1、课时规范练20电能转化为化学能电解基础巩固1.用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶液,电解后溶液的pH依次为升高、不变、降低的是()A.AgNO3溶液NaCl溶液Cu(NO3)2溶液B.KCl溶液Na2SO4溶液CuSO4溶液C.CaCl2溶液KOH溶液NaNO3溶液D.HCl溶液HNO3溶液K2SO4溶液2.下列装置的线路接通后,经过一段时间,溶液的pH明显减小的是()3.(双选)金属镍有广泛的用途,粗镍中含有Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,可用电解法制得高纯度的镍。下列叙述中正确的是(已知:氧化性Fe2+Ni2+Fe2+Zn2+,故阴极反应为Ni2+2e-Ni,可见,阳极质量减少是因为Zn
2、、Fe、Ni溶解,而阴极质量增加是因为Ni析出,B项错误;电解后溶液中的阳离子有Fe2+、Zn2+、Ni2+和H+,C项正确;电解时Cu和Pt不失电子,沉降在电解池底部形成阳极泥,D项正确。4.A以铜为阴极,石墨为阳极,电解饱和食盐水时,阳极的电极反应为2Cl-2e-Cl2,A项正确;铅蓄电池放电时的正极反应式为PbO2+4H+SO42-+2e-PbSO4+2H2O,负极反应为Pb-2e-+SO42-PbSO4,B项错误;粗铜精炼时,与电源正极相连的应是粗铜,该极发生的电极反应除Cu-2e-Cu2+外,还有比铜活泼的杂质金属失电子的反应,C项错误;钢铁发生电化学腐蚀的负极反应为Fe-2e-Fe
3、2+,D项错误。5.ADA项,铁锅中含有的Fe、C与电解质溶液构成原电池,活泼金属为负极,Fe易失电子,故腐蚀过程中,负极是Fe,正确;B项,原电池中电子由负极Fe直接向正极C流动,在电解质溶液中依靠离子的移动导电,错误;C项,该原电池中,C是正极,正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应为O2+2H2O+4e-4OH-,错误;D项,C是正极,O2在C表面上发生还原反应,正确。6.C电解Na2SO4溶液时,阳极上是OH-发生失电子的氧化反应,即a管中OH-放电,酸性增强,酸遇酚酞不变色,即a管中呈无色,A项错误;电解AgNO3溶液时,阴极上是Ag+发生得电子的还原反应,即b管中电极反应是析出金属
4、Ag的反应,B项错误;电解CuCl2溶液时,阳极上是Cl-发生失电子的氧化反应,即b管中Cl-放电,产生Cl2,C项正确;电解NaOH溶液时,阴极上是H+放电,阳极上是OH-放电,实际上电解的是水,导致NaOH溶液的浓度增大,碱性增强,pH升高,D项错误。7.D从图可知,与X相连的电极发生H2OH2、CO2CO的转化,均为得电子的过程,应为电解池的阴极,则X为电源的负极,A正确;阴极H2OH2、CO2CO均得电子发生还原反应,电极反应分别为H2O+2e-H2+O2-、CO2+2e-CO+O2-,B正确;从图可知,阴极生成H2和CO,阳极有O2生成,所以总反应可表示为H2O+CO2H2+CO+O
5、2,C正确;从总反应方程式可知,阴极生成2mol气体(H2、CO各1mol)、阳极生成1mol气体(氧气),所以阴、阳两极生成的气体的物质的量之比为21,D错误。8.B正极反应得电子,反应中,三氯乙烯(C2HCl3)中C为+1价,乙烯(C2H4)中C为-2价,C的化合价降低,得电子;反应中,H+生成H2,H的化合价由+1价变为0价,化合价降低,得电子;反应中,O2转化为OH-,O由0价降为-2价,得电子;反应中,NO3-转化为NH4+,N由+5价降为-3价,得电子,A项正确;三氯乙烯(C2HCl3)转化为乙烯(C2H4),C元素从+1价降为-2价,1mol三氯乙烯转移6mole-,则脱去3mo
6、lCl时转移6mole-,即脱去amolCl时ne为2amol,B项错误;NO3-转化为NH4+,N由+5价降为-3价,1molNO3-得8mole-,根据电荷守恒,补充H+配平反应,C项正确;单位体积内的0价铁越多,释放电子的物质的量越多,即nt增大,D项正确。9.AD甲装置为原电池装置,氧气在N电极被还原生成水,所以N电极为正极,M电极为负极;乙装置为电解池,a电极上Si被氧化成Si4+,发生氧化反应,所以a电极为阳极与N极相连,b电极为阴极与M极相连。根据分析可知M与b相连,A项正确;根据分析可知a电极为阳极,即液态Cu-Si合金为阳极,但固体硅不导电,所以不能为阴极,Si4+在铝电极上
