1、课时跟踪检测（二十二） 电能转化为化学能电解1以石墨为电极分别电解水和饱和食盐水，关于两个电解池反应的说法正确的是()A阳极反应式相同B电解结束后所得液体的pH相同C阴极反应式相同D通过相同电量时生成的气体总体积相等(同温同压)解析：选C以石墨为电极电解水阳极上4OH4e=2H2OO2，以石墨为电极电解饱和食盐水阳极2Cl2e=Cl2，二者电极反应式不同，故A错误；电解水溶液pH不变，电解饱和氯化钠溶液生成氢氧化钠和氯气和氢气，pH变大，所以电解结束后所得液体的pH不相同，故B错误；以石墨为电极分别电解水和饱和食盐水阴极都发生反应：2H2e=H2，所以阴极电极反应式相同，故C正确；设转移电子数
2、为4 mol，则依据电解方程式2H2O2H2O24e，电解水生成3 mol气体；依据电解方程式2NaCl2H2O2NaOHCl2H22e，电解食盐水生成4 mol气体，故D错误。2(2016济南模拟)四个电解装置都以Pt作电极，它们分别装着如下电解质溶液进行电解，电解一段时间后，测定其pH变化，所记录的结果正确的是()选项ABCD电解质溶液HClAgNO3KOHBaCl2pH变化减小增大增大不变解析：选C电解盐酸，溶质HCl的量会减小，溶剂量不变，所以酸性减弱，pH增大，故A错误；电解硝酸银溶液生成硝酸、金属银和氧气，溶液酸性增强，pH减小，故B错误；电解氢氧化钾的实质是电解水，溶质的量不变，
3、溶剂减小，碱性增强，pH增大，故C正确；电解氯化钡溶液得到的是氢氧化钡、氢气和氯气，溶液碱性增强，pH增大，故D错误。3金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是(已知：氧化性Fe2Ni2Cu2)()A阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni22e=NiB电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2和Zn2D电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt解析：选D阳极发生氧化反应，A项错误；电解过程中，阳极Zn、Fe、Ni溶解，阴极只有Ni析出，两电极质量的改变不等，B项错误；电解液中除Zn2、
4、Fe2外，还有Ni2，C项错误。4(2015福建高考)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是()A该装置将化学能转化为光能和电能B该装置工作时，H从b极区向a极区迁移C每生成1 mol O2，有44 g CO2被还原Da电极的反应为3CO218H18e=C3H8O5H2O解析：选B结合装置图可知该装置为电解装置，模拟“人工树叶”，故为电能转化为化学能，A项错误；b极连接电源的正极，为阳极，在电解池中H向a极(阴极)区移动，B项正确；右侧H2OO2发生的是氧化反应，每生成1 mol O2，转移4 mol电子，C3H8O
5、中碳元素的化合价是2,3CO2C3H8O，转移18 mol电子，故生成1 mol O2消耗 mol CO2，C项错误；a电极发生的是还原反应：3CO218H18e=C3H8O5H2O，D项错误。5如图中x、y分别是直流电源的两极，通电后发生a极板质量增加，b极板处有无色、无味气体放出，符合这一情况的是()选项a极板b极板x电极溶液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：选A通电后a极板增重，表明溶液中金属阳离子在a极板上放电，发生还原反应，析出了金属单质，因此可确定a极板是电解池的阴极，与它相连接的直流电源的x极是负极。选项C中x极为正极，故
6、C不正确。A中电解液为CuSO4溶液，阴极a板上析出Cu而增重，阳极b板上由于OH离子放电而放出无色、无味的O2，故A正确。B中电解液为NaOH溶液，通电后阴极a上应放出H2，a极板不会增重，故B不正确。D中电解液为CuCl2溶液，阴极a板上因析出Cu而增重，但阳极b板上因Cl离子放电，放出黄绿色有刺激性气味的Cl2，故D不正确。6(2016泰安模拟)1 L某溶液中含有的离子如下表：离子Cu2Al3NOCl物质的量浓度(molL1)11a1用惰性电极电解该溶液，当电路中有3 mol e通过时(忽略电解时溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)，下列说法正确的是()A电解后溶液呈酸性Ba3C
