第六章 第3講 電解池 金屬的電化學腐蝕與防護1(導學號27346709)用電解法提取氯化銅廢液中的銅，方案正確的是()A用銅片連接電源的正極，另一電極用鉑片B用碳棒連接電源的正極，另一電極用銅片C用氫氧化鈉溶液吸收陰極產物D用帶火星的木條檢驗陽極產物解析：B用電解法提取氯化銅廢液中的銅時，銅必須作陰極，陽極是惰性電極，陰極的反應式為Cu22e=Cu，B項正確。2(導學號27346710)用下列裝置能達到預期目的的是()A甲圖裝置可用于電解精煉鋁B乙圖裝置可得到持續、穩定的電流C丙圖裝置可達到保護鋼閘門的目的D丁圖裝置可達到保護鋼閘門的目的解析：DAlCl3溶液中存在Al3、H，通電時后者先得電子，故陰極得到的不是鋁，而是氫氣，A不能達到目的；B中的這種原電池中，電流會迅速衰減，乙裝置不能達到目的；丙裝置是犧牲陽極的陰極保護法，其中陽極材料要用比鐵活潑的金屬，故C不能達到預期目的。3(導學號27346711)根據金屬活動性順序表可知Cu不能發生反應Cu2H2O=Cu(OH)2H2。但是選擇恰當的電極材料和電解質溶液進行電解，這個反應就能實現。下列四組電極和電解質溶液中，能實現該反應最為恰當的一組是()ABCD陽極石墨棒CuCuCu陰極石墨棒石墨棒FePt電解質溶液CuSO4溶液Na2SO4溶液H2SO4溶液CuSO4溶液解析：B分析所給出的化學方程式可知，Cu為陽極，陽極的電極反應為Cu2e=Cu2，2H2O2e=H22OH為陰極反應，A項為惰性電極電解CuSO4溶液，錯誤，B項，Na2SO4溶液起增強導電性的作用，可以發生電解反應Cu2H2OCu(OH)2H2，B項正確，C項，電解質溶液為H2SO4，會與生成的Cu(OH)2發生中和反應，實際上不會生成Cu(OH)2，C項錯誤；在Pt上析出銅，不會生成Cu(OH)2，D項錯誤。4(導學號27346712)利用右圖裝置進行實驗，開始時，a、b兩處液面相平，密封好，放置一段時間。下列說法不正確的是()Aa管發生吸氧腐蝕，b管發生析氫腐蝕B一段時間后，a管液面高于b管液面Ca處溶液的pH增大，b處溶液的pH減小Da、b兩處具有相同的電極反應式：Fe2e=Fe2解析：C根據裝置圖判斷，左邊鐵絲發生吸氧腐蝕，右邊鐵絲發生析氫腐蝕，其電極反應分別為左邊負極：Fe2e=Fe2正極：O24e2H2O=4OH右邊負極：Fe2e=Fe2正極：2H2e=H2a、b處溶液的pH均增大，C錯誤。5(導學號27346713)如圖所示，a、b是兩根石墨棒。下列敘述正確的是()Aa是正極，發生還原反應Bb是陽極，發生氧化反應C稀硫酸中硫酸根離子的物質的量不變D往濾紙上滴加酚酞試液，a極附近顏色變紅解析：Ca是陽極，發生氧化反應；b是陰極，發生還原反應；在反應過程中，硫酸根離子沒有參與反應，因此稀硫酸中硫酸根離子的物質的量不變；往濾紙上滴加酚酞試液，b極附近顏色變紅。6(導學號27346714)用石墨作電極電解足量CuSO4溶液，通電一段時間后，欲使電解液恢復到起始狀態，應向溶液中加入適量的()ACuSO4B.H2OCCuO DCuSO45H2O解析：C電解CuSO4溶液的化學方程式為2CuSO42H2O2CuO22H2SO4，離開溶液的物質為Cu和O2，其中銅和氧的原子個數比為1：1，因此需要加入CuO，C項正確。7(導學號27346715)甲裝置中是物質的量之比為12的CuSO4和NaCl的混合溶液，電解過程中溶液的pH隨時間t變化的示意圖如乙所示(不考慮電解產物與水的反應)。試分析下列敘述中正確的是()A該混合溶液中的SO導致A點溶液的pH小于B點BAB段與BC段在陰極上發生的反應是相同的，即：Cu22e=CuCBC段陰極產物和陽極產物的體積之比為21D在整個電解的過程中會出現少量淡藍色的Cu(OH)2沉淀解析：C由題意，電解前溶液中的銅離子水解，溶液顯酸性，開始時電解CuCl2即AB段，當CuCl2電解完后，溶液是硫酸鈉溶液，顯中性，這時再電解就是電解水，即BC段，AB段陰極生成銅，BC段陰極生成氫氣；BC段電解水，陰極產物氫氣和陽極產物氧氣的體積之比為21；在整個電解的過程中不會出現淡藍色的Cu(OH)2沉淀，A、B、D錯誤，選C。