。同安一中2014-2015学年上学期高二化学校本作业(13)
电解原理与应用。
1.【2013福州质检】电解加工是利用电解原理使金属在电解液中溶蚀成预定的形状的方法。电解加工铜构件的示意图:阳极铜件被溶蚀,而阴极的质量和形状都保持不变,则原始电解液中不宜含有大量的( )bc
a.so42- b.cl- c.na+ d.cu2+
2、(2014·海南单科,t3)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
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、下列图示中关于铜电极的连接错误的是c )a
4. 右图中x、y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增加,b极板处有无色无臭气体放出,符合这一情况的是 ( a ) bd
5. 在一盛有饱和na2co3溶液的烧杯中插入惰性电极,保持温度不变,通电一段时间后a、溶液的ph值增大; b、na+和co32-的浓度减小; c
c、溶液的浓度增大d、溶液的浓度不变,有晶体析出;
6. 右如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试液,下列实验现象中正确的是( )
a.a电极附近呈蓝色,b电极附近出现红色 bcd
b.一电极逸出无味气体,另一电极逸出刺激性气味气体。
c.a电极附近呈红色,b电极附近出现蓝色。
d.逸出气体的体积a电极的小于b电极的。
7. 某溶液中含有两种溶质nacl和h2so4,物质的量之比为3∶1。用石墨作电极电解溶液,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.阴极只析出h2b.阳极先析出cl2,后析出o2
c.电解最后阶段为电解水 d.溶液ph不断增大,最后为7
8.某小组同学认为,如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法,那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。
1)该电解槽的阳极反应式为_4oh--4e-==2h2o+o2↑_。
2 h2o - 4e-==o2↑ +4 h+
通过阴离子交换膜的离子数__小于__(填“大于”、“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜离子数。
2)制得的氢氧化钾溶液从出口__ d __填“a”、“b”、“c”或“d”)导出。
3)通电开始后,阴极附近溶液ph会增大,请简述原因__ h+在阴极附近放电,引起水的电离平衡向右移动,使c(oh-)>c(h+)。错误较多)
9.【2013重庆卷节选】电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电化学降解no3-的原理若图所示.
电源正极为___a __填“a”或“b”),阴极反应式为 2no3-+6h2o+10e-=n2↑+12oh-。
12h++2no3-+10 e-==n2+ 6 h2o
2no3-+8 e-= n2 + 3 o2↑ 2 h+ +2 e-= h2↑
10.(2014·北京理综化学卷,t28)(15分)用fecl3酸性溶液脱除h2s后的废液,通过控制电压电解得以再生。某同学使用石墨电极,在不同电压(x)下电解ph=1的0.1mol/l的fecl2溶液,研究废液再生机理。
记录如下(a、b、c代表电压数值):
2)i中,fe3+产生的原因可能是cl—在阳极放电,生成的cl2将fe2+氧化。写出有关反应:__2cl— -2e— =cl2↑ cl2+2fe2+=2cl—+2fe3+.
_漏写2cl— -2e— =cl2↑
3)由ii推测,fe3+产生的原因还可能是fe2+在阳极放电,原因是fe2+具有_还原_性。
4)ii中虽未检验出cl2,但cl—在阳极是否放电仍需进一步验证。电解ph=1的nacl溶液做对照实验,记录如下:
nacl的浓度是___mol/l
因为为对比实验,故cl-浓度应与电解fecl2的相同,即为0.1mol/l ×2=0.2mol/l
iv中检测cl2的实验方法取少量阳极附近的溶液,滴在淀粉ki试纸上,若试纸变蓝,则有氯气产生。
与ii对比,得出的结论(写出两点):_通过控制电压,证实了产生fe3+的两种原因都成立;通过控制电压,验证了fe2+先于cl-放电___
11. 碘被称为“智力元素”,科学合理地补充碘可防止碘。
缺乏病。碘酸钾(kio3)是国家规定的食盐加碘剂,它的晶体。
为白色,可溶于水。碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢或碘化。
物作用均生成单质碘。以碘为原料,通过电解制备碘酸钾的。
实验装置如右图所示。
电解前,先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液,溶解时发生反应:3i2+6koh===5ki+kio3+3h2o,将该溶液加入阳极区。另将氢氧化钾溶液加入阴极区,电解槽用水冷却。
