-10.012 5 mol=0.28 L。溶液中存在的必须是含氧酸根离子,可以是S或N,然后利用实验进行检验。