每生成2 mol Al2O3时,转移12 mol e,B错;根据A项分析,可知电池的正极反应式书写错误,C错;原电池中随时间增长,Pb变为PbSO4,质量增加,电解池中Pb极产生H2,Pb电极质量不变,D正确。 6.(2013·高考试题组合)
(1)[2013·重庆理综,11(2)]电化学降解NO3的原理如图所示。
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①电源正极为__________(填“A”或“B”),阴极反应式为
________________________________________________________________________。 ②若电解过程中转移了2 mol电子,则膜两侧电解液的质量变化差(Δm左-Δm右)为 _________ g。
(2)[2013·福建理综,23(2)②]利用H2S废气制取氢气的方法有多种。其中电化学法如图所示。反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式,其目的是________;反应池中发生反应的化学方程式为__________________。反应后的溶液进入电解池,电解总反应的离子方程式为____________。
(3)[2013·山东理综,28(3)(4)]
①下图为电解精炼银的示意图,________(填“a”或“b”)极为含有杂质的粗银,若b极有少量红棕色气体产生,则生成该气体的电极反应式为________。
②为处理银器表面的黑斑(Ag2S),将银器浸于铝质容器里的食盐水中并与铝接触,使Ag2S转化为Ag,食盐水的作用是________________。
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答案 (1)①A 2NO3+6H2O+10e===N2↑+12OH ②14.4 (2)增大反应物接触面积,使反应更充分 H2S+2FeCl3===2FeCl2+S↓+2HCl 2Fe2+2H=====2Fe3+H2↑
+
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通电
(3)①a 2H+NO3+e===NO2↑+H2O ②做电解质溶液(或导电)
解析 (1)①NO3生成N2发生了还原反应,应在电解池的阴极发生,故A为原电池的正极;阴极发生还原反应,故电极反应式为2NO3+6H2O+10e===N2↑+12OH。②由阴极反应式可知,通过2 mol电子,溶液减少的质量为5.6 g(N2),同时有2 mol H通过质子交换膜进入右侧,故右侧溶液减少 3.6 g。
阳极发生的反应为4OH-4e===O2↑+2H2O,每通过2 mol电子,生成16 g O2,同时有2 mol H通过质子交换膜进入右侧,使左侧溶液质量减少18 g,故两侧溶液减少的质量差为14.4 g。
(2)采用气、液逆流方式的目的是增大反应物接触面积,使反应更充分。反应池内发生反应的化学方程式为H2S+2FeCl3===2FeCl2+S↓+2HCl。进入电解池的物质应为FeCl2和HCl,根据电解池图示,左侧生成的为Fe3,右侧生成的为H2,则可得总反应的离
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+
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+--
子方程式:2Fe2+2H通电,2Fe3+H2↑。
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+
+
(3)①电解精炼银,粗银作阳极,纯银作阴极,阴极上除了附着银之外,还会有少量的NO2气体产生。原因是NO3+2H+e===NO2↑+H2O。
②用铝质容器与食盐水处理Ag2S的原理是:利用原电池原理,负极:2Al-6e===2Al3,
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+
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正极:3Ag2S+6e===6Ag+3S2,2Al3+3S2+6H2O===2Al(OH)3↓+3H2S↑,总反
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+
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应:2Al+3Ag2S+6H2O===2Al(OH)3↓+3H2S↑+6Ag。 7.(2012·高考试题组合)
(1)[2012·新课标全国卷,36(3)]粗铜的电解精炼如图所示。在粗铜的电解过程中,粗铜板应是图中电极________(填图中的字母);在电极d上发生的电极反应式为__________;若粗铜中还含有Au、Ag、Fe,它们在电解槽中的存在形式和位置为________________________________________________________________________。
(2)(2012·海南,16)新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入CH4和O2 ,电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源,进行饱和氯化钠溶液电解实验,如图所示。
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回答下列问题:
①甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为________________________________________________________________________、 ________________________________________________________________________。 ②闭合K开关后,a、b电极上均有气体产生,其中b电极上得到的是__________,电解氯化钠溶液的总反应方程式为__________________________________。
③若每个电池甲烷通入量为1 L(标准状况),且反应完全,则理论上通过电解池的电量为__________(法拉第常数F=9.65×104 C · mol________L(标准状况)。
答案 (1)c Cu2+2e===Cu Au、Ag以单质的形式沉积在c(阳极)下方,Fe以Fe2
+
-
+
-1
列式计算),最多能产生的氯气体积为
的形式进入电解液
(2)①O2+2H2O+4e===4OH CH4+10OH-8e===CO23+7H2O
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-
-
-
-
②H2 2NaCl+2H2O=====2NaOH+H2↑+Cl2↑ ③
1 L-4
mol1 -1×8×9.65×10 C·
22.4 L·mol
电解
=3.45×104 C 4
解析 (1)电解精炼时,粗铜作阳极,纯铜作阴极,CuSO4溶液作电解液,比铜活泼的金属失电子生成离子进入溶液,不如铜活泼的金属形成阳极泥沉积下来。
(2)①甲烷燃料电池中正极为O2被还原,负极为CH4被氧化,在碱性条件下生成CO23,
-
其电极反应分别为O2+2H2O+4e===4OH、CH4+10OH-8e===CO23+7H2O。
-
-
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-
②闭合K后构成闭合回路,此时a、b分别为电解池的阳极和阴极,阴极为H得电子被还原,同时得到H2和NaOH,阳极为Cl被氧化得到Cl2,该电解池中的总反应为2NaCl+2H2O=====2NaOH+H2↑+Cl2↑。
1 L-4③每个电池通入1 L CH4,电路中通过的电量为mol1=-1×8×9.65×10 C·
22.4 L·mol3.45×104 C。
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电解
-
+
一、单项选择题
1.下列关于电解原理的叙述正确的是
( )
A.为防止轮船腐蚀,将轮船的外壳与外电源的负极相连 B.在锌片上镀铜,用氯化锌溶液作电镀液 C.电解氯化钠溶液制备氢气和氯气时,用铁作阳极 D.用电解法精炼铜时,在阴极上可析出铁 答案 A
解析 B项,应该用氯化铜或硫酸铜溶液作电镀液,不正确;C项,电解氯化钠溶液制备氢气和氯气时,应该用惰性电极作阳极,不能用铁作阳极,不正确;D项,电解精炼铜时,在阴极只析出铜,不会析出铁,不正确。
2.如图所示装置中发生反应的离子方程式为Zn+2H===Zn2+H2↑,下列说法错误的是
+
+
( )
A.a、b不可能是同种材料的电极
B.该装置可能是电解池,电解质溶液为稀盐酸 C.该装置可看作是铜-锌原电池,电解质溶液是稀硫酸
D.该装置中通过2 mol电子,生成的气体在标况下的体积为22.4 L 答案 A
解析 a、b电极材料可以都是锌,A错;该装臵可能是电解池,锌作阳极,电解质溶液为稀盐酸,B对;该装臵可看作是铜-锌原电池,锌作负极,电解质溶液是稀硫酸,C对;由2H~2e~H2可知D正确。
3.现将氯化铝溶液蒸干灼烧并熔融后用铂电极进行电解,下列有关电极产物的判断正确的
是
A.阴极产物是氢气
B.阳极产物是氧气 D.阳极产物只有氯气
( )
+
-
C.阴极产物是铝和氧气 答案 B
解析 将氯化铝溶液蒸干灼烧得到Al2O3,电解熔融的Al2O3,阳极为O2放电,阳极
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产物为氧气;阴极为Al3放电,阴极产物为Al。
+
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