7、阳极生成1.5 mol Cl2 D阴极析出的金属是铜与铝解析：选A1 mol Cu2放电的过程中，另一极Cl和OH各放电1 mol，故溶液显酸性，A正确；根据电荷守恒可推知a4，B不正确；Cl的物质的量为1 mol，阳极不会产生1.5 mol Cl2，C不正确；铝较活泼，在溶液中Al3不会放电，D不正确。7.电解法制备高品质Al(OH)3的装置如图(中间用离子交换膜隔开)，其反应原理为：4NaAl(OH)42H2O4Al(OH)34NaOHO22H2。下列有关说法正确的是()AAl(OH)3在阴极区析出B离子交换膜为阴离子交换膜(允许阴离子通过，防止阳离子通过)C阴极区滴加酚酞呈红色D电路中通
8、过2 mol电子时，理论上可制得78 g Al(OH)3解析：选C阳极反应：4Al(OH)44e=4Al(OH)3O2，阴极反应：2H2O2e=H22OH，故Al(OH)3在阳极区析出；防止Al(OH)3溶于碱性溶液，故选用阳离子交换膜，防止阴极区OH透过；阴极区c(OH)增大，故使酚酞变红色；由Al(OH)3e可知，转移2 mol e时析出2 mol Al(OH)3。8(2016丽水中学二模)下图是CO2电催化还原为CH4的工作原理示意图。下列说法不正确的是()A该过程是电能转化为化学能的过程B铜电极的电极反应式为CO28H8e=CH42H2OC一段时间后，池中n(KHCO3)不变D一段时间
9、后，池中溶液的pH一定减小解析：选C分析工作原理图可知此装置为电解池，铜电极通入CO2，还原为CH4，所以铜电极为阴极，发生还原反应CO28H8e=CH42H2O，铂电极为阳极，OH放电，被氧化，导致pH减小，同时盐桥中的K向池中移动，池中溶有CO2，故n(KHCO3)增大，C项错误。9(2016日照模拟)纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注。采用离子交换膜控制电解液中OH的浓度制备纳米级Cu2O的装置如图所示，发生的反应为2CuH2OCu2OH2。下列说法正确的是()A钛电极发生氧化反应B阳极附近溶液的pH逐渐增大C离子交换膜应采用阳离子交换膜D阳极反应式是2Cu2OH2e=Cu2
10、OH2O解析：选D钛极与电源负极相连是阴极发生氢离子得电子的还原反应，故A错误；根据总反应，则阳极反应为2Cu2e2OH=Cu2OH2O，消耗氢氧根，pH值减小，故B错误；根据总反应，则阳极反应为2Cu2e2OH=Cu2OH2O，所以离子交换膜应采用阴离子交换膜，故C错误；在电解池中，当阳极是活泼电极时，该电极本身发生失电子的还原反应，在碱性环境下，金属铜失去电子的电极反应为2Cu2e2OH=Cu2OH2O，故D正确。10(2016洛阳模拟)电解硫酸钠溶液联合生产硫酸和烧碱溶液的装置如图所示，其中阴极和阳极均为惰性电极。测得同温同压下，气体甲与气体乙的体积比约为12，以下说法正确的是()Aa极
11、与电源的负极相连B产物丙为硫酸溶液C离子交换膜d为阴离子交换膜Da电极反应式：2H2O2e=H22OH解析：选B由装置图分析可知是电解装置，电解硫酸钠溶液，实质是电解水，气体甲与气体乙的体积比约为12，气体甲为氧气，气体乙为氢气，阳极生成氧气，电极反应为2H2O4e=4HO2，阴极生成氢气：4H2O4e=4OH2H2，气体体积比为12，所以判断a电极是阳极，b电极是阴极，在阳极室得到硫酸，在阴极室得到氢氧化钠，则c为阴离子交换膜，d为阳离子交换膜。11如图所示，E为浸过含酚酞的Na2SO4溶液的滤纸。A、B分别为铂片，压在滤纸两端，R、S为电池的电极。M、N是用多微孔的Ni制成的电极，在碱溶液
12、中可视为惰性电极。G为电流计，K为开关。C、D和电解池中都充满浓KOH溶液。若在滤纸中央滴一滴紫色的KMnO4溶液，将开关K打开，接通电源一段时间后，C、D中有气体产生。请回答下列问题：(1)R为_(填“正”或“负”)极。(2)A附近溶液的现象是_，B附近发生的电极反应式为_。(3)滤纸上的紫色点向_(填“A”或“B”)方移动。(4)当C、D中的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，经过一段时间后，C、D中的气体逐渐减少，C中的电极为_(填“正”或“负”)极，电极反应式为_。解析：电解KOH溶液就是电解水，两极分别产生H2和O2，因为相同条件下产生H2的体积是O2体积的两倍，所以C管中收
