1、1培优点二十一 电解电解质溶液的规律一电解电解质溶液的规律类型1惰性电极电解水型典例 1用铂作电极电解某种溶液，通电一段时间，溶液的 pH 变小，并且在阳极得到0.56L 气体，阴极得到 1.12L 气体（两种气体均在相同条件下测定） 。由此可知溶液可能是（ ）A稀盐酸 BKNO 3溶液 C.CuSO 4溶液 D.稀硫酸【解析】阳极与阴极产生的气体体积比为 = ，相当于电解水，pH 变小，说明电0.56L1.12L12解了含氧酸。【答案】D2惰性电极电解电解质型典例2某溶液中含有两种溶质 NaCl 和 H2SO4，它们的物质的量之比为31。用石墨作电极电解该混合溶液时，根据电极产物可明显分为三
2、个阶段，下列叙述不正确的是（ ）A阴极自始至终只析出 H2 B阳极先析出 Cl2，后析出 O2C电解最后阶段为电解水 D溶液的 pH 不断增大，最后为7【解析】电解质溶液中， n(Na+) n(Cl ) n(H+) n(SO )3321，开始电解24产生 H2和 Cl2，随着产生 H2和 Cl2的同时，生成的 OH 要中和 H2SO4，且 OH 过量，最后是电解水，因而最后溶液的 pH 大于7，阴极只放出 H2。三个阶段分别相当于电解HClNaClH 2O。【答案】D3.惰性电极电解水和电解质型典例 3下图所示装置中，a、b 都是惰性电极，通电一段时间后，b 电极附近溶液呈红色。下列说法正确的
3、是（ ）AX 是负极，Y 是正极 BPt 是阴极，Cu 是阳极2CCuSO 4溶液的 pH 逐渐减小 D.CuSO 4溶液的 pH 不变【解析】b 电极附近溶液呈现红色，说明 b 电极处生成了氢氧根离子。电解饱和食盐水阳极发生氧化反应产生氯气，阴极发生还原反应产生氢气同时生成氢氧化钠，整个电解过程中电解了NaCl 和 H2O，因此 b 电极是阴极，与电源的负极相连，则 Y 为负极，X 为正极；铂电极与电源的正极相连，作阳极，铜电极作阴极；电解硫酸铜溶液时，阳极发生氧化反应：氢氧根离子放电，阴极发生还原反应：铜离子放电，这样溶液中水的电离平衡得到促进， c(H+)c(OH )，溶液显酸性，pH
4、变小。【答案】C二对点增分集训1(2018 年江西和平联考)利用化石燃料开采、加工过程产生的 H2S 废气，通过电化学法制取氢气的工艺如下图所示。下列说法不正确的是（ ）A电解池中惰性电极 C1为阳极B该工艺优点之一是 FeCl3溶液可循环利用C反应池中的离子方程式：2Fe 3 +S2 =2Fe2 +S+ +D电解池总反应的化学方程式：2FeCl 2+2HCl 2FeCl3+H2= = = = =通 电 【解析】C 1极生成 Fe3 ，应发生氧化反应，为阳极，C 2极生成氢气，为阴极，发生+还原反应，故 A 正确；电解池中生成的 FeCl3可作为反应池的反应物，则 FeCl3溶液可循环利用，故
5、 B 正确；由装置可知反应池中的反应物为 H2S 和 FeCl3，反应的化学方程式为H2S+2FeCl3=2FeCl2+S+2HCl ，离子方程式为 2Fe3 +H2S=2Fe2 +S+2H ，故 C 错+ + +误；电解池中亚铁离子失去电子，氢离子得到电子，电解池总反应的离子方程式为2Fe2+2H 2Fe3 +H2，故 D 正确。+ = = = = =通 电 +【答案】C2下列装置或操作能达到实验目的的是（ ）3A防止铁钉生锈 B构成铜锌原电池C构成铜银原电池 D验证 NaCl 溶液(含酚酞)电解产物【解析】防止铁钉锈蚀时铁钉应接电源负极，A 错误； Zn 电极放于 CuSO4溶液中，二者直