7、得电子被还原,B项错误;废水中尿素含量不同,电流强度不同,单位时间内转移的电子数不同,会影响硅提纯的速率,C项错误;CO(NH2)2在负极M上失电子发生氧化反应,生成N2、CO2,结合电荷守恒得到电极反应为CO(NH2)2+H2O-6e-CO2+N2+6H+,D项正确。10.B由2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2知,如果CuSO4溶液未电解完,加CuO即可复原,而加入Cu(OH)2溶液相当于加入等物质的量的CuO和H2O,故CuSO4溶液电解完后,还电解了部分水。电解析出了0.1molCu,转移电子0.2mol,放出0.05molO2,而电解0.1molH2O转移电子0.2mol
8、,阳极放出0.05molO2,故转移的电子的总物质的量为0.4mol,A项错误,B项正确;没有告诉溶液的体积无法计算溶液浓度,C项错误;根据以上分析,在标准状况下,阳极收集到的气体体积为(0.05+0.05)mol22.4Lmol-1=2.24L,D项错误。11.B连接开关K1时,电极1为阴极,发生的电极反应为2H2O+2e-2OH-+H2,电极3为阳极,发生的电极反应为Ni(OH)2+OH-e-NiOOH+H2O,连接开关K2时,电极3为阴极,发生的电极反应为NiOOH+H2O+e-Ni(OH)2+OH-,电极2为阳极,发生的电极反应为4OH-4e-O2+2H2O,故可交替得到H2和O2,故
9、A正确;如果碱性电解液改为酸性电解液,电极3上的物质Ni(OH)2和NiOOH均能与酸反应,故B错误;由A分析可知,接通K1时电极3上的电极反应为Ni(OH)2+OH-e-NiOOH+H2O,故C正确;由A分析可知,电极3在交替连接K1或K2过程中得以循环使用,故D正确。12.答案Fe3+e-Fe2+,4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O5.6解析负极区发生还原反应Fe3+e-Fe2+,生成的二价铁又被氧气氧化成三价铁,发生反应4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O。由反应可知电路中转移4mol电子消耗1molO2,则转移1mol电子消耗14molO2,其在标准状况下的体积为14mol2
10、2.4Lmol-1=5.6L。13.答案(1)2H2O+2e-2OH-+H2产生无色气体,溶液变红2Cl-2e-Cl2将湿润的淀粉KI试纸放在Y电极附近,试纸变蓝色(2)纯铜Cu2+2e-Cu粗铜Cu-2e-Cu2+解析(1)若X、Y是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,X极与电源负极相连,则X极是阴极,发生还原反应,电极反应为2H2O+2e-2OH-+H2。由于生成OH-,X极附近溶液呈碱性,则观察到X极产生无色气体,溶液变成红色。Y电极与电源的正极相连,则Y极是阳极,Cl-在阳极上发生氧化反应生成Cl2,电极反应为2Cl-2e-Cl2。可利用湿润的淀粉KI试纸检验生成的Cl2,试纸变成蓝色。(
11、2)电解精炼粗铜时,纯铜为阴极,粗铜为阳极,则X电极是纯铜,Cu2+在该电极上发生还原反应生成Cu,电极反应为Cu2+2e-Cu。Y电极是粗铜,Cu是活性电极,自身失电子发生氧化反应,则电极反应为Cu-2e-Cu2+。14.答案(1)C2H6+18OH-14e-2CO32-+12H2O4OH-4e-2H2O+O2电极表面产生气泡,附近溶液变蓝Ag+e-Ag1(2)铜Cu-2e-Cu2+铁钥匙Cu2+2e-Cu(3)Fe+8OH-6e-FeO42-+4H2O2H2O+2e-2OH-+H2解析(1)甲池中乙烷(C2H6)通入左侧电极发生氧化反应,则左侧Pt电极为负极,电解质溶液为KOH溶液,故负极
12、反应为C2H6+18OH-14e-2CO32-+12H2O。乙池中,若X、Y都是石墨,A是Na2SO4溶液,则X是阳极,发生氧化反应,电极反应为4OH-4e-2H2O+O2。Y是阴极,电极反应为2H2O+2e-2OH-+H2,电极附近显碱性,则Y极附近观察到的现象是电极表面产生气泡,附近溶液变蓝。甲池中右侧Pt电极发生的反应为O2+2H2O+4e-4OH-,消耗标准状况下112mLO2(即0.005mol)时电路中转移电子的物质的量为0.005mol4=0.02mol。乙池中,若X、Y都是石墨,A溶液是足量AgNO3溶液,Y极是阴极,电极反应为Ag+e-Ag。X极是阳极,电极反应为2H2O-4
13、e-4H+O2,据得失电子守恒可知,电路中转移0.02mol电子时,X极生成0.02molH+,则乙池溶液中c(H+)=0.02mol0.2L=0.1molL-1,溶液pH=1。(2)在铁钥匙表面镀一层金属铜,X极是阳极,则X极的材料是铜,电极反应为Cu-2e-Cu2+。Y极是阴极,则Y极材料是铁钥匙,电极反应为Cu2+2e-Cu。(3)由图可知,Fe电极与电源正极相连,则铁电极为电解池的阳极,Fe被氧化生成FeO42-,故阳极的电极反应为Fe+8OH-6e-FeO42-+4H2O。Cu极与电源的负极相连,则铜电极为电解池的阴极,发生还原反应析出H2,电极反应为2H2O+2e-2OH-+H2。