1.(2012·上海高考卷)用电解法提取氯化铜废液中的铜,方案正确的是( )
A.用铜片连接电源的正极,另一电极用铂片 B.用碳棒连接电源的正极,另一电极用铜片 C.用氢氧化铜溶液吸收阴极产物 D.用带火星的木条检验阳极产物
解析:A项是在铂上电镀铜,无法提取铜,错误。利用电解法提取CuCl2溶液中的铜,阴极应发生反应:Cu2+2e===Cu,阳极可以用碳棒等惰性材料作电极,B项正确。
+
-
电解时阴极产生铜,无法用NaOH溶液吸收,C项错误。阳极反应:2Cl-2e===Cl2↑,无法用带火星的木条检验,D项错误。 答案:B
2.(2012·潍坊模拟)用铂电极电解一定浓度的下列物质的水溶液,在电解后的电解液中加
适量水,能使溶液浓度恢复到电解前浓度的是( ) A.NaCl C.CuSO4
B.Na2CO3 D.K2S
--
解析:加适量水能使溶液恢复到电解前的浓度,则电解的实质是电解水,故选项B符合。 答案:B
3.(2013·哈尔滨模拟)电解100 mL含c(H)=0.30 mol·L
电子时,理论上析出金属质量最大的是( ) A.0.10 mol·L1AgNO3溶液
-
+
-1
下列溶液,当电路中通过0.04 mol
B.0.10 mol·L1ZnSO4溶液
-
C.0.20 mol·L1CuCl2溶液
-
D.0.20 mol·L1Pb(NO3)2溶液
-
解析:根据金属活动性顺序表可知:Ag和Cu排在H后面,而Zn和Pb排在H以前,所以Ag、Cu2的氧化性比H大,应优先于H放电而析出。因为0.01 mol Ag的质量
+
+
+
+
小于0.02 mol Cu的质量,所以C项正确。 答案:C
4.(2011·广东高考卷)某小组为研究电化学原理,设计如图装置。下列叙述
不正确的是( )
A.a和b不连接时,铁片上会有金属铜析出
B.a和b用导线连接时,铜片上发生的反应为Cu2+2e===Cu
+
-
C.无论a和b是否连接,铁片均会溶解,溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色
D.a和b分别连接直流电源正、负极,电压足够大时,Cu2向铜电极移动
+
解析:a、b不连接,未形成原电池,Cu2与Fe在接触面上直接反应,A项正确;a、
+
b用导线连接,铜片作正极,Cu2在该电极上得电子,B项正确;a、b连接与否,溶
+
液中的Cu2均得电子发生还原反应生成Cu,Fe均失电子发生氧化反应生成Fe2,故
+
+
溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色,C项正确;a与电源正极相连时,Cu片作阳极,Cu2向Fe电极移动,D项错误。 答案:D
5.(2012·昆明模拟)如图是模拟电化学反应装置图。下列说法正确的是( )
+
A.开关K置于N处,则铁电极的电极反应式为: Fe-2e===Fe2
-
+
B.开关K置于N处,可以减缓铁的腐蚀
C.开关K置于M处,则铁电极的电极反应式为: 2Cl-2e===Cl2↑
D.开关K置于M处,电子从碳棒经开关K流向铁棒
解析:开关K置于N处,构成电解池,铁电极为阴极,电极反应为2H2O+2e===H2↑+2OH,铁的腐蚀减缓;开关K置于M处,构成原电池,铁电极为负极,电极反应式为:Fe-2e===Fe2,电子从铁棒经开关K流向碳棒。
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+
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-
-
-
答案:B
6.(2011·山东高考卷)以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌,下列说法正确的是
( )