6、接发生置换反应而不能构成原电池，B 错误；CuCuSO 4溶液Ag 不能构成原电池，C错误；直流电源右端为阳极，发生反应：2Cl 2e =Cl2，可用 KI 淀粉溶液检验 Cl2产生，阴极发生反应：2H +2e =H2，同时溶液中 c(OH )增大，酚酞溶液变红，D 正+确。【答案】D3按如右图所示装置进行下列不同的操作，其中不正确的是（ ）A铁腐蚀的速度由大到小的顺序：只闭合 K3只闭合 K1都断开只闭合 K2B只闭合 K3，正极的电极反应式：2H 2O+O2+4e =4OHC先只闭合 K1，一段时间后，漏斗内液面上升，然后再只闭合 K2，漏斗内液面上升D只闭合 K2，U 形管左、右两端液面
7、均下降【解析】金属腐蚀速率：电解池的阳极原电池的负极化学腐蚀原电池的正极电解池的阴极，闭合 K3，是原电池，铁作负极，闭合 K2，是电解池，铁作阴极，闭合 K1，铁作阳极，因此腐蚀速率是只闭合 K1只闭合 K3都断开只闭合 K2，故 A 错误；只闭合 K3，发生吸氧腐蚀，正极：O 2+2H2O+4e =4OH ，故 B 正确；只闭合 K1，铁作阳极，阳极反应式为 Fe2e =Fe2+，阴极反应式为 2H+2e =H2，U 形管中气体压强增大，因此漏斗中液面上升，然后只闭合 K2，铁作阴极，阴极反应式为 2H+2e =H2，阳极反应式为42Cl2e =Cl2，U 形管中气体压强增大，漏斗中液面上
8、升，故 C、D 正确。【答案】A4将两个铂电极插入 500mL CuSO4(aq)中进行电解，通电一段时间后，某一电极上增重 0.064g（设电解时无 H2放出，且不考虑水解和溶液体积的变化） ，此时溶液中氢离子的物质的量浓度约为（ ）A110 -3molL1 B410 -3molL1 C210 -3molL1 D110 -7molL1【解析】由于最后溶液的 H+主要由电解 CuSO4溶液产生，所以要计算 c(H+)，可依据电解的离子方程式 2Cu2+2H2O 2Cu+O2+4H +进行解题。题中电极增重 0.064g 必为阴极= = = = =电 解 反应生成 Cu 所致，即 n(Cu)=0
9、.064g64gmol-1=0.0010mol，然后依据离子方程式中各物质之间的化学计量数之比，求出生成的 c(H+)。2Cu 2+2H2O 2Cu+O2+4H += = = = =电 解 2mol 4mol0.0010mol c(H+)0.50Lc(H+)= Lmoll50.214=4.010-3molL1【答案】B5大功率的镍氢电池使用在油电混合动力车辆中。镍氢电池 NiMH 电池正极板材料为NiOOH，负极板材料为吸氢合金。下列关于该电池的说法中正确的是（ ）A放电时电池内部 H 向负极移动+B充电时，将电池的负极与外接电源的正极相连C充电时阳极反应为 Ni(OH)2+OH e =NiO
10、OH+H2OD放电时负极的电极反应式为 MHn ne =M+nH +【解析】放电时电池内部 H+向正极移动，故 A 错误；充电时，将电池的负极与外接电5源的负极相连，故 B 错误；原电池正极反应为 NiOOH+H2O+e =Ni(OH)2+OH ，则充电时阳极反应为 Ni(OH)2e +OH =NiOOH+H2O，故 C 正确；放电时负极的电极反应式为H22e +2OH =2H2O，故 D 错误。【答案】C6工业上，在强碱性条件下用电解法除去废水中的 CN ，装置如下图所示，依次发生的反应有：CN 2e +2OH =CNO +H2O；2Cl 2e =Cl2； 3Cl 2+2CNO +8OH =
