内容正文:
第二节 电解池
第一课时 电解原理 [见学生用书P111]
1.若某装置发生如下反应:Cu+2H+===Cu2++H2↑,下列关于该装置的说法正确的是( B )
A.该装置一定为原电池
B.该装置为电解池
C.若为原电池,Cu为正极
D.电解质溶液可能是硝酸溶液
【解析】 原电池的反应是自发进行的,金属活动性顺序表中,铜在氢后,该反应不能自发进行,所以该装置不是原电池,是电解池,A、C错误,B正确;若电解液是硝酸溶液,铜和硝酸可自发地进行氧化还原反应,生成的气体是NO或NO2,直接构成原电池,但不产生氢气,D错误。
2.下列关于电解池的说法错误的是( A )
A.与电源正极相连的是电解池的阴极
B.与电源负极相连的是电解池的阴极
C.电解池的阳极发生氧化反应
D.电解池的阴极发生还原反应
【解析】 电解池中,与外接电源负极相连的为阴极,与正极相连的为阳极,A错误,B正确;电解池中阳极上失电子发生氧化反应,C正确;电解池中阴极上得电子发生还原反应,D正确。
3.三氧化二镍(Ni2O3)可用于制造高能电池,其电解法制备过程如下:用NaOH调NiCl2溶液pH至7.5,加入适量硫酸钠后进行电解。电解过程中产生的Cl2在弱碱性条件下生成ClO-,把二价镍氧化为三价镍。下列说法正确的是( D )
A.可用铁作阳极材料
B.电解过程中阳极附近溶液的pH升高
C.阳极反应式为2Cl-+2e-===Cl2↑
D.1mol 二价镍全部转化为三价镍时,外电路中通过了1mol 电子
【解析】 电解过程中产生的氯气是氯离子失电子发生氧化反应,铁作阳极时铁失电子发生氧化反应,阴极将无氧化剂Cl2生成,不能把二价镍氧化为三价镍,A错误;阳极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑,Cl2在弱碱性条件下生成ClO-,故电解过程中,阳极附近溶液的pH降低,B错误;阳极反应是氯离子失电子发生氧化反应,反应式为2Cl--2e-===Cl2↑,C错误;由Ni2+-e-===Ni3+可知,1mol二价镍全部转化为三价镍时,外电路中通过了1mol电子,D正确。
4.下列关于如图装置的说法错误的是( B )
第4题图
A.装置①中溶液里存在Fe2+
B.装置②盐桥中的阳离子移向ZnSO4溶液
C.装置③中反应的离子方程式为Cu+2H+Cu2++H2↑
D.用装置④精炼铜时,d电极为粗铜
【解析】 装置①为原电池,铁为负极,被氧化生成亚铁离子,A正确;锌为负极,铜为正极,阳离子向正极移动,即移向硫酸铜溶液,B错误;装置③为电解装置,阳极铜被氧化,阴极生成氢气,总反应式为Cu+2H+Cu2++H2↑,C正确;精炼铜时,粗铜为阳极,纯铜为阴极,可在阴极得到纯净的铜,D正确。
5.下列装置能构成电解池的是( D )
【解析】 电解池是将电能转化为化学能的装置,必须有外接电源,同时形成闭合电路,A、B、C不符合题意,D符合题意。
6.如图所示,甲、乙两装置的电极材料和电解质溶液均相同,则两装置中相同的是( D )
第6题图
A.在碳电极上所发生的电极反应
B.在铁电极附近的溶液先变红色
C.铁极与导线连接处的电流方向
D.碳电极既不会变大也不会减小
【解析】 甲装置形成原电池,石墨电极为正极,氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子,乙装置形成电解池,石墨是阳极,氯离子放电生成氯气,电极反应不同,碳电极均无变化,A错误,D正确;甲中石墨电极附近的溶液先变红色,乙中铁是阴极,氢离子得电子生成氢气,同时生成氢氧根离子,则在铁电极附近的溶液先变红色,B错误;甲中电流由正极石墨经导线流向铁,乙中电流由铁流向负极,则铁极与导线连接处的电流方向不同,C错误。
7.如图所示,A、F为石墨电极,B、E为铁片电极。请回答下列问题:
第7题图
(1)断开K2,闭合K1。B为__负__极,A极的电极反应为__O2+2H2O+4e-===4OH-__。
(2)断开K1,闭合K2。E为__阴__极,F极的电极反应为__2Cl--2e-===Cl2↑__。
(3)若往U形管中滴加酚酞,进行(1)(2)操作时,A、B、E、F电极周围能变红的是__AE__(填字母),原因是__因为A极产生OH-,E极中H+参与反应,促进了水的电离,溶液中有OH-剩余,酚酞遇OH-变红__。
【解析】 (1)当断开K2,闭合K1时,铁片、石墨和NaCl溶液构成原电池,负极为铁,电极反应式为Fe-2e-===Fe2+,正极为石墨,正极的电极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-。(2)当断开K1,闭合K2时,铁片、石墨和NaCl溶液构成电解池,阴极为铁,电极反应式为2H++2e-===H2↑,阳极为石墨,电极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑。(3)由于A极O2得到电子产生OH-,E极上水放电产生H2和OH-,均导致