8(導學號27346716)空間實驗室“天宮一號”的供電系統中有再生氫氧燃料電池(RFC)。RFC是一種將水電解技術與氫氧燃料電池技術相結合的可充電電池。圖為RFC工作原理示意圖，有關說法正確的是()Ac極上進行還原反應，B中的H可以通過隔膜進入AB為了增加導電性，可以將左邊容器中的水改為食鹽水Cd極上發生的電極反應是：O24H4e=2H2OD當有0.1 mol電子轉移時，a極產生0.56 L O2解析：A電解池中b電極為陽極，失電子發生氧化反應：4OH4e=2H2OO2；a電極為陰極，得到電子發生還原反應：4H4e=2H2，a電極上析出的是氫氣而不是氧氣，故D錯誤；原電池中是酸性溶液，d為負極，失電子發生氧化反應：2H24e=4H，故C錯誤；c電極為正極，得到電子發生還原反應：O24H4e=2H2O，故A正確；如果把左邊容器中的水改為食鹽水，則陽極上析出氯氣而不是氧氣，故B錯誤。9(導學號27346717)如圖所示，a、b是多孔石墨電極，某同學按圖示裝置進行如下實驗：斷開K2，閉合K1一段時間，觀察到兩支玻璃管內都有氣泡將電極包圍，此時斷開K1，閉合K2，觀察到電流計A的指針有偏轉。下列說法不正確的是()A斷開K2，閉合K1一段時間，溶液的pH變大B斷開K1，閉合K2時，b極上的電極反應式為：2H2e=H2C斷開K2，閉合K1時，a極上的電極反應式為：4OH4e=O22H2OD斷開K1，閉合K2時，OH向b極移動解析：B該題為原電池及電解池的綜合考查題。當斷開K2，閉合K1時為電解池，此時根據電源判斷a極為陽極，b極為陰極，相當于電解了水，A項正確；a極的電極反應式為4OH4e=O22H2O，C項正確；當斷開K1，閉合K2時，該裝置為原電池，a極為正極，電極反應式為：O24e2H2O=4OH，b極為負極，電極反應式為：2H24OH4e=4H2O，故D項正確；B項錯誤。10(導學號27346718)目前混合動力車使用的鎳氫電池如圖所示。在堿性環境下，鎳氫電池充放電總反應式為H22NiOOH2Ni(OH)2，下列判斷正確的是()A放電時，甲電極的電極反應式為H22e=2HB放電時，OH通過交換膜向甲極移動C充電時，甲電極附近的pH變小D充電時，乙電極質量增大解析：B電解質溶液為堿性，所以電極反應式中不能有H，A錯誤；由H2可知放電時甲為負極，OH向負極移動，B正確；C選項，充電時甲電極發生反應：2H2O2e=H22OH，堿性增強，錯誤；D選項，充電時乙電極為陽極，發生反應：Ni(OH)2eOH=NiOOHH2O，質量減輕，錯誤。11(導學號27346719)(2018北京石景山高三上學期期未考試)知識的梳理和感悟是有效學習的方法之一。某學習小組將有關“電解飽和食鹽水”的相關內容進行梳理，形成如下問題(顯示的電極均為石墨)。(1)圖1中，電解一段時間后，氣球b中的氣體是_(填化學式)，U形管_(填“左”或“右”)邊的溶液變紅。(2)利用圖2制作一種環保型消毒液發生器，電解可制備“84”消毒液的有效成分，則c為電源的_極；該發生器中反應的總離子方程式為_。(3)氯堿工業是高耗能產業，一種將電解池與燃料電池相組合的新工藝可以節(電)能30%以上。該工藝的相關物質運輸與轉化關系如圖3所示(其中的電極未標出，所用的離子膜都只允許陽離子通過)。燃料電池B中的電極反應式分別為負極_，正極_。分析圖3可知，氫氧化鈉的質量分數為a%、b%、c%，由大到小的順序為_。