11、N2+6Cl +2CO +4H2O；下列说法正确的是（ ）23A铁电极上发生的反应为 Fe2e =Fe2+B通电过程中溶液 pH 不断增大C为了使电解池连续工作，需要不断补充 NaClD除去 1mol CN ，外电路至少需转移 5mol 电子【解析】A 项，金属铁是阴极，铁电极上发生的是还原反应，故 A 错误；B 项，根据反应可知，OH 被不断地消耗，所以通电过程中溶液 pH 不断减小，故 B 错误；C 项，根据电极反应式，为了使电解池连续工作，需要补充氢氧化钠，故 C 错误；D 项，根据反应，除去 1mol CNO ，消耗 1.5mol 氯气，转移电子 3mol，再根据反应，除去 1mol
12、CN ，转移电子 2mol，所以外电路至少需转移 5mol 电子，故 D 正确。【答案】D7下列图示中关于铜电极的连接错误的是（ ）A B C D【解析】A 项，锌比铜活泼，锌作负极，铜作正极，连接正确；B 项，电解精炼铜，粗铜作阳极，纯铜作阴极，连接正确；C 项，电镀时，镀件作阴极，镀层金属作阳极，连接6错误；D 项，电解氯化铜，铜作阴极，石墨作阳极，连接正确。【答案】C8在如图中，A 为直流电源，B 为渗透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸，C 为电镀槽。接通电路，断开 K 后，发现 B 上的 c 点显红色。请填空：（1）电源 A 的 a 为 极。（2）滤纸 B 上发生的总反应方程式为 。（3
13、）欲在电镀槽中实现铁上镀锌，接通 K 点，使 c、d 两点短路，则 电极 e 上发生的反应为 ，电极 f 上发生的反应为 ，槽中盛放的电镀液可以是 或 （只要求填两种电解质溶液） 。【解析】c 点显红色，说明在 c 点产生了碱。根据电解饱和食盐水的原理可知 c 点为阴极，则和电源相连的一极为负极，所以 a 极为正极。B 上发生的即是电解饱和食盐水的反应。根据电镀原理，镀层金属放在阳极，被镀物件放在阴极，再确定所发生的反应。在电解池中，阳极与电源正极相连，阴极与电源负极相连。在阳极，溶液中的阴离子（惰性电极）或阳极本身失电子（非惰性电极） ，发生氧化反应；在阴极，溶液中的阳离子得电子，发生还原反
14、应。【答案】 （1）正 （2）2NaCl+2H 2O=H2+Cl 2+2NaOH（3）Zn-2e =Zn2+ Zn2+2e =Zn ZnSO4溶液 ZnCl 2溶液 9.氮肥的使用在提高粮食产量的同时，也导致了土壤、水体污染等环境问题。（1）长期过量使用铵态化肥 NH4Cl，易导致土壤酸化，请用化学用语解释原因：_。（2）工业上处理氨氮废水的方法是采用电解法将 NO 转化为 N2，部分装置如下图所 3示。7B 极的电极反应方程式是_。（3）常温下，除去 60L 废水中的 62mg NO 后，废水的 pH_。 3.如下图所示 C、D、E、F、X、Y 都是惰性电极。将电源接通后，向乙中滴入酚酞溶液
15、，在 F 极附近显红色。（1）若用甲醇、空气燃料电池作电源，电解质为 KOH 溶液，则 A 极的电极反应式为_。（2）欲用丙装置给铜镀银，银应该是_电极(填“G”或“H”)。（3）丁装置中 Y 极附近红褐色变_(填“深”或“浅”)。（4）通电一段时间后，C、D、E、F 电极均有单质生成，其物质的量之比为_。【解析】.（2）B 极发生还原反应，NO 转化为 N2，电极反应式为 32NO +10e +6H2O=N2+12OH 。 （3）62mg 硝酸根的物质的量是 0.001mol，根据电极反 3 应式可知生成 0.006 mol 氢氧根，浓度是 0.0001molL 1，因此0.006 mol6
