高中化学探究电解池作用试题

2009年10月1日晚,为庆祝新中国成立60周年全国各地燃放的焰火在寂静的夜空绽放出绚丽多姿的画面，这是利用了一些金属元素在燃烧时产生不同的颜色的原理，如含有钙、钾、铜元素的化合物能产生砖红色、紫色、绿色的火焰。结合我们学过的知识，下列关于钙、钾、铜的冶炼方法正确是（  ）

A．电解法热分解法热还原法	B．电解法电解法热还原法
C．热还原法热分解法电解法	D．电解法电解法热分解法

原电池和电解池都能实现能量的置换。回答下列问题：
（1）可将化学能转化为电能是_________池；
（2）下列反应能设计成原电池的是：          
① 2FeCl₃+Fe=3FeCl₂
② AlCl₃+3NH₃·H₂O= Al（OH）₃↓+3NH₄Cl
③ NaOH+HC1=NaC1+H₂O
（3）用FeCl₃溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式为：                          。
（4）右图装置当闭合电键时，电表显示有电流通过。则Pt极的电极反应式：            ； 当甲中产生0.1 mol气体时，乙中析出铜的质量应为________g。

金属镍（Ni）的应用越来越广泛。
（1）LiNiO₂常用作锂离子电池的正极材料，负极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导Li^＋的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应式为：
xLi＋Li_1-xNiO₂LiNiO₂
LiNiO₂中，Ni元素的化合价为     ；充电时，LiNiO₂中化合价发生变化的元素有    （填元素符号）
（2）Ni常被镀在金属制品上以保护金属不生锈。镀镍的方法有：
方法Ⅰ： 电镀镍。以NiSO₄为电镀液。
① 待镀零件与电源           相连，金属镍板与电源              相连。
方法Ⅱ：化学镀。将待镀零件浸泡在含有Ni²⁺和H₂PO₂^－的溶液中，在酸性等条件下发生下述反应：
（a）    Ni²⁺ +      H₂PO₂^－+       →     Ni ⁺   +        H₂PO₃^－+     
（b）6H₂PO₂^－ + 2H⁺＝ 2P+ 4H₂PO₃^－+ 3H₂↑
上述反应可在塑料镀件表面沉积镍—磷合金，从而达到化学镀镍的目的。
② 请在答题卡上写出并配平反应式（a）。
③ 化学镀与电镀相比较，在原理上的相同点是：                                     。
（3）Ni可以与CO(g)发生反应：
利用该反应可以提纯粗Ni，得到高纯度的金属Ni。
① 该反应的平衡常数表达式为                                     
② 生产中，在如图所示密闭容器中充入CO气体，粗Ni放置在               （填编号）
A．低温区                       B．高温区

将含有0.400molCuSO₄和0.200molKCl的水溶液1L，用惰性电极电解一段时间后，在一个电极上析出19.2gCu，此时在另一电极上放出的气体在标准状况下的体积为（ ）

A．5.60L

B．6.72L

C．4.48L

D．3.36L

以石墨棒作电极，电解氯化铜溶液，若电解时转移的电子数是3.01×10²³，则此时在阴极上析出铜的质量是                                              （　 ）

A．8g

B．16g

C．32g

D．64g

用惰性电极进行电解，下列说法正确的是：

A．电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变

B．电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH^—，故溶液pH减小

C．电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:2

D．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:1

在水中加入等物质的量的Na⁺、Ag⁺、Pb²⁺和SO₄^2-、Cl^-、NO₃^-,然后放入惰性材料做电极的电解槽中，通电片刻，则氧化产物与还原产物的质量比为:

A．35.5 ：108

B．16 ：207

C．8 ：1

D．108 ：35.5

用下图Ⅰ所示装置通电10分钟后，去掉直流电源，连接成图Ⅱ所示装置，可观察到U形管左端铁电极表面析出白色胶状物质，U形管右端液面上升。下列说法正确的是

A．同温、同压下，装置Ⅰ中石墨电极上方得到的气体比铁电极上方得到的气体多

B．用装置Ⅱ进行实验时铁电极的电极反应为Fe－2e^－＋2OH^－===Fe(OH)2

C．用装置Ⅱ进行实验时石墨电极的电极反应为2H^＋＋2e^－===H2↑

D．装置Ⅰ通电10分钟后铁电极周围溶液pH降低

CuCl₂溶液中的铜主要以Cu (H₂O)₄²⁺、CuCl₄^2-形式存在，它们间有如下转化关系：Cu (H₂O)₄²⁺(蓝色)+4Cl^-CuCl₄^2-(黄色)+4H₂O；电解不同浓度的CuCl₂溶液，均可看做Cu²⁺、Cl^-直接放电。下图为电解浓度较大CuCl₂溶液的装置，实验开始后，观察到丙中的KI-淀粉溶液慢慢变蓝。回答下列问题：

