1、第六章第2讲(本栏目内容在学生用书中以活页形式分册装订！)一、选择题1下列描述中，不符合生产实际的是()A电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极B电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极C电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极D在镀件上电镀锌，用锌作阳极【解析】B、C、D中的描述都是正确的。而电解熔融的氧化铝制取金属铝，是用石墨作阳极。【答案】A2(2010年温州质检)下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溶液。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Ca电极附近呈红色，b电极附近呈
2、蓝色Da电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色【解析】电解Na2SO4溶液其实质是电解水，a与电源负极相连为电解池的阴极，H2O电离产生的H在该极获得电子产生H2，同时生成OH：2H2O2eH22OH，产生的OH与石蕊作用呈蓝色。b与电源正极相连为电解池的阳极，H2O电离产生的OH在该极失去电子产生O2，同时生成H：H2OO22H2e，产生的H与石蕊作用呈红色。【答案】D3某电解池内盛有CuSO4溶液，插入两根电极，接通直流电源后，欲达到如下要求：阳极质量不变；阴极质量增加；电解液pH减小，则应选用的电极是(多选)()A阴阳两极都是石墨B铜作阳极，铁作阴极C铁作阳极，铜作阴极 D铂作阳极，铜作阴极【
3、解析】不管用何材料作阴极都不影响电解结果，阴极只是完成导电作用便可。电解时生成H2SO4，pH自然会减小。要保持阳极质量不变，需要用惰性材料作电极：石墨或铂。【答案】AD4用惰性电极实现电解，下列说法正确的是()A电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变B电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH，故溶液pH减小C电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为12D电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为11【解析】电解稀H2SO4，实质上是电解水，硫酸的物质的量不变，但溶液体积减少，浓度增大，故溶液pH减小。电解稀NaOH溶液，阳极消耗OH，阴极消耗H，实质也是电解水，N
4、aOH溶液浓度增大，故溶液的pH增大。电解Na2SO4溶液时，在阳极发生反应：4OH2H2OO24e，在阴极发生反应：2H2eH2，由于两电极通过电量相等，故放出H2与O2的物质的量之比为21。电解CuCl2溶液时，阴极反应为Cu22eCu，阳极反应为2ClCl22e，两极通过电量相等时，Cu和Cl2的物质的量之比为11。【答案】D5(2010年芜湖质检)如下图所示，x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极极板质量增加，b极极板处有无色无味的气体放出，符合这一情况的是()a极板b极板x电极z溶液A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨负极NaOHC银铁正极AgNO3D铜石墨负极CuCl2【解析】由题
5、意知a极板质量增加，a应为阴极，则b为阳极，x为电源的负极，y为电源正极。A选项中a极板为阴极，b极板为阳极，参考各个选项知，A项符合，电解时，a极有Cu附着，b极有O2放出；B项不符合，电解时a极无质量变化；C项阳极为Fe，为活性电极，电解时Fe在阳极放电溶解，无气体生成，故C项不符合；D项电解时，Cl在阳极放电生成Cl2，Cl2为黄绿色有刺激性气味的气体，与原题题意不符合。【答案】A6下列装置的线路接通后，经过一段时间，溶液的pH明显下降的是()【解析】对几个装置进行分析：A属于在铁上镀铜，溶液的浓度、pH不变；B铜作阳极溶解，变成Cu2落入溶液，随即消耗2个OH生成Cu(OH)2，阴极上
6、H得电子，生成2个OH，NaOH浓度有所上升(水减少)，但pH变化不大；C是电解饱和食盐水，生成NaOH，pH增大比较明显；而D则生成H2SO4，pH明显下降。【答案】D7用惰性电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种纯净物(方括号内物质)，能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是(多选)()AAgNO3AgNO3 BNaOHH2OCKClKCl DCuSO4CuO【解析】A选项4AgNO32H2O4AgO24HNO3，脱离反应体系的物质是4AgO2，相当于2Ag2O，所以应当加入适量的Ag2O才能复原(加入AgNO3，会使NO的量增加)。B选项2H2O2H2O2，脱离反应体系的是2H2O2，相