16、0 LpH10。.（1）向乙中滴入酚酞溶液，在 F 极附近显红色，说明 F 极附近有大量氢氧根离子，由此得出 F 极上氢离子放电生成氢气，所以 F 极是阴极，则电源 B 极是负极，A 极是正极，电极反应式为 O2+4e +2H2O=4OH 。 （2）若用丙装置给铜镀银，G 应该是 Ag，H 是铜，电镀液是 AgNO3溶液。 （3）丁装置中 Y 电极是阴极，氢氧化铁胶体的胶粒带正电荷，Y 极附近红褐色变深。 （4）甲装置中 C 电极上氢氧根离子放电生成氧气，D 电极上铜离子放电生成铜单质，E 电极上氯离子放电生成氯气，F 电极上氢离子放电生成氢气，所以 C、D、E、F 电极均有单质生成。生成 1
17、mol 氧气转移 4mol 电子，生成 1mol 铜转移2mol 电子，生成 1mol 氯气转移 2mol 电子，生成 1mol 氢气转移 2mol 电子，所以转移相同物质的量的电子时生成单质的物质的量之比为 1222。【答案】.（1）NH +H2O NH3H2O+H+ 4（2）2NO +10e +6H2O=N2+12OH 38（3）10.（1）O 2+4e +2H2O=4OH （2）G （3）深 （4）122210下图所示甲、乙是电化学实验装置。（1）若甲、乙两烧杯中均盛有 NaCl 溶液。甲中石墨棒上的电极反应式为_。乙中总反应的离子方程式为_。将湿润的淀粉 KI 试纸放在乙烧杯上方，发现
18、试纸先变蓝后褪色，这是因为过量的Cl2氧化了生成的 I2。若反应中 Cl2和 I2的物质的量之比为 51，且生成两种酸，该反应的化学方程式为_。（2）若甲、乙两烧杯中均盛有 CuSO4溶液。甲中铁棒上的电极反应式为_。如果起始时乙中盛有 200mL pH5 的 CuSO4溶液(25)，一段时间后溶液的 pH 变为1，若要使溶液恢复到电解前的状态，可向溶液中加入_(填写物质的化学式)_g。【解析】 （1）若甲、乙两烧杯中均盛有 NaCl 溶液。甲为铁的吸氧腐蚀，石墨是正极，石墨棒上的电极反应式为 2H2O+O2+4e =4OH 。根据电子流向，石墨是阳极，乙为用惰性电极电解氯化钠溶液，乙中总反应
19、的离子方程式为2Cl +2H2O H2+Cl 2+2OH 。根据电子守恒，5mol 氯气失电子= = = = =通 电 10mol，2mol I2得电子 10mol，碘的化合价升高为 +5 价，该反应的化学方程式为5Cl2+I2+6H2O=10HCl+2HIO3。 （2）若甲、乙两烧杯中均盛有 CuSO4溶液。甲为原电池，铁为负极，铁棒上的电极反应式为 Fe2e =Fe2+。由92CuSO4+2H2O 2Cu+O2+2H 2SO4，要使溶液恢复原状态，可加入 CuO(或 CuCO3)，= = = = =通 电 一段时间后溶液的 pH 变为 1，则 c(H+)0.1molL 1， n(H+)0.2L0.1molL 10.02mol，则由电解反应可知析出的 Cu 的物质的量为 0.01mol，由Cu 原子守恒可知， m(CuO)0.01mol80gmol 10.8g，或 m(CuCO3)0.01mol124gmol 11.24g。【答案】 （1）2H 2O+O2+4e =4OH2Cl +2H2O H2+Cl 2+2OH = = = = =通 电 5Cl 2+I2+6H2O=10HCl+2HIO3（2）Fe2e =Fe2+CuO(或 CuCO3) 0.8(或 1.24)