电解时,阳极上发生反应的电极反应式为__ i-+6oh--6e-==io+3h2o __
2i-- 2 e-=i2↑
每生成1 mol kio3,电路中通过的电子的物质的量为 6 mol 。5 mol
12、(2014·江苏单科化学卷,t20)(14分)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。由硫化氢获得硫单质有多种方法。
1)将烧碱吸收h2s后的溶液加入到如题20图—1所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应:s2-—2e-s (n—1)s+ s2-sn2-
写出电解时阴极的电极反应式: 2h2o+2e—=h2+2oh— 。或2h++2 e-=h2↑
电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质,其离子方程式可写成 sn2-+2h+=(n-1)s↓+h2s↑ 。sn2-+2h+=sn+h2↑
13.(2014·全国理综i化学卷,t27)
2)h3po2和nah2po2均可将溶液中的ag+还原为ag,从而可用于化学镀银。
①h3po2中,p元素的化合价为___1__。
利用h3po2进行化学镀银反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:1,则氧化产物为___h3po4__(填化学式)。
(4)h3po2也可用电渗析法制备。“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过):
①写出阳极的电极反应__2h2o-4e-=4h++o2↑或4oh--4e-=2h2o+o2↑__
分析产品室可得到h3po2的原因_由于阳极室oh-放电,造成h+浓度增大,通过阳膜扩散进入产品室,而原料室中的h2po2-可以通过阴膜进入产品室,二者反应生成h3po2.__
早期采用“三室电渗析法”制备h3po2:将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用h3po2稀溶液代替,并撤去阳极室与产品室之间的阳膜,从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有 h3po4或po43- 杂质,该杂质产生的原因是由于h3po2具有还原性,电解时就会有h3po2在阳极放电而被氧化生成h3po4。
阳极产生的o2氧化了h3po2
14. 如图所示,通电5 min后,第③极增重2.16 g,同时在a池中收集到标准状况下的气体224 ml,设a池中原混合液的体积为200 ml。
试求:1)请写出①、②的电极反应式;
阳极(②极):4oh-- 4e-=2h2o+o2↑
阴极(①极):2cu2++4e-=2cu
2)通电前a池中原混合溶液cu2+的浓度。
通电前a池中原混合溶液cu2+的浓度为0.025mol/l。
若cu2+完全放电后还有:4h++4e-=2h2↑ 转移电子的物质的量为:2.16÷108=0.02(mol)
由电极反应可知,每转移4mol电子,放出1molo2,所以②极上析出o2的体积为:
0.02÷4×22.4=0.112(l)<0.224(l)
说明a池收集到的气体中还有h2。①极上放出h2为:0.
224-0.112=0.112(l),即0.
005mol。 ①极上析出cu和放出h2共获得0.02mol电子。
cu2+的物质的量为:(0.02-0.005×2)/2=0.005mol [cu2+]=0.005/0.2=0.025mol/l
参***:1. d
8.【解析】溶液中的oh-在阳极失电子产生o2:4oh--4e-==2h2o+o2↑,所以在b口放出o2,从a口导出h2so4。
溶液中的h+在阴极得到电子产生h2:2h++2e-==h2↑,则从c口放出h2,从d口导出koh溶液。因so42-所带电荷数大于k+所带电荷数,so42-通过阴离子交换膜,k+通过阳离子交换膜,所以通过阳离子交换膜的离子数大于通过阴离子交换膜的离子数。
答案】(1)4oh--4e-==2h2o+o2↑ 小于 (2)d
3)h+在阴极附近放电,引起水的电离平衡向右移动,使c(oh-)>c(h+)
9.【解析】要实现no3-→n2↑的转化,该反应为还原反应,应在阴极中进行,ag不能作阳极,否则会失去电子,所以pt是阳极。
[答案] 2no3-+6h2o+10e-=n2↑+12oh-
10(2)2cl— -2e— =cl2↑ cl2+2fe2+=2cl—+2fe3+. 3)还原。
4)①0.2 ②取少量阳极附近的溶液,滴在淀粉ki试纸上,试纸变蓝
通过控制电压,证实了产生fe3+的两种原因都成立;通过控制电压,验证了fe2+先于cl-放电。
电解原理及其应用的考查技巧
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