8分）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，實驗開始時，同時在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則

a.電解池中X極上的電極反應(yīng)式為 ① 。在X極附近觀察到的現(xiàn)象是 ② 。

b.Y電極上的電極反應(yīng)式為 ③ ，檢驗該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是  ④。

(2)如要用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO4溶液，則

a .X電極的材料是  ⑤ ，電極反應(yīng)式是  ⑥ 。

b.Y電極的材料是 ⑦  ，電極反應(yīng)式是 ⑧  。

（說明：雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫出）

 

【答案】

①2H+＋2e-＝H2↑；②放出氣體，溶液變紅。 ③2Cl – －2e-＝Cl2 ↑；④把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在Y電極附近，試紙變藍(lán)色。

⑤純銅 或精銅  ⑥Cu2+＋2e-＝Cu  ⑦粗銅   ⑧Cu －2e-＝Cu2+（各1分共8分）

【解析】

試題分析：該裝置是點解裝置，X極和電源的負(fù)極相連，是陰極，Y極和電源的正極相連，是陽極。

(1)若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，氯離子在陽極放電，生成氯氣，氫離子在陰極放電，生成氫氣，同時有氫氧根生成，堿性增強。

所以電解池中X極上的電極反應(yīng)式為2H+＋2e-＝H2↑。在X極附近觀察到的現(xiàn)象是放出氣體，溶液變紅。

b.Y電極上的電極反應(yīng)式為2Cl – －2e-＝Cl2 ↑，檢驗氯氣的方法是把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在Y電極附近，試紙變藍(lán)色，或者是把濕的藍(lán)色石蕊試紙放在Y電極附近，試紙變紅

(2)如要用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO4溶液，那么

a .X電極的材料是純銅 或精銅，電極反應(yīng)式是Cu2+＋2e-＝Cu。

b.Y電極的材料是粗銅，電極反應(yīng)式是Cu －2e-＝Cu2+

考點：電解池 電解精煉銅  電極反應(yīng)式的書寫  

點評：對于電解精煉銅陰陽極的材料一定要熟悉，才能準(zhǔn)確完成此類題目。陽極上奪取電子，使銅變銅離子，材料是粗銅。陰極上給電子，使銅離子變單質(zhì)，材料是純銅。

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

（2011?德州二模）工業(yè)上采用的一種污水處理方法如下：保持污水的pH在5.0～6.0之間，通過電解生成Fe（OH）3沉淀．Fe（OH）3有吸附性，可吸附污物而沉積下來，具有凈化水的作用．陰極產(chǎn)生的氣泡把污水中懸浮物帶到水面形成浮渣層，刮去（或撇掉）浮渣層，即起到了浮選凈化的作用．某科研小組用該原理處理污水，設(shè)計裝置示意圖．如圖所示．
（l）實驗時若污水中離子濃度較小，導(dǎo)電能力較差，產(chǎn)生氣泡速率緩慢，無法使懸浮物形成浮渣．此時應(yīng)向污水中加入適重的
c
c

a．H2SO4  b．CH3CH2OH      c．Na2SO4      d． NaOH      e． BaSO4
（2）電解池陽極實際發(fā)生了兩個電極反應(yīng)，其中一個反應(yīng)生成一種無色氣體，則陽極的電極反應(yīng)式分別是
I．
Fe-2e-=Fe2+
Fe-2e-=Fe2+
； II．
2H2O-4e-=4H++O2↑
2H2O-4e-=4H++O2↑

（3）該燃料電池是以熔融碳酸鹽為電解質(zhì)，CH4為燃料，空氣為氧化劑，稀土金屬材料做電極．為了使該燃料電池長時間穩(wěn)定運行，電池的電解質(zhì)組成應(yīng)保持穩(wěn)定，電池工作時必須有部分A 物質(zhì)參加循環(huán)（見圖）．A物質(zhì)的化學(xué)式是
CO2
CO2

（4）已知燃料電池中有1.6g CH4參加反應(yīng)，則C電極理論上生成氣體
8.96L
8.96L
L （標(biāo)準(zhǔn)狀況）．
（5）若將裝置中的甲部分換為如圖所示的裝置，寫出該電解過程中的化學(xué)方程式：
2CuSO4+2H20
 電解 
.
 
2Cu+2H2SO4+O2↑
2CuSO4+2H20
 電解 
.
 
