电解池有关计算练习题

电解池有关计算练习题1．观察下列几个装置示意图，有关叙述正确的是()A．装置①中阳极上析出红色固体B．装置②的待镀铁制品应与电源正极相连C．装置③闭合电键后，外电路电子由a极流向b极D．装置④的离子交换膜允许阳离子、阴离子、水分子自由通过2．某小组为研究电化学原理，设计下图装置，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－===CuC．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3．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Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋)，下列叙述正确的是()A．阳极发生还原反应，其电极反应：Ni2＋＋2e－===NiB．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Fe2＋和Zn2＋D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt4．500mLKNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO－3)＝6.0mol·L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4L气体(标准状况)，假定电解后溶液体积仍为500mL，下列说法正确的是()A．原混合溶液中c(K＋)为2mol·L－1B．上述电解过程中共转移2mol电子C．电解得到的Cu的物质的量为0.5molD．电解后溶液中c(H＋)为2mol·L－15．某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时，先断开K2，闭合K1，两极均有气泡产生：一段时间后，断开K1，闭合K2，发现电流表A指针偏转。下列有关描述正确的是()A．断开K2，闭合K1时，总反应的离子方程式为：2H＋＋2Cl－===Cl2↑＋H2↑B．断开K2，闭合K1时，石墨电极附近溶液变红C．断开K1，闭合K2时，铜电极上的电极反应为：Cl2＋2e－===2Cl－D．断开K1，闭合K2时，石墨电极作正极6．人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如下图所示。(1)电源的负极为________(填“A”或“B”)。(2)阳极室中发生的反应依次为______、______。(3)电解结束后，阴极室溶液的pH与电解前相比将__________；若两极共收集到气体13.44L(标准状况)，则除去的尿素为________g(忽略气体的溶解)。7．1L某溶液中含有的离子如下表：离子Cu2＋Al3＋NO－3Cl－物质的量浓度(mol/L)11a1用惰性电极电解该溶液，当电路中有3mole－通过时(忽略电解时溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)，下列说法正确的是()A．电解后溶液的pH＝0B．a＝3C．阳极生成1.5molCl2D．阴极析出的金属是铜与铝7解析：根据电子守恒可知，该反应过程中涉及的反应有：阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑(产生氯气的体积，标准状况下为0.5mol)，4OH－－4e－===2H2O＋O2↑；阴极：Cu2＋＋2e－===Cu,2H＋＋2e－===H2↑。从电子守恒的角度知，电解后溶液的pH＝0，A项正确；从电荷守恒的角度可知，a＝4，B不正确。答案：A8．按下图装置实验，若x轴表示流入阴极的电子的物质的量，则y轴可表示()①c(Ag＋)②c(AgNO3)③a棒的质量④b棒的质量⑤溶液的pHA．①③B．③④C．①②④D．①②⑤8解析：该电解池，随着电解的进行，c(Ag＋)不变，c(AgNO3)不变，溶液的pH不变。因为阳极反应式为Ag－e－===Ag＋，阴极反应式为Ag＋＋e－===Ag。答案：D9.已知在pH为4～5的溶液中，Cu2＋几乎不水解，而Fe3＋几乎完全水解。某学生拟用电解CuSO4溶液的方法测定铜的相对原子质量。该同学向pH＝3.8的含有Fe2(SO4)3杂质的CuSO4溶液中加入适量的黑色粉末X，充分搅拌后过滤，将滤液用右图所示装置电解，其中某电极增重ag，另一电极上产生标准状况下的气体VmL。下列说法正确的是()A．黑色粉末X是铁粉B．铜电极连接电源正极C．石墨电极上发生的反应是4OH－－4e－===O2↑＋2H2OD．铜的相对原子质量的计算式是22.4aV9解析：利用Fe3＋的水解，除去CuSO4溶液中Fe3＋方法是向其中加入黑色的CuO，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋水解，使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而除去，A错误；电解时，石墨作阳极，电极反应式：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，C正确；铜作阴极，电极反应式为：2Cu2＋＋4e－===2Cu，B错误；据两极上转移电子的量相等可知：aMCu×2＝V×10－3L22.4L·mol－1×4，解得：M(Cu)＝11200aV。答案：C10.在一个U形管里盛有CuCl2溶液，并插入两块锌片作电极，按如图连接。(1)如果把电键K接A，该装置应是电解装置，Zn①极是________极，电极反应式为____________________，Zn②极是________极，电极反应式为__________________________。(2)上述反应进行5min后，转换电键K到C，则这个装置是原电池装置，Zn①极是________极，电极反应式为________。(3)上述装置进行2min后，再转换电键K到B，则Zn①极发生的化学反应为________________________________________________________________________，Zn②极发生的有关电化学的反应为_________________________________________。10解析：当电键K接触A点时，构成一个有外接直流电源的电解池装置，与电源正极相连的Zn①极是阳极，与电源负极相连的Zn②极是阴极。