A.未通电前上述镀锌装置可构成原电池,电镀过程是该原电池的充电过程 B.因部分电能转化为热能,电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系 C.电镀时保持电流恒定,升高温度不改变电解反应速率 D.镀锌层破损后对铁制品失去保护作用 解析:解答本题时要注意以下两点: (1)电池的充、放电过程必须是可逆过程;
(2)电解时电路中通过的电量与反应物有定量关系,与能量的转化形式无关。 答案:C
7.(2012·临沂模拟)如图中,两电极上发生的电极反应如下:
a极:Cu2+2e===Cu;b极:Fe-2e===Fe2,则以下说法中不正
+
-
-
+
确的是( )
A.该装置一定是原电池 B.a极上一定发生还原反应 C.a、b可以是同种电极材料
D.该过程中能量的转换可以是电能转化为化学能
解析:A项该装置不一定是原电池,可以是原电池也可以是电解池;B项根据已知条件,a极上发生Cu2+2e===Cu反应,一定是还原反应;C项,a、b可以是同种电极材
+
-
料,如用铁电极电解硫酸铜溶液;D项该过程中能量的转换可以是电能转化为化学能,也可以是化学能转化为电能。 答案:A
8.用惰性电极电解100 mL 4 mol·L1Cu(NO3)2溶液,一定时间后在阳极收集到标准状况下
-
气体1.12 L。停止电解,向电解后的溶液中加入足量的铁粉,充分作用后溶液中的 Fe2浓度为(设溶液的体积不变)( )
+
A.0.75 mol·L1
-
B.3 mol·L1
-
C.4 mol·L1
-D.3.75 mol·L1
-
解析:本题涉及的反应过程可分为两个阶段,第一个阶段是电解Cu(NO3)2溶液,第二个阶段是混合溶液与足量的铁粉反应,注意硝酸与足量铁粉反应是生成硝酸亚铁。电解后溶液中硝酸和硝酸铜分别为0.2 mol、0.3 mol,前者与足量的铁粉反应生成硝酸亚铁0.075 mol,后者与足量的铁粉反应生成0.3 mol硝酸亚铁。 答案:D
9.以酸性氢氧燃料电池为电源进行电解的实验装置如图所示。
A.燃料电池工作时,正极反应为O2+2H2O+4e===4OH B.a极是铁,b极是铜时,b极逐渐溶解,a极上有铜析出
C.a、b两极若是石墨,在相同条件下a极产生的气体与电池中消耗的H2体积相等 D.a极是粗铜,b极是纯铜时,a极逐渐溶解,b极上有铜析出
解析:本题结合原电池和电解池综合考查电化学的基本理论。图中左侧为氢氧燃料电池,右侧为电解池,燃料电池为酸性介质,负极反应为2H2-4e===4H,正极反应为O2+4H+4e===2H2O,A错误;a为阳极,b为阴极,金属铁作阳极,优先失电子,a极逐渐溶解,B错误;a、b两极若是石墨,b极上析出铜,a极上产生O2,C错误;粗铜为阳极,铜及比铜活泼的金属失电子形成离子进入溶液中,铜离子得电子后在b
+
-
-
+
-
-
极上析出,D正确。 答案:D
10.(2012·浙江高考卷)以铬酸钾为原料,电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下:
下列说法不正确的是( )
A.在阴极室,发生的电极反应为:2H2O+2e===2OH+H2↑
B.在阳极室,通电后溶液逐渐由黄色变为橙色,是因为阳极区H浓度增大,使平衡
2
2CrO24+2H??Cr2O7+H2O向右移动
-
+
-
+
-
-
通电C.该制备过程总反应的化学方程式为:4K2CrO4+4H2O===== 2K2Cr2O7+4KOH+2H2↑+O2↑
D.测定阳极液中K和Cr的含量,若K与Cr的物质的量之比(nk/nCr)为d,则此时铬d酸钾的转化率为1- 2
解析:观察实验装置,阴极反应为:4H2O+4e===4OH+2H2↑,阳极反应为:2H2O-4e===4H+O2↑,阳极室OH放电,导致H浓度增大,使平衡2CrO24+2H
-
+
-
+
-
-
+
-
-
2??Cr2O7+H2O右移,从而在阳极区得到K2Cr2O7,故A、B、C正确。D项,设最