7、当于2H2O，加入适量水可以复原。C选项2KCl2H2O2KOHH2Cl2，脱离反应体系的是H2Cl2，相当于2HCl，应通入适量HCl气体才能复原。D选项2CuSO42H2O2H2SO42CuO2，脱离反应体系的是2CuO2，相当于2CuO，加入适量CuO可以复原。【答案】BD8如图所示，a、b、c、d均为石墨电极，通电进行电解。下列说法正确的是()A乙池中d的电极反应为：2ClCl22eBa、c两极产生气体的物质的量相等C甲、乙两池中溶液的pH均保持不变D乙池中发生的反应为：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2【解析】A项，d电极是阴极，应该是溶液中的阳离子放电，即2H2eH2，故不正确
8、；B项，a、c均为阳极，甲池中是OH放电产生O2，乙池中是Cl放电产生Cl2，故产生气体的物质的量不相等，不正确；C项，甲池电解硫酸铜溶液，溶液的pH减小，乙池电解氯化钠溶液，溶液的pH增大，故不正确；D项正确。【答案】D9(2009年重庆高考)如下图所示，下列叙述正确的是()AY为阴极，发生还原反应BX为正极，发生氧化反应CY与滤纸接触处有氧气生成DX与滤纸接触处变红【解析】根据装置图和电化学知识可知，Zn、Cu及ZnSO4、CuSO4溶液构成原电池，用该原电池提供的电能电解Na2SO4溶液(其实质是电解H2O)。Y极接电源的负极，故Y为阴极，溶液中H2O电离产生的H在该极获得电子发生还原反
9、应产生H2，同时产生OH：2H2O2e2OHH2，Y极附近出现红色。X极接电源的正极，故X为阳极，水电离产生的OH在该极失去电子发生氧化反应产生O2，同时产生H：H2OO22H2e。综合上述只有选项A正确。【答案】A10某同学按下图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是(多选)()A电解过程中，铜电极上有H2产生B电解初期，主反应方程式为：CuH2SO4CuSO4H2C电解一定时间后，石墨电极上有铜析出D整个电解过程中，H的浓度不断增大【解析】电解时铜为阳极，阳极铜失电子而溶解，A错；阴极上先是H得电子放出H2，随着阳极铜的溶解，溶液中Cu2浓度增大，后是Cu2得电子析出Cu，所以B、C都对
10、，D错。【答案】BC11(2010年莱芜质检)某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，它们的物质的量之比为31，用石墨做电极电解该混合溶液时，根据电极产物，可明显分为三个阶段。下列叙述不正确的是()A阴极自始至终只析出H2B阳极先析出Cl2，后析出O2C电解最后阶段为电解水D溶液pH不断增大，最后为7【解析】由题意知：n(H)n(Cl)23，在阴极放电的是H，在阳极放电的是Cl，Cl放电完后是OH。因此反应开始在两极放电的是H、Cl，相当于电解盐酸。由H2SO4电离的H放电完后，在两极放电的是由水电离的H和剩余的Cl，相当于电解NaCl的水溶液。Cl放电完后，在两极放电的是由水电离的H和OH
11、，相当于电解水。故A、B、C是正确的。溶液pH的变化是不断增大，但最后溶质是NaOH和Na2SO4，pH不会为7。【答案】D12实验室用铅蓄电池作电源电解AgNO3溶液，电池两极发生如下反应：正极：PbO24HSO2ePbSO42H2O，负极：PbSOPbSO42e，当电解析出2.16 g Ag单质时，电池内消耗H2SO4的物质的量是()A0.01 mol B0.02 molC0.03 mol D0.04 mol【解析】首先确定析出Ag与转移电子数的关系，其次抓住电解进行时，电池两极上转移的电子与电解池两极上得失的电子数是相等的。析出Ag：0.02 mol。由AgeAg得电解池中两极上转移的电
12、子数为0.02 mol。蓄电池的总反应(两电极反应式相加)：PbPb2e2H2SO42PbSO42H2O。每转移2 mol电子消耗2 mol H2SO4，现转移0.02 mol电子，消耗0.02 mol H2SO4。【答案】B二、非选择题13在50 mL 2 molL1硫酸铜溶液中插入两个电极，通电电解(不考虑水分蒸发)。则：(1)若两极均为铜片，试说明电解过程中浓度将怎样变化_。(2)若阳极为纯锌，阴极为铜片，阳极反应式是_。(3)如果不考虑H在阴极上放电，当电路中有0.04 mol电子通过时，阴极增重_g，阴极上的电极反应式是_。【解析】(1)、(2)类似于电镀原理。(3)由Cu22eCu
