A.阳极发生还原反应,其电极反应式:
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,溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和Zn2+
D.电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt
[解析]用电解法制备高纯度的镍时,用纯镍作阴极,粗镍作阳极,含Ni2+的溶液作电解质溶液。
其中阳极反应式:
Zn―→Zn2++2e-,Fe―→Fe2++2e-,Ni―→Ni2++2e-
阴极反应:
Ni2++2e-―→Ni
因此电解过程中,阳极质量的减少和阴极质量的增加并不相等。
电解质溶液中存在的阳离子有Zn2+、Fe2+、Ni2+。
阳极泥中只有铜和铂。
[答案]D
6.取一张湿润的淀粉-KI试纸,将铜圈置于其上,按下图所示接好电源,然后用铂笔缓慢作画,试纸将会呈现出美丽的图画来。
下列有关说法中错误的是( )
A.图画的颜色为蓝色
B.实验结束后,铜圈的质量不变
C.铜圈附近溶液的pH变小
D.阳极反应式为2I-===I2+2e-
[解析]通电后,铜圈为阴极,铂笔为阳极,阴极发生反应:
2H2O+2e-===H2↑+2OH-;阳极发生反应:
2I-===I2+2e-。
碘遇淀粉变蓝,铜圈附近OH-增多,pH变大,故C项错误。
[答案]C
7.(2012·福建名校模拟)如图所示,a、b都是惰性电极,通电一段时间后,a极附近溶液显红色。
下列说法正确的是( )
A.X是正极,Y是负极
B.a是负极,b是正极
C.CuSO4溶液的pH逐渐减小
D.CuSO4溶液的pH保持不变
[解析]根据a极附近溶液显红色,可知a为阴极,b为阳极,则X为负极,Y为正极,故A、B错误;左池是电镀池,故硫酸铜溶液的浓度不变,pH保持不变,C错、D对。
[答案]D
8.(2012·安徽理综,11)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式为:
Cl2+2e-===2Cl-
D.断开K1,闭合K2时,石墨电极作正极
[解析]由题意知,断开K2,闭合K1时,两极均有气泡产生,则说明铜电极没有参与反应,则铜电极一定作阴极,石墨电极作阳极,所以总反应的离子方程式为2Cl-+2H2O===Cl2↑+H2↑+2OH-,铜电极附近溶液变红,故A、B项均错误;断开K1,闭合K2时,氯气在石墨电极上得到电子生成Cl-,氢气在铜电极上失去电子生成氢离子,所以此时石墨电极作正极,铜电极作负极,故C错误,D项正确。
[答案]D
二、非选择题
9.下列四种装置中,①盛200mL0.005mol/L硫酸铜溶液 ②盛200mL0.01mol/L硫酸 ③盛200mL氯化锌溶液 ④盛200mL氯化钾溶液
(1)上述四种装置中,为电解池的是________(用编号回答),装置①中两电极的电极反应式分别是______________(注明电极名称);______________________。
(2)用离子方程式回答:
通电时装置④中的总反应是________,溶液中可能发生的副反应是__________;
(3)工作一段时间后,测得导线上均通过0.002mol电子,则上述四种装置中溶液pH最小的是________(用编号回答,盐的水解和溶液体积变化忽略不计);
(4)若将装置④中的外加电源拆去,用导线将两个电极连接,则Fe极上发生的反应是________,C极上发生的反应是________。
[解析]
(1)电解池的标志是有外加电源,③是电镀池,为特殊的电解池,①④是电解池。
(2)装置④中就是惰性电极电解氯化钾溶液,生成氢气、氯气、KOH,其中Cl2与KOH会发生氧化还原反应。
(3)工作一段时间后,①②③溶液呈现酸性,④中呈现碱性。
通过0.002mol电子时,①中生成H+为0.002mol,H+浓度为0.01mol/L;②中消耗H+为0.002mol,剩余H+为0.01mol/L×2×200×10-3L-0.002mol=0.002mol,同时溶液中的硫酸锌也会水解;③中为氯化锌溶液,其酸性是由Zn2+水解所得,酸性较弱。
所以②中酸性最强,pH最小。
(4)若将装置④中的外加电源拆去,用导线将两个电极连接,因为氯化钾溶液是中性溶液,所以装置④就成了电化学腐蚀中的吸氧腐蚀。
[答案]
(1)①③④ 阴极2Cu2++4e-===2Cu、阳极4OH--4e-===O2↑+2H2O
(2)Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-
Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
(3)② (4)2Fe-4e-===2Fe2+
O2+2H2O+4e-===4OH-
10.(2010·全国Ⅱ)下图是一个用铂丝作电极,电解稀的MgSO4溶液的装置,电解液中加有中性红指示剂,此时溶液呈红色。
(指示剂的pH变色范围;6.8~8.0,酸色—红色,碱色—黄色)
回答下列问题:
(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是________(填编号);
①A管溶液由红变黄;
②B管溶液由红变黄;
③A管溶液不变色;
④B管溶液不变色;
(2)写出A管中发生反应的反应式:
__________________;
(3)写出B管中发生反应的反应式:
_____________;
(4)检验a管中气体的方法是______________________;
(5)检验b管中气体的方法是__________________________;
(6)电解一段时间后,切断电源,将电解液倒入烧杯内观察到的现象是________。
[解析]①由装置图可知A为电解池的阴极,电极反应为:
4H++4e-===2H2↑;B为电解池的阳极,电极反应为:
4OH--4e-===2H2O+O2↑。
根据放电情况可知A极由于H+放电附近显碱性,指示剂应显黄色,同时还会发生反应Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓;B极由于OH-放电附近显酸性,指示剂仍显本身的颜色红色。
②在检验H2时利用其可燃性,检验O2时用能使带火星木条能否复燃性进行检验。
③由于该电解池实质是电解水,所以将电解液倒入烧杯后,整个溶液呈中性,故指示剂变红,Mg(OH)2沉淀会消失。
[答案]
(1)①④
(2)2H++2e-===H2↑(写2H2O+2e-===2OH-+H2↑同样给分)、Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓ (3)4OH--4e-===2H2O+O2↑(写2H2O-4e-===4H++O2↑同样给分) (4)用拇指按住管口,取出试管,靠近火焰,放开拇指,有爆鸣声,管口有蓝色火焰 (5)用拇指按住管口,取出试管,放开拇指,将带有火星的木条伸入试管内会复燃 (6)溶液呈红色,白色沉淀溶解(或大部分溶解)
11.(2011·重庆卷)臭氧是一种强氧化剂,常用于消毒、灭菌等。
O3可由臭氧发生器(原理如下图)电解稀硫酸制得。
①图中阴极为________(填“A”或“B”),其电极反应式为________。
②若C处通入O2,则A极的电极反应式为________。
③若C处不通入O2,D、E处分别收集到xL和yL气体(标准状况),则E处收集的气体中O3所占的体积分数为________。
(忽略O3的分解)。
[解析]观察电化学装置图知,特殊惰性电极B上产生了氧气和臭氧,该极失去电子发生氧化反应作阳极,则特殊惰性电极A为阴极,得电子发生还原反应,电极反应式为2H++2e-===H2↑;若从C处通入氧气,氧气将参与反应,阴极生成的将是水,电极反应式为O2+4H++4e-===2H2O;设yL混合气体中臭氧的体积分数为a,由电子守恒有2x=ya×6+y(1-a)×4,解得a=(x-2y)/y。
[答案]①A 2H++2e-===H2↑ ②O2+4H++4e-===2H2O ③(x-2y)/y
12.(2012·山东理综,28)工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下:
(1)气