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－===Cu

C．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－===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Fe2＋和Zn2＋

D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt

4．500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO－3)＝6.0 mol·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22.4 L气体(标准状况)，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(K＋)为2 mol·L－1

B．上述电解过程中共转移2 mol电子

C．电解得到的Cu的物质的量为0.5 mol

D．电解后溶液中c(H＋)为2 mol·L－1

5．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13.44 L(标准状况)，则除去的尿素为________ g(忽略气体的溶解)。

7．1 L某溶液中含有的离子如下表：

用惰性电极电解该溶液，当电路中有3 mol e－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＝0 B．a＝3

C．阳极生成1.5 mol Cl2D．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0.5 mol)，4OH －－4e －===2H 2O ＋O 2↑；阴极：Cu 2＋＋2e －===Cu,2H ＋＋2e －===H 2↑。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：A

8．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 (AgNO 3) ③a 棒的质量 ④b 棒的质量

⑤溶液的pH

A ．①③

B ．③④

C ．①②④

D ．①②⑤

8解析：该电解池，随着电解的进行，c (Ag ＋)不变，c (AgNO 3)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：D

9.已知在pH 为4～5的溶液中，Cu 2＋几乎不水解，而Fe 3＋几乎完全水解。

某学生拟用电解CuSO 4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Fe 2(SO 4)3杂质的CuSO 4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a g ，另一电极上产生标准

状况下的气体V mL 。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 －===O 2↑＋2H 2O

D ．铜的相对原子质量的计算式是22.4a V

9解析：利用Fe 3＋的水解，除去CuSO 4溶液中Fe 3＋方法是向其中加入黑色的CuO ，与Fe 3＋水解产生的H ＋反应，促进Fe 3＋水解，使Fe 3＋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 －===2H 2O ＋O 2↑，C 正确；

铜作阴极，电极反应式为：2Cu 2＋＋4e －===2Cu ，B 错误；

据两极上转移电子的量相等可知：

a M (Cu )×2＝V ×10－3 L 22.4 L·mol －1

×4， 解得：M (Cu)＝11200a V

。答案：C 10.在一个U 形管里盛有CuCl 2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，Zn ①极是________极，

电极反应式为____________________，Zn ②极是________极，电极反应式

为__________________________。

(2)上述反应进行5 min 后，转换电键K 到C ，则这个装置是原电池装

置，Zn ①极是________极，电极反应式为________。

(3)上述装置进行 2 min 后，再转换电键K 到B ，则Zn ①极发生的化学反应为________________________________________________________________________，

Zn ②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Zn ①极是阳极，与电源负极相连的Zn ②极是阴极。当工作5 min 后，Zn ②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Zn ②极是原电池的正极，Zn ①极是原电池的负极。当把电键K 接触B 点时，形成断路，Zn ①极发生Zn 与CuCl 2的置换反应，Zn ②极由于在锌的表面有铜，又浸在CuCl 2溶液中，发生电化学腐蚀。

答案：(1)阳 Zn －2e －===Zn 2＋

阴 Cu 2＋＋2e －===Cu (2)负 Zn －2e －===Zn 2＋

(3)Zn ＋CuCl 2===ZnCl 2＋Cu

负极：Zn －2e －===Zn 2＋，

正极：Cu 2＋＋2e －===Cu

11．(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CH 4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y 2O 3的ZrO 2固体，它在高温下能传导阳极生成的O 2－离子(O 2＋4e －―→2O 2－

)。