13、集到的是H2，D管中收集到的是O2。(1)H2是在阴极产生的，所以M是阴极，与之相连的R是电源的负极。(2)B是电解池的阳极，A是电解池的阴极。电解Na2SO4溶液也是电解水，电解时H移动到A极，得电子被还原为H2，破坏了A极附近水的电离平衡，导致A极附近的溶液显碱性，使酚酞溶液变红。B极上OH被氧化生成O2。(3)KMnO4溶液中，紫红色的MnO向阳极移动。(4)当C、D中的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，此时装置变为燃料电池。经过一段时间，C、D中的气体逐渐减少，H2和O2反应生成水，在碱性条件下，C中H2发生氧化反应。答案：(1)负(2)溶液变红4OH4e=2H2OO2(3)
14、B(4)负2H24OH4e=4H2O12某蓄电池的反应为NiO2Fe2H2OFe(OH)2Ni(OH)2(1)该蓄电池充电时，发生还原反应的物质是_(填选项字母)。放电时生成Fe(OH)2的质量为18 g，则外电路中转移的电子数是_。ANiO2BFeCFe(OH)2 DNi(OH)2(2)为防止远洋轮船的钢铁船体在海水中发生电化学腐蚀，通常在船体上镶嵌Zn块，或与该蓄电池的_(填“正”或“负”)极相连。(3)以该蓄电池作电源，用如图所示的装置在实验室模拟铝制品表面“钝化”处理的过程中，发现溶液逐渐变浑浊，原因是_(用相关的电极反应式和离子方程式表示)。(4)精炼铜时，粗铜应与直流电源的_(填“
15、正”或“负”)极相连。精炼过程中，电解质溶液中的c(Fe2)、c(Zn2)会逐渐增大而影响进一步电解。甲同学设计如下除杂方案：已知：沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Cu(OH)2Zn(OH)2开始沉淀时的pH2.37.55.66.2完全沉淀时的pH3.99.76.48.0则加入H2O2的目的是_。乙同学认为应将方案中的pH调节到8，你认为此观点_(填“正确”或“不正确”)，理由是_。解析：(1)该蓄电池充电时反应逆向进行，发生还原反应的电极为阴极，电极反应式为Fe(OH)22e=Fe2OH。放电时FeFe(OH)2，电极反应式为Fe2e2OH=Fe(OH)2，每生成1 mol Fe(OH)2
16、，转移2 mol电子，18 g Fe(OH)2的物质的量为0.2 mol，故转移0.4 mol电子。(2)外接电源的阴极保护法中，船体应与蓄电池的负极相连。(3)铝制品发生钝化时，在铝表面形成致密的氧化膜，也会有Al3进入溶液中与HCO发生反应Al33HCO=Al(OH)33CO2，使溶液变浑浊。(4)精炼铜时，粗铜应与电源的正极相连。处理电解质溶液时加入H2O2将Fe2转化为Fe3，然后调节溶液的pH为4，可以使Fe3以Fe(OH)3的形式除去。若将溶液的pH调节到8，Cu2也沉淀完全。答案：(1)C0.4NA或2.4081023(2)负(3)Al3e=Al3，Al33HCO=Al(OH)3
17、3CO2(4)正将Fe2氧化为Fe3不正确同时会使Cu2生成沉淀而除去13.用图1所示装置实验，U形管中a为25 mL CuSO4溶液，X、Y为电极。(1)若X为铁，Y为纯铜，则该装置所示意的是工业上常见的_池，阳极反应式为_。(2)若X为纯铜，Y为含有Zn、Ag、C等杂质的粗铜，则该图所示意的是工业上常见的_装置。反应过程中，a溶液的浓度_发生变化(填“会”或“不会”)。.现代氯碱工业常用阳离子交换膜将电解槽隔成两部分，以避免电解产物之间发生二次反应。图2为电解槽示意图。(1)阳离子交换膜，只允许溶液中的_通过(填下列微粒的编号)。H2Cl2HClNaOH(2)写出阳极的电极反应式：_。(3
18、)已知电解槽每小时加入10%的氢氧化钠溶液10 kg，每小时能收集到标况下氢气896 L，而且两边的水不能自由流通。则理论上：电解后流出的氢氧化钠溶液中溶质的质量分数为_。通过导线的电量为_。(已知NA 6.021023 mol1，电子电荷为1.601019 C)解析：.(1)阳离子交换膜，就是只允许阳离子通过，所以H、Na可以通过。(3)m(NaOH)原10 kg10%1 kg 在阴极区，H放出，但又有Na移来，引起阴极区增重，所以有2H2OH22NaOH增重2(NaH)转移2e 解得：m(NaOH)生成3 200 g3.2 kg m(溶液)增1 760 g1.76 kgQ 7.71106 C故w(NaOH) 100%100%35.7%。答案：.(1)电镀Cu2e=Cu2(2)铜的电解精炼会. (1)(2)2Cl2e=Cl2(3)35.7%7.71106 C