电解池典型习题

电解的有关计算
1．将两支惰性电极插入CuSO4溶液中，通电电解。

(1)当有1.0 ×10-3 mol的OH一放电时，溶液显浅蓝色，则在阴极上析出铜的质量是___________。

(2)若溶液的体积为1L，忽略溶液体积变化，在标准状况下放出5.6 mLO2时，溶液的pH是__________。

答案(1)0.032 g (2)3
2．用惰性电极电解0.1 L M(NO3)x的水溶液，当阴极上增重a g时，在阳极上同时产生b L(标准状况)O2，从而可知M的相对原子质量是____，溶液的pH是(均用含有a、b、x的代数式表示)。

答案 5.6ax/b -lg(25b/14)
[归纳总结]
有关电解的计算通常是求电解后某产物的质量、气体的体积、某元素的化合价、元素的相对原子质量、溶液的pH及物质的量浓度等。

不论哪种计算，均可概括为下列三种方法：
(1)得失电子守恒法计算：用于串联电路、通过阴阳两极的电量相同等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等。

(2)总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。

(3)关系式计算：借得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。

[活学活用]
3．把两支惰性电极插入500 mLAgNO3溶液中，通电电解。

当电解液的pH从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略)，电极上应析出银的质量是( )
A．27 mg B．54 mg C．108 mg D．216 mg
答案 B
4．在100 mL H2SO4和CuSO4的混合液中，用石墨作电极进行电解，两极上均收集到 2.24L气体(标准状况下)，则原混合液中，Cu2+的物质的量浓度为
( )
A．1 mol·L-1B．2 mol·L-1
C．3 mol·L-1D．4 mol·L-1
答案 A
检测反馈
1．下列描述中，不符合生产实际的是( )
A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极
B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极
C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极
D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极
答案 A
2．某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液。

通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是( )
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
答案 B
3．利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Au等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是( )
A．电解时以纯铜作阳极
B．电解时阳极发生还原反应
C．纯铜连接电源负极，其电极反应式是Cu-2e-=Cu2+
D．电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Au等金属的阳极泥
答案 D
4．将含0.4 mol CuSO4和0.4 mol NaCl的水溶液1 L，用惰性电极电解一段时间后，在一个电极上得到0.3 mol铜，求在另一个电极上析出的气体在标准状况下的体积是( )
A．5.6L B．6.72 L C．13.44 L D．11.2 L
答案 A
5．如图所示的A、B两个电解池中的电极均为铂，在A池中加入0.05 mol·L-1的CuCl2溶液，B池中加入0.1 mol·L-1的AgNO3溶液，进行电解。

a、b、c、d 四个电极上所析出的物质的物质的量之比是( )
A．2:2:4:1 B．1:1:2:1
C．2:1:1:1 D．2:1:2:1
答案 A
6．右图是电解氯化钠溶液(含酚酞)的装置。

有毒气体收集的装置省略没有画出，两电极均是惰性电极。

(1)a电极的名称__________。

(2)电解过程中观察到的现象__________。

(3)确定N出口的气体最简单的方法是__________。

(4)电解的总反应离子方程式为__________。

(5)若将b电极换成铁作电极，写出在电解过程中U形管底部出现的现象__________。

答案
(1)阴极
(2)两极均有气泡产生；a极区溶液变成红色；b极液面上气体变为黄绿色．b极区溶液变为浅黄绿色
(3)用湿润的淀粉-KI试纸检验，变蓝则是Cl2
(4)2C1-+2H2O 电解Cl2↑+H2↑+2OH-
(5)底部有白色沉淀产生，很快变为灰绿色，最终变为红褐色
电解池习题
[基础过关]
一、电解原理的应用
1．在冶金工业中，常用电解法得到钠、镁、铝等金属，其原因是
A．都是轻金属B．都是活泼金属
C．成本低廉D．这些金属的化合物熔点较低
答案 B
2．火法炼铜得到的粗铜中含多种杂质(如锌、金和银等)，其性能远不能达到电气工业的要求，工业上常使用电解精炼法将粗铜提纯。

在电解精炼时( ) A．粗铜接电源负极
B．纯铜作阳极
C．杂质都将以单质形式沉积到池底
D．纯铜片增重2.56 g，电路中通过电子为0.08 mol
答案 D
3．欲在金属表面镀银，应把镀件挂在电镀池的阴极。

下列各组中，选用的阳极金属和电镀液均正确的是( )
A．Ag和AgCl溶液B．Ag和AgNO3溶液
C．Pt和Ag2CO3溶液D．Pt和Ag2SO4溶液
答案 B
4．某溶液中含有溶质NaCl和H2SO4，它们的物质的量之比为3：1。