（1）甲电极的电极反应式为_________________。
（2）丙中溶液变蓝是乙电极产物与KI反应导致的，该反应的化学方程式为_________________。
（3）随电解的不断进行，U型管中溶液的颜色变化为__________;
A．由黄色变为浅蓝色    B．由蓝色变为浅黄色
溶液颜色变化的原因是_________________。
（4）当电解到一定程度，甲电极附近出现蓝色Cu(OH)₂絮状物。经测，甲电极附近溶液的pH=a，此时甲电极附近c(Cu²⁺)="________" mol·L^-1。(已知：Cu(OH)₂的K_sp=2.2*10^-20)。

如图所示，下列有关装置的分析中正确的是（    ）

选项	开关控制	X溶液	装置叙述
A	接通K2， 断开K1	HCl	Fe极为正极， 该极质量减小
B	接通K2， 断开K1	CuCl2	Fe极为负极， 该极质量增加
C	接通K1， 断开K2	CuSO4	Fe极为阴极， 该极有Cu析出
D	接通K1， 断开K2	NaCl	Fe极为阳极， 该极逐渐溶解

 

金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量杂质Fe、Zn、Cu、Pt，可用电解法制备高纯度的镍（已知：氧化性Fe^2＋＜Ni^2＋＜Cu^2＋），下列叙述正确的是（    ）。

A．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni^2^＋＋2e^－=Ni

B．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等

C．电解后，溶液中存在的阳离子只有Fe^2^＋和Zn^2^＋

D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt

下列过程需要通电才能进行的是(　　)
①电离　②电镀　③电解　④电化学腐蚀　⑤电泳

A．①②

B．②③⑤

C．②③

D．全部

某学生在课堂上学到了卤素、电解等化学知识后，想为自己家中制作一只简易的消毒液发生器。他用石墨（废干电池中的炭棒）作电极，饱和氯化钠溶液作为电解液，制成了如图所示的装置。通电数分钟后，果真制得了消毒液。他的实验居然一举获得成功！该装置中电源电极的名称和消毒液的主要成分正确的是....…………..(   )

A．a为正极，b为负极；NaClO和NaCl

B．a为负极，b为正极；NaClO和NaCl

C．a为阳极，b为阴极；HClO和NaCl

D．a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl

下列处理方法正确的是

A．为除去污水中的重金属离子Hg^2+，向其中加入足量充分反应后过滤

B．为降低能耗，工业电解熔融态的Al2O3制Al时，加入冰晶石

C．为充分利用原料，氯碱工业中，将阳极室的饱和氯化钠溶液电解为水后导出

D．为保护公路两旁的铁护栏，将其与电源的负极相连

(11分)设计燃料电池使汽油氧化直接产生电流，是本世纪最富有挑战性的课题之一。最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极通入汽油蒸气，电池的电解质是掺杂了Y₂O₃的ZrO₂晶体，它在高温下能传导O^2-。回答下列问题：
（1）以辛烷（C₈H₁₈）为汽油的代表物，则这个电池放电时必发生反应的化学方程式是                                           。
（2）这个电池负极的电极反应式为C₈H₁₈ + 25O^2- =8CO₂ + 9H₂O +50e^-,，正极的电极反应式为                         ,固体电解质里O^2-的移动方向是                     。
（３）用此电池分别电解以下两种溶液，假如电路中转移了0.02 mol e^-，且电解池的电极均为惰性电极，试回答下列问题。
①电解M(NO₃)_x溶液时某一电极增加了g M，则金属M的相对原子质量         
（用含“、x”的表达式表示）。
②电解含有0.01 mol CuSO₄和0.01 mol NaCl的混合溶液100mL，阳极产生的气体在标准状况下的体积是                         ；将电解后的溶液加水稀释至1L，此时溶液的c（H⁺）=             。