x初阳极室中的K2CrO4为1 mol,通电后转化的K2CrO4为x mol,依题意有2(1-x)+
22-d
×2=d×1,x=2-d,K2CrO4的转化率为:×100%,故D项错误。
1答案:D
22
11.(2011·天津高考卷)工业废水中常含有一定量的Cr2O7和CrO4,它们会对人类及生态
-
-
系统产生很大损害,必须进行处理。常用的处理方法之一是电解法。
(1)该法用Fe作电极电解含Cr2O27的酸性废水,随着电解进行,在阴极附近溶液pH
-
升高,产生Cr(OH)3沉淀。用Fe作电极的原因为________。
(2)在阴极附近溶液pH升高的原因是(用电极反应解释)________,溶液中同时生成的沉淀还有________。
3
解析:明确本题的电解原理:用铁作阳极,产生的亚铁离子将Cr2O27还原为Cr,再
-
+
转化为氢氧化铬沉淀。
答案:(1)阳极反应2Fe-4e===2Fe2,提供还原剂Fe2
-
+
+
(2)2H+2e===H2↑ Fe(OH)3
12.(2012·西安一检)某小组同学设想用如图装置电解硫酸钾溶液来
+-
制取氧气、氢气、硫酸和氢氧化钾。
(1)X极与电源的________(填“正”或“负”)极相连,氢气从________(选填“A”、“B”、“C”或“D”)口导出。
(2)离子交换膜只允许一类离子通过,则M为________(填“阴离子”或“阳离子”,下同)交换膜,N为________交换膜。
(3)若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池(石墨为电极),则电池负极的电极反应式为________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)若在标准状况下,制得11.2 L氢气,则生成硫酸的质量是________,转移的电子数为________。
解析:题图中左边加入含硫酸的水,暗示左边制硫酸,即OH在阳极发生氧化反应,使左边溶液中H增多,为了使溶液呈电中性,硫酸钾溶液中的SO24通过M交换膜向
+
-
-
左边迁移,即M为阴离子交换膜,由此推知X为阳极,与电源正极相连,B出口产生氧气,A出口流出硫酸;同理,右侧加入含KOH的水,说明右边制备KOH溶液,H
+
在Y极发生还原反应,说明Y极为阴极,与电源负极相连,右边溶液中OH增多,
+
-
硫酸钾溶液中K向右迁移,N为阳离子交换膜。所以,C出口产生氢气,D出口流出KOH溶液。(3)若将制得的氢气和氧气在氢氧化钾溶液中构成原电池,正极反应式为O2+2H2O+4e===4OH,负极反应式为2H2-4e+4OH===4H2O。(4)n(H2)=0.5 mol,2H+2e===H2↑,得电子为1 mol,X极的反应式为4OH-4e===2H2O+O2↑或2H2O-4e===4H+O2↑,根据电子守恒知,生成H的物质的量为1 mol,故生成0.5 mol H2SO4,m(H2SO4)=49 g。
答案:(1)正 C (2)阴离子 阳离子 (3)H2-2e+2OH===2H2O (4)49g 6.02×1023
放电13.已知铅蓄电池的工作原理为Pb+PbO2+2H2SO4????
充电
2PbSO4+2H2O,现用如图装置进行电解(电解液足量),测得当铅蓄电池中转移0.4 mol电子时铁电极的质量减少11.2 g。请回答下列问题。
(1)A是铅蓄电池的________极,铅蓄电池正极反应式为________________,放电过程中电解液的密度________(填“减小”、“增大”或“不变”)。 (2)Ag电极的电极反应式是________,该电极的电极产物共________g。
(3)Cu电极的电极反应式是________,CuSO4溶液的浓度________(填“减小”、“增大”或“不变”)
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