用石墨作电极电解溶液时，根据电极产物，可明显分为三个阶段。

下列叙述不正确的是( )
A．阴极只析出H2
B．阳极先析出Cl2，后析出O2
C．电解最后阶段为电解水
D．溶液pH不断增大，最后为7
答案 D
5．观察下列几个装置示意图，有关叙述正确的是( )
A．装置①工业上可用于生产金属钠，电解过程中石墨电极产生金属，此法也可用于生产活泼金属镁、铝等
B．装置②中随着电解的进行左边电极会产生红色的铜，并且电流表示数不断变小
C．装置③中的离子交换膜只允许阳离子、阴离子和小分子水通过
D．装置④的待镀铁制品应与电源正极相连
答案 B
二、电解的有关计算
6．用惰性电极电解饱和食盐水，当电源提供给0.2 mol电子时停止通电。

若此溶
液体积为2L，则所得电解液的pH是( )
A．1 B．8 C．13 D．14
答案 C
7．以惰性电极电解CuSO4溶液，若阳极上产生气体的物质的量为0.0100 mol，则阴极上析出Cu的质量为。

( )
A．0.64 g B．1.28 g C．2.56 g D．5.12 g
答案 B
8．在水中加等物质的量的Ag+、Ba2+、Na+、SO42-、NO3-、Cl-，将该溶液放在用惰性电极作电极的电解槽中，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
答案 C
9．常温下用石墨作电极，电解100 mL 0.1 mol·L-1的Cu(NO3)2和0.1 mol·L-1的AgNO3组成的混合溶液，当某一电极上生成的气体在标准状况下体积为1.12 L 时，假设溶液体积不变，下列说法正确的是( )
A．阴极增重1.4 g B．所得溶液pH<1
C．阴极增重0.64 g D．所得溶液pH>1
答案 B
[能力提升]
10．电解原理在化学工业中有着广泛的应用。

现将你设计的原电池通过导线与右图中的电解池相连，其日a为电解液，X和Y均为惰性电极，则：
(1)若a为CuSO4溶液，则电解时的化学反应方程式为_____________________。

(2)若电解含有0.04 mol CuSO4和0.04 mol NaCl的混合溶液400 mL，当阳极产生672 mL(标准状况下)气体时，溶液的pH=_____ (假设电解后溶液体积不变)。

答案(1)2CuSO4+2H2O 电解2Cu+O2↑+2H2SO4(2)1
11．如图所示，甲、乙为相互串联的两电解池。

(1)甲池若为用电解原理精炼铜的装置，则A电极名称为____极，电极材料是_____，电极反应式为___________________，电解质溶液可以是______。

(2)乙池中Fe极电极反应式为______，若在乙池中滴入少量酚酞试液，开始电解一段时间，Fe极附近呈_____色。

答案(1)阴纯铜Cu2++2e-=Cu 含Cu2+的溶液(如CuSO4溶液)
(2)2H++2e-=H2↑红
12，铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。

请回答：
(1)工业冶炼铝的化学方程式是___________________。

(2)铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是________________。

(3)工业级氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。

电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过)，其工作原理如图所示。

①该电解槽的阳极反应式是____________
②通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因________________
③除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口（填写“A”或“B”）导出。

答案(1)2Al2O3(熔融) 电解4Al+3O2↑
(2)2Al +2OH-+2H2O=2 AlO2- +3H2↑
(3)①4OH--4e-=2H2O+O2↑
②H+放电，促进水的电离，OH-浓度增大
③B
[拓展探究]
13．蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置，有一种蓄电池在充电和放电时发
Fe(OH)2+Ni(OH)2，用该蓄电池电解(阴、生的反应是NiO2+Fe+2H2O 放电
充电
阳极均为惰性电极)M(NO3)x溶液时，若此蓄电池工作一段时间后消耗0.36 g水。

(1)电解时，电解池的阳极应连接______(填序号)。

A．NiO2 B．Fe C．Fe(OH)2D．Ni(OH)2
(2)电解M(NO3)x溶液时某一极质量增至mg，金属M的相对原子质量的计算式为___________(用m、x表示)。

(3)此蓄电池电解含有0.01 mol CuSO4和0.01 mol NaCl的混合溶液100 mL，转移相同量的电子时，阳极产生气体____L(标准状况)，电解后溶液加水稀释至1 L，溶液的p H为____ 。

答案(1)A (2)50mx (3)0.168 2
14．某课外活动小组准备用如下图所示的装置进行实验。

现有甲、乙、丙三位同学分别选择了如下电极材料和电解质溶液：
(1)甲同学在实验中将电键K5闭合，Zn电极上的电极反应式为___________。

(2)乙同学准备进行电解CuCl2溶液的实验，则电解时的总反应方程式为_______。

实验时应闭合的电键的组合是_____(从下列五项中选择所有可能组合，第(3)小题也在这五项中选择)。

A．K1和K2B．K1和K3
C．K l和K4D．K2和K3
E．K2和K4
(3)丙同学准备在Fe上镀Cu，选择了用某种盐来配制电镀液，则该盐中应含的阳离子为______ ，实验时，应闭合的电键的组合是______。

答案(1)Zn-2e-=Zn2+
(2)CuCl2电解Cu+Cl2↑C、D
(3)Cu2+ D。