当工作5min后，Zn②极上析出了Cu，此时，将电键K接触C点，构成一个原电池装置，表面覆盖铜的Zn②极是原电池的正极，Zn①极是原电池的负极。当把电键K接触B点时，形成断路，Zn①极发生Zn与CuCl2的置换反应，Zn②极由于在锌的表面有铜，又浸在CuCl2溶液中，发生电化学腐蚀。答案：(1)阳Zn－2e－===Zn2＋阴Cu2＋＋2e－===Cu(2)负Zn－2e－===Zn2＋(3)Zn＋CuCl2===ZnCl2＋Cu负极：Zn－2e－===Zn2＋，正极：Cu2＋＋2e－===Cu11．(7分)科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高，可用于航天航空。如图1所示装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在两极上分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体，它在高温下能传导阳极生成的O2－离子(O2＋4e－―→2O2－)。(1)c电极的名称为________，d电极上的电极反应式为________________________________________________________________________。(2)如图2所示用惰性电极电解100mL0.5mol·L－1CuSO4溶液，a电极上的电极反应式为________________________________________，若a电极产生56mL(标准状况)气体，则所得溶液的pH＝________(不考虑溶液体积变化)，若要使电解质溶液恢复到电解前的状态，可加入________(填序号)。a．CuOb．Cu(OH)2c．CuCO3d．Cu2(OH)2CO311解析：(1)原电池中电流的方向是从正极流向负极，故c电极为正极；d电极为负极，通入的气体为甲烷，d电极反应式为：CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O。(2)用惰性电极电解CuSO4溶液时，阳极(a电极)反应式：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑；阴极反应式：2Cu2＋＋4e－===2Cu，n(O2)＝0.056L22.4L·mol－1＝2.5×10－3mol。线路中转移电子的物质的量为2.5×10－3mol×4＝0.01mol，溶液中c(H＋)＝0.01mol0.1L＝0.1mol/L，pH＝－lg0.1＝1。加入CuO或CuCO3与溶液中的H＋反应，可使电解质溶液恢复到电解前的状态。答案：(1)正极CH4＋4O2－－8e－===CO2↑＋2H2O(2)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑1ac12．(9分)在25℃时，用石墨电极电解2.0L2.5mol·L－1CuSO4溶液，如有0.20mol电子发生转移，请回答下列问题：(1)阴极发生___________________________________________________________反应，电极反应式为_____________________________________________________________；(2)阳极发生___________________________________________________________反应，电极反应式为________________________________________________________；(3)电解后得到的铜的质量是________，得到氧气的体积是________(标准状况)，溶液的pH是________________________________________________________________________；(4)如果用等质量的两块铜片代替石墨作电极，电解后两铜片的质量相差________，电解液的pH________________________________________________________________________。12解析：用石墨电极电解CuSO4溶液：阳极反应式：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，阴极反应式：2Cu2＋＋4e－===2Cu。当线路中有0.20mol电子转移时，析出铜的质量为m(Cu)＝0.22mol×64g·mol－1＝6.4g。产生O2的体积V(O2)＝0.2mol4×22.4L·mol－1＝1.12L。c(H＋)＝0.2mol2L＝0.1mol/L，pH＝－lg0.1＝1。若用Cu片代替石墨电极，则该装置为电镀池，电解后溶液pH不变。当转移0.2mol电子时，阳极溶解6.4g，Cu阴极析出6.4gCu，则两极质量差为6.4＋6.4＝12.8(g)。答案：(1)还原2Cu2＋＋4e－===2Cu(2)氧化4OH－－4e－===2H2O＋O2↑(3)6.4g1.12L1(4)12.8g不变13．(13分)如右图所示，p、q为直流电源的两极，A由金属单质X制成，B、C、D为铂电极，接通电源，金属X沉积于B极，同时C、D上产生气泡，试回答：(1)p为________极，A极发生了________反应。(2)C为________极，可收集到________；D为________极，可收集到________。(3)C极的电极反应式为________________________________________________。(4)在电解过程中，测C、D两极上产生气体的体积，实验数据如下表：时间(min)12345678910阴极产生气体的体积(cm3)6122029394959697989阳极产生气体的体积(cm3)24711162126313641仔细分析以上实验数据，请说出变化的可能原因是________________________________________________________________________。(5)当反应进行一段时间后，A、B电极附近溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。(6)当电路中通过0.004mol电子时，B极上沉积的金属X为0.128g，则此金属的摩尔质量为____________。14．[2014