2Cu+2H2SO4+O2↑
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

鋁是地殼中含量最高的金屬元素，其單質(zhì)及化合物在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用日趨廣泛．
（1）在19世紀(jì)時，鋁是一種珍貴的金屬．人們最初得到的鋁粒如同珍寶，它的價格同黃金相當(dāng)．1827年，德國化學(xué)家維勒用金屬鉀與無水氯化鋁反應(yīng)而制得了金屬鋁．用鉀與無水氯化鋁反應(yīng)制鋁而不用氯化鋁溶液的理由是
 
．
（2）冶煉金屬鋁，第一步先出氧化鋁制備無水氯化鋁．已知：精英家教網(wǎng)
2Al（s）+3Cl2（g）═2AlCl3（s）△H=-1390.8kJ/mol
4Al（s）+3O2（g）═2Al2O3（s）△H=-3339.6kJ/mol
2C（s）+O2（g）═2CO（g）△H=-221.0kJ/mol
AlCl3（s）═AlCl3（g）△H=+akJ/mol（a＞0）
則Al2O3（s）+3Cl2（g）+3C（s）═2AlCl3（g）+3CO（g）的△H=
 
kJ/mol
（3）LiAlH4既是金屬儲氫材料又是有機合成中的常用試劑，遇水能得到無色溶液并劇烈分解釋放出H2，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式
 
；LiAlH4與乙醛作用生成乙醇，在該反應(yīng)中LiAlH4作
 
劑．（填“氧化”或“還原”）
（4）鋁電池性能優(yōu)越，鋁--空氣電池以其環(huán)保、安全而受到越來越多的關(guān)注，其原理如圖所示．該電池的總反應(yīng)化學(xué)方程式為
 
；電池中NaCl的作用是
 
．以該電池為電源，用惰性電極電解100g 8%的Na2SO4溶液，當(dāng)電解到溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12.5%時停止電解，則電解過程中，生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積共為
 
L．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

（1）（19分）①研究性學(xué)習(xí)小組為了證明鐵的金屬性比銅強，他設(shè)計了如下幾種方案，其中合理的是         （填序號）

A．鐵片置于硫酸銅溶液中有銅析出；

B．鐵、銅與氯氣反應(yīng)分別生成FeCl3、CuCl2；

C．銅片置于FeCl3溶液中，銅片逐漸溶解（2FeCl3+Cu＝2FeCl2+ CuCl2）

D．鐵片、銅片分別置于盛有稀硫酸的燒杯中，鐵片上有氣泡產(chǎn)生，而銅片無氣泡

E．常溫下，分別將鐵片和銅片置于濃硝酸中，鐵片不溶解，而銅片溶解

②請你另設(shè)計一個能證明鐵的金屬活動性比銅強的實驗。要求：

a．此方案的原理不同于上述任一合理方案；

b．在方框內(nèi)繪出實驗裝置圖并注明所需的藥品；

c．寫出實驗過程中的主要實驗現(xiàn)象并用相關(guān)化學(xué)用語解釋現(xiàn)象

（2）學(xué)完原電池的相關(guān)知識后，甲組同學(xué)認(rèn)為構(gòu)成原電池必須有三個條件：①活動性不同的兩極；②電解質(zhì)溶液；③閉合回路。乙組同學(xué)對條件①提出異議，認(rèn)為相同的兩極也可以構(gòu)成原電池，以下為乙組同學(xué)的實驗裝置簡圖以及實驗報告的部分內(nèi)容。請仔細(xì)閱讀實驗報告，然后將實驗報告補充完整并填在相應(yīng)的橫線上。裝置中鹽橋的作用之一是使整個裝置構(gòu)成閉合回路。

濃差電池與溫差電池

一、【實驗?zāi)康摹?/p>

1、電池中兩杯溶液及電極均相同，兩杯溶液的濃度不同，可否形成原電池

2、電池中兩杯溶液及電極均相同，兩杯溶液的溫度不同，可否形成原電池

3、電池中兩杯溶液及電極均相同，研究兩杯溶液的                對電池電壓和電流的影響

4、電池中兩杯溶液及電極均相同，研究兩杯溶液的                對電池電壓和電流的影響

二、【儀器與藥品】略。

三、【實驗方法與步驟】

Ⅰ、實驗方法：略。

Ⅱ、研究的步驟

㈠實驗A：濃差電池

電解液均為硫酸銅，電極均為銅片：

1、甲燒杯中固定裝入濃度 0.8 mol/L 的硫酸銅溶液。

2、乙燒杯中分別裝入濃度 0.8 mol/L、0.4 mol/L 、0.2 mol/L、0.1 mol/L、0.05 mol/L、0.025 mol/L 的硫酸銅溶液。