解析：(1)圖1中，根據電子流向知，左邊電極是電解池陽極，右邊電極是電解池陰極，陽極上氯離子放電生成氯氣，陰極上氫離子放電生成氫氣，所以氣球a中氣體是氯氣，氣球b中的氣體是氫氣，同時陰極附近有NaOH生成，溶液呈堿性，無色酚酞遇堿變紅色，所以U形管右邊溶液變紅色。(2)利用圖2制作一種環保型消毒液發生器，陽極上氯離子放電生成氯氣，陰極上氫離子放電生成氫氣，同時陰極有NaOH生成，氯氣和氫氧化鈉反應生成NaClO，次氯酸鈉具有漂白性，為了使反應更充分，則下邊電極生成氯氣，上邊電極附近有NaOH生成，上邊電極生成氫氣，為陰極，則c為負極，d為正極，其電池反應式為ClH2OClOH2。(3)B是燃料電池，右邊電池中通入空氣，左邊原電池中通入氣體Y，則Y是氫氣，則電解池中左邊電極是陽極，右邊電極是陰極，陽極上氯離子放電，陰極上氫離子放電；燃料電池中通入氧化劑的電極是正極，通入氫氣的電極是負極，正極上氧氣得電子和水反應生成氫氧根離子，負極上氫氣失電子和氫氧根離子反應生成水，負極、正極反應式分別為2H24e4OH=4H2O、O24e2H2O=4OH。圖3電解池中加入NaOH目的是增大溶液導電性，通入電解池后生成氫氧化鈉，所以加入的NaOH濃度小于出來的NaOH濃度；原電池中，正極上生成氫氧化鈉，且其濃度大于加入的氫氧化鈉，所以氫氧化鈉濃度大小順序是b%a%c%。答案：(1)H2右(2)負ClH2OClOH2(3)2H24e4OH=4H2OO24e2H2O=4OHb%a%c%12(導學號27346720)下圖是一個化學過程的示意圖。(1)圖中甲池是_裝置(填“電解池”或“原電池”)，其中OH移向_極(填“CH3OH”或“O2”)。(2)寫出通入CH3OH的電極的電極反應式：_。(3)向乙池兩電極附近滴加適量紫色石蕊試液，附近變紅的電極為_極(填“A”或“B”)，并寫出此電極的反應式：_。(4)乙池中總反應的離子方程式：_。(5)當乙池中B(Ag)極的質量增加5.40 g時，乙池的pH是_(若此時乙池中溶液的體積為500 mL)；此時丙池某電極析出1.60 g某金屬，則丙中的某鹽溶液可能是_(填序號)。AMgSO4BCuSO4CNaCl DAgNO3解析：(3)碳電極(A極)與原電池裝置中通入O2的電極相連，則作陽極，電極反應式為4OH4e=O22H2O；銀電極(B極)與原電池裝置中通入甲醇的電極相連，則作陰極，電極反應式為Age=Ag，電解過程的總反應式為4Ag2H2O4AgO24H，因此當向乙池兩電極附近滴加適量紫色石蕊試液，附近變紅的電極為A電極。(5)當乙池中B(Ag)電極的質量增加5.40 g時，即析出Ag的物質的量為0.05 mol，則生成H的物質的量為0.05 mol，由此可得溶液的pH1。根據放電規律，本題首先排除選項A和選項C。當乙池中B(Ag)電極的質量增加5.40 g時，此時轉移的電子數為0.05 mol，當丙池中電極上析出1.60 g金屬銅時，正好轉移0.05 mol電子，因此選項B正確。當丙裝置中為AgNO3溶液，且AgNO3溶液足量時，可知析出金屬的質量也應為5.40 g，若AgNO3溶液不足時，析出金屬的質量必小于5.40 g，故選項D也有可能。答案：(1)原電池CH3OH(2)CH3OH6e8OH=CO6H2O(3)A4OH4e=O22H2O(4)4Ag2H2O4AgO24H(5)1BD13(導學號27346721)如圖所示裝置中，A、B中電極為多孔的惰性電極；C、D為夾在濕的Na2SO4濾紙條上的鉑夾，a、b為電源兩極。在A、B中充滿KOH溶液后使其倒立于盛有KOH溶液的水槽中。切斷K1，閉合K2、K3，通直流電，電解一段時間后A、B中均有氣體產生。(1)電源的a極為_(填“正極”或“負極”)。(2)在濕的Na2SO4濾紙條中心滴KMnO4溶液，現象是_。(3)寫出A中電極反應式：_。(4)若電解一段時間后，A、B中均有氣體包圍