13、可知：2 mol e1 mol Cu，故阴极析出Cu：002 mol64 g/mol1.28 g。【答案】(1)不变(2)ZnZn22e(3)1.28Cu22eCu14(1)某同学用碳棒、铜棒和稀硫酸为原材料，实现了在通常条件下不能发生的反应：CuH2SO4(稀)=CuSO4H2。请在下边方框内画出能够实现这一反应的实验装置图。(2)某同学在做铜与稀硫酸的上述反应实验时，看到碳棒和铜棒上都有气泡产生，但铜棒却没有被腐蚀。请你分析其原因_；此时的电池反应为_。【解析】(1)由于铜的活泼性弱于氢，故通常条件下反应CuH2SO4(稀)=CuSO4H2不能发生，但若设计成电解池，Cu作阳极，碳棒作阴极
14、，则可实现上述反应。(2)若将上述装置的电源接反，亦即碳棒为阳极，铜棒作阴极，则实际为电解水，两极均有气泡产生。【答案】(1)(2)将上述装置中的电源接反铜棒(阴极)：4H4e2H2碳棒(阳极)：4OH2H2OO24e15如下图所示，p、q为直流电源两极，A为2价金属单质X制成，B、C、D为铂电极，接通电源，金属X沉积于B极，同时C、D产生气泡。试回答：(1)p为_极，A极发生了_反应。(2)C为_极，试管里收集到_；D为_极，试管里收集到_。(3)C极的电极方程式是_。(4)在电解过程中，测得了C、D两极上产生的气体的实验数据如下：时间(min)12345阴极生成气体体积(cm3)61220
15、2939阳极生成气体体积(cm3)2471116时间(min)678910阴极生成气体体积(cm3)4959697989阳极生成气体体积(cm3)2126313641仔细分析以上实验数据，请说出可能的原因是_。(5)当反应进行一段时间后，A、B电极附近溶液的pH_(填“增大”“减小”或“不变”)。(6)当电路中通过0.004 mol电子时，B电极上沉积金属X为0.128 g，则此金属的摩尔质量为_。【解析】(1)接通电源，X沉积于B极，说明B为阴极，则A为阳极，故(1)中q为负极，p为正极，A上发生氧化反应。(2)H2SO4电解池中，C为阳极，C试管内得O2，D为阴极，此试管内得H2。(4)C
16、、D两极所得O2、H2体积应该为12，但实验数据由13随时间变化而增大，到达10分钟时约为12，因为开始O2溶解的原因。(5)A极：XX22e。B极：X22eX，两极附近pH不变。(6)设X的摩尔质量为M，则 X22eX 2 M 0.004 mol 0.128 g，得M64 gmol1【答案】(1)正氧化(2)阳氧气阴氢气(3)4OHO22H2O4e(4)氧溶解(5)不变(6)64 g/mol16(2009年四川高考题，有删减)新型锂离子电池在新能源的开发中占有重要地位。可用作节能环保电动汽车的动力电池。磷酸亚铁锂(LiFePO4)是新型锂离子电池的首选电极材料，它的制备方法如下：方法一：将碳
17、酸锂、乙酸亚铁(CH3COO)2Fe、磷酸二氢铵按一定比例混合、充分研磨后，在800 左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂，同时生成的乙酸及其他产物均以气体逸出。方法二：将一定浓度的磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液作为电解液，以铁棒为阳极，石墨为阴极，电解析出磷酸亚铁锂沉淀。沉淀经过滤、洗涤、干燥，在800 左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂。请回答下列问题：(1)上述两种方法制备磷酸亚铁锂的过程都必须在惰性气体氛围中进行。其原因是_。(2)在方法一所发生的反应中，除生成磷酸亚铁锂、乙酸外，还有_、_、_(填化学式)生成。(3)在方法二中，阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为_。(4)已知
18、该锂离子电池在充电过程中，阳极的磷酸亚铁锂生成磷酸铁，则该电池放电时正极的电极反应式为_。【解析】(1)亚铁离子具有强还原性，制备磷酸亚铁锂的过程都必须在惰性气体氛围中进行。其原因是为了防止亚铁化合物被氧化。(2)将碳酸锂、乙酸亚铁、磷酸二氢铵在800 左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂、乙酸及其它产物均以气体逸出。根据题意和元素守恒，可得其他产物为：CO2、H2O和NH3。(3)将一定浓度的磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液作为电解液，以铁棒为阳极，则铁失电子，电解析出磷酸亚铁锂沉淀，所以阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为FeH2POLiLiFePO42H2e。(4)该锂离子电池在充电过程中，阳极的磷酸亚铁锂生成磷酸铁，即LiFePO4FePO4Lie，则该电池放电时正极的电极反应为FePO4LieLiFePO4。【答案】(1)为了防止亚铁化合物被氧化(2)CO2H2ONH3(3)FeH2POLiLiFePO42H2e(4)FePO4LieLiFePO4
