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專題25 電解池的基本原理 （滿分60分 時間30分鐘） 姓名：_______________ 班級：_______________ 得分：_______________ 1．電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。下圖表示一個電解池，裝有電解液a；X、Y是兩塊電極板，通過導(dǎo)線與直流電源相連。請回答以下問題： （1）若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實(shí)驗(yàn)開始時，同時在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則 ①電解池中X極上的電極反應(yīng)式為______________________。 ②Y電極上的電極反應(yīng)式為_________________________。 （2）如要用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO4溶液，則X電極的材料是________________，電極反應(yīng)式為_________________________。 【答案】2H++2e-=H2↑ 2Cl--2e-=Cl2↑ 純銅 Cu2++2e-=Cu 【解析】 【詳解】 2．（1）用稀硝酸吸收NOx，得到HNO3和HNO2的混合溶液，電解該混合溶液可獲得較濃的硝酸。寫出電解時陽極的電極反應(yīng)式：________________________。 （2）制備焦亞硫酸鈉Na2S2O5也可采用三室膜電解技術(shù)，裝置如圖所示，其中SO2堿吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。陽極的電極反應(yīng)式為____________。電解后，__________室的NaHSO3濃度增加。將該室溶液進(jìn)行結(jié)晶脫水，可得到Na2S2O5。 （3）利用離子交換膜控制電解液中OH－的濃度而制備納米Cu2O，裝置如圖所示，該電池的陽極反應(yīng)式為____________________。(離子交換膜只允許OH－通過) . 【答案】HNO2－2e－＋H2O===3H＋＋NO3- 2H2O－4e－===4H＋＋O2↑ a 2Cu－2e－＋2OH－===Cu2O＋H2O 【解析】 【詳解】 電極，電極本身發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，在堿性環(huán)境下，電極反應(yīng)為2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O，故答案為：2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O。 【點(diǎn)睛】本題考查了電解原理的應(yīng)用。本題的難點(diǎn)為（2）（3），（2）中要注意根據(jù)電解原理，結(jié)合微粒的移動方向判斷；（3）中要注意根據(jù)題干的信息和要求書寫電極反應(yīng)式。 3．知識的梳理和感悟是有效學(xué)習(xí)的方法之一。某學(xué)習(xí)小組將有關(guān)“電解飽和食鹽水”的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行梳理，形成如下問題(顯示的電極均為石墨)。 （1）圖1中，電解一段時間后，氣球b中的氣體是__________(填化學(xué)式)，U形管________(填“左”或“右”)邊的溶液變紅。 （2）利用圖2制作一種環(huán)保型消毒液發(fā)生器，電解可制備“84”消毒液的有效成分，則c為電源的________極；該發(fā)生器中反應(yīng)的總離子方程式為_______________________________。 （3）二氧化氯(ClO2)為一種黃綠色氣體，是國際上公認(rèn)的高效、廣譜、快速、安全的殺菌消毒劑。下圖是目前已開發(fā)出用電解法制取ClO2的新工藝。 ①陽極產(chǎn)生ClO2的電極反應(yīng)式：__________________________________________________。 ②當(dāng)陰極產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下112 mL氣體時，通過陽離子交換膜的離子物質(zhì)的量為________。 【答案】H2 右 負(fù) Cl－＋H2OClO－＋H2↑ Cl－－5e－＋2H2O===ClO2↑＋4H＋ 0.01 mol 【解析】 【詳解】 （2）“84”消毒液的有效成分是NaClO，圖2是制作消毒液發(fā)生器，陽極上Cl－生成Cl2，陰極上H2O得電子轉(zhuǎn)化成H2和OH－，為了使反應(yīng)更充分，下邊電極生成氯氣，上邊電極有NaOH生成，則c為負(fù)極，該反應(yīng)器的總離子方程式為Cl－＋H2OClO－＋H2↑； 【點(diǎn)睛】難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書寫，（3）①，陽極產(chǎn)生ClO2，根據(jù)圖中所給原料，左側(cè)為陽極，Cl－→ClO2，1molCl－參與反應(yīng)失去5mole－，即Cl－－5e－→ClO2↑，根據(jù)所給原料，以及反應(yīng)前后所帶電荷守恒，電極反應(yīng)式為Cl－＋2H2O－5e－=ClO2↑＋4H＋。 4．某課外活動小組用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，試回答下列問題： （1）若開始時開關(guān)K與a連接，則B極的電極反應(yīng)式為______________。 （2）若開始時開關(guān)K與b連接，則B極的電極反應(yīng)式為__________，總反應(yīng)的離子方程式為____________。 （3）若開始時開關(guān)K與b連接.下列說法正確的是_______。 A．溶液中Na＋向A極移動 B．從A極處逸出的氣體能使?jié)駶櫟腒I淀粉試紙變藍(lán) C．反應(yīng)一段時間后加適量鹽酸可恢復(fù)到電解前電解質(zhì)的濃度 D．若標(biāo)準(zhǔn)狀況下B極產(chǎn)生2.24 L氣體，則溶液中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子 （4）該小組同學(xué)認(rèn)為，如果模擬工業(yè)上離子交換膜法制燒堿的方法，那么可以設(shè)想用如圖裝置電解硫酸鉀溶液來制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鉀。 ①該電解槽的陽極反應(yīng)式為________。 ②制得的氫氧化鉀溶液從出口(填“A”、“B”、“C”或 “D”)________導(dǎo)出。 ③電解過程中陰極區(qū)堿性明顯增強(qiáng)，用平衡移動原理解釋原因_________________________。 【答案】Fe-2e- = Fe2＋ 2H＋+2e- = H2↑ 2Cl-+2H2O=2OH－+ H2↑+ Cl2↑ B 2H2O－4e- =4H＋ +O2↑（或4OH――4e－＝2H2O＋O2↑） D H2OH＋+ OH－，H＋在陰極附近放電，引起水的電離平衡向右移動，使c(OH－)>c(H＋)，溶液顯堿性 【解析】 【詳解】