1、16-3-1 考点一 电解原理1将两个铂电极插入 500 mL CuSO4溶液中进行电解,通电一定时间后,某一电极增重 0.064 g(设电解时该电极无氢气析出,且不考虑水解和溶液体积变化),此时溶液中氢离子浓度约为( )A410 3 molL1 B210 3 molL1C110 3 molL1 D110 7 molL1解析:阴极反应:Cu 2 2e =Cu,增重 0.064 g 应是 Cu 的质量,设生成 H 的物质的量为 x,根据总反应方程式:2Cu2 2H 2O 2CuO 24H = = = = =电 解 264 g 4 mol0.064 g xx0.002 molc(H ) 410 3
2、 molL1 。0.002 mol0.5 L答案:A2两个惰性电极插入 500 mL AgNO3溶液中,通电电解。当电解液的 pH 从 6.0 变为3.0 时(设电解过程中阴极没有 H2放出,且电解液在电解前后体积变化可以忽略不计),电极上析出银的质量最大为( )A27 mg B54 mgC106 mg D216 mg解析:首先结合离子放电顺序,弄清楚两极的反应:阳极:4OH 4e =O22H 2O;阴极:4Ag 4e =4Ag,电解的总反应式为 4AgNO32H 2O4AgO 24HNO 3。由电解的总反应式可知,电解过程中生成的 n(Ag)= = = = =电 解 n(HNO3) n(H
3、)(10 3 molL1 10 6 molL1 )0.5 L510 4 mol, m(Ag)510 4 mol108 gmol1 0.054 g54 mg。答案:B3500 mL NaNO3和 Cu(NO3)2的混合溶液中 c(NO )0.3 molL1 ,用石墨作电极电 3解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到气体 1.12 L(标准状况下),假定电解后溶液体积仍为 500 mL,下列说法正确的是( )A原混合溶液中 c(Na )0.2 molL 12B电解后溶液中 c(H )0.2 molL 1C上述电解过程中共转移 0.4 mol 电子D电解后得到的 Cu 的物质的量为 0.1 mol
4、解析:阳极是阴离子放电(放电能力:OH NO ),根据题给信息,阳极一定是 OH 放 3电,生成 0.05 mol 氧气,转移 0.2 mol 电子;阴极离子放电能力:Cu 2 H Na ,所以Cu2 先放电,然后是 H 放电,阴极生成 0.05 mol 氢气时,转移 0.1 mol 电子,根据得失电子守恒知,Cu 2 转移 0.1 mol 电子, n(Cu2 )0.05 mol。所以原溶液中 nCu(NO3)20.05 mol, n(NO )0.3 molL1 0.5 L0.15 mol, n(NaNO3)0.05 mol。原混合 3溶液中 c(Na )0.1 molL1 ,A 项错误;结合
5、以上分析及电解总方程式 Cu2 2H 2OCuH 2O 22H 可知,生成 0.05 mol Cu、0.05 mol O2、0.05 mol = = = = =电 解 H2和 0.1 mol H ,电解后溶液中 c(H ) 0.2 molL1 ,B 项正确;D 项错误;0.1 mol0.5 L上述电解过程中共转移 0.2 mol 电子,C 项错误。答案:B4用惰性电极电解一定浓度 CuSO4溶液,通电一段时间后,向所得的溶液中加入 0.1 mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和 pH。则下列说法正确的是( )A电解过程中阴极没有气体生成B电解过程中转移的电子的物质的量为 0.4 mo
6、lC原 CuSO4溶液的浓度为 0.1 molL1D电解过程中阳极收集气体体积为 1.12 L(标准状况下)解析:加入 0.1 mol Cu(OH)2相当于加入 0.1 mol CuO 和 0.1 mol H2O,故 CuSO4电解完后还电解了部分水,阴极析出了 0.1 mol Cu 和 0.1 mol H2,A 错误;析出 0.1 mol Cu转移电子 0.2 mol,析出 0.1 mol H2转移电子 0.2 mol,故转移的电子的总物质的量为 0.4 mol,B 正确;原 CuSO4溶液的物质的量为 0.1 mol,不知溶液体积,无法求浓度,C 错误;电解过程中阳极始终产生 O2,根据转
7、移的电子的总物质的量为 0.4 mol,产生 O2体积为2.24 L(标准状况下),D 错误。答案:B5如图所示,通电 5 min 后,电极 5 的质量增加 2.16 g,请回答下列问题:3(1)a 为电源的_(填“正”或“负”)极,C 池是_池。A 池阳极的电极反应为_,C 池阴极的电极反应为_。(2)如果 B 池中共收集到 224 mL 气体(标准状况)且溶液体积为 200 mL(设电解过程中溶液体积不变),则通电前溶液中 Cu2 的物质的量浓度为_。(3)如果 A 池溶液是 200 mL 足量的食盐水(电解过程溶液体积不变),则通电后,溶液的 pH 为_。解析:根据已知条件通电 5 mi
8、n 后,电极 5 的质量增加 2.16 g,说明电极 5 作阴极,银离子放电,电极反应为 Ag e =Ag,转移电子的物质的量为 0.02 mol,同时可知电极 6 作阳极,与电源的正极相连。同时可得 a 是负极,b 是正极,电极 1、3、5 作阴极,电极 2、4、6 作阳极。由此可得(1)中答案。(2)B 池中电解总反应为 2CuSO42H 2O 2CuO 2= = = = =电 解 2H2SO4,若转移 0.02 mol 电子时只收集到 O2(只电解溶质),则根据关系式2CuSO4O 24e 可得 n(O2)0.005 mol,体积为 112 mL(标准状况)224 mL,说明溶质CuSO4已耗完,然后电解水。设整个过程消耗 CuSO4 x mol,H 2O y mol,则有2x2 y0.02, x y0.01,解得 x y0.005 mol,则 c(CuSO4)0.025 molL 1 。12 32(3)由于 A 池中电解液足量,A 池中只发生反应2NaCl2H 2O 2NaOHH 2Cl 2,根据关系式 NaOHe ,生成的 n(NaOH)= = = = =电 解 0.02 mol,则 c(NaOH) 0.1 molL 1 ,即溶液的 pH13。0.02 mol0.2 L答案:(1)负 电解 2Cl 2e =Cl2 Ag e =Ag(2)0.025 molL1 (3)13