3、使用銅片當(dāng)電極。測量這六種組合電池的穩(wěn)定電壓及電流，將結(jié)果記錄于表 1。

㈡實驗B：溫差電池

電解液均為硫酸銅，電極均為銅片：（步驟略，結(jié)果記錄于表2）

四、【實驗結(jié)果】

實驗A：濃差電池 ：表1

甲杯硫酸銅濃度 mol/L

0.8

0.8

0.8

0.8

0.8

0.8

乙杯硫酸銅濃度 mol/L

0.8

0.4

0.2

0.1

0.05

0.025

兩杯溶液濃度差值

0

0.4

0.6

0.7

0.75

0.775

電壓  mV

0

6

12

16

22

26

電流  mA

0

0.02

0.04

0.06

0.07

0.08

實驗B：溫差電池：表2

甲杯硫酸銅溫度℃

19

19

19

19

19

19

乙杯硫酸銅溫度℃

19

29

39

49

59

69

兩杯溶液溫差℃

0

10

20

30

40

50

電壓  mV

0

6.1

12

20

27

34

電流  mA

0

0.025

0.047

0.07

0.15

0.18

五、【討論】

1、濃差電池：若硫酸銅濃差電池放電較長一段時間后，可觀察到甲杯高濃度的溶液顏色逐漸變淺，而乙杯顏色變深，而電壓也逐漸下降，同時可觀察到甲杯中銅片表面有銅析出。

這說明：甲杯中的電極反應(yīng)式為                                           

        乙杯中的電極反應(yīng)式為                                           

電池放電一段較長時間后電壓下降的原因：                            

    2、溫差電池（略）

六、【結(jié)論】

由上述【實驗結(jié)果】可得結(jié)論：

實驗A:                                                       [來源:學(xué)&科&網(wǎng)Z&X&X&K]

實驗B:（略）

甲、乙兩小組同學(xué)給你什么啟示：

                                                                                   

 

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科目：高中化學(xué) 來源：2010年福建省八縣（市）一中高一第二學(xué)期期末聯(lián)考化學(xué)試卷 題型：實驗題

（1）（19分）①研究性學(xué)習(xí)小組為了證明鐵的金屬性比銅強，他設(shè)計了如下幾種方案，其中合理的是        （填序號）

A．鐵片置于硫酸銅溶液中有銅析出；
B．鐵、銅與氯氣反應(yīng)分別生成FeCl3、CuCl2；
C．銅片置于FeCl3溶液中，銅片逐漸溶解（2FeCl3+Cu＝2FeCl2+ CuCl2）
D．鐵片、銅片分別置于盛有稀硫酸的燒杯中，鐵片上有氣泡產(chǎn)生，而銅片無氣泡
E．常溫下，分別將鐵片和銅片置于濃硝酸中，鐵片不溶解，而銅片溶解
②請你另設(shè)計一個能證明鐵的金屬活動性比銅強的實驗。要求：
a．此方案的原理不同于上述任一合理方案；
b．在方框內(nèi)繪出實驗裝置圖并注明所需的藥品；
c．寫出實驗過程中的主要實驗現(xiàn)象并用相關(guān)化學(xué)用語解釋現(xiàn)象

（2）學(xué)完原電池的相關(guān)知識后，甲組同學(xué)認(rèn)為構(gòu)成原電池必須有三個條件：①活動性不同的兩極；②電解質(zhì)溶液；③閉合回路。乙組同學(xué)對條件①提出異議，認(rèn)為相同的兩極也可以構(gòu)成原電池，以下為乙組同學(xué)的實驗裝置簡圖以及實驗報告的部分內(nèi)容。請仔細(xì)閱讀實驗報告，然后將實驗報告補充完整并填在相應(yīng)的橫線上。裝置中鹽橋的作用之一是使整個裝置構(gòu)成閉合回路。

濃差電池與溫差電池
一、【實驗?zāi)康摹?br />1、電池中兩杯溶液及電極均相同，兩杯溶液的濃度不同，可否形成原電池
2、電池中兩杯溶液及電極均相同，兩杯溶液的溫度不同，可否形成原電池
3、電池中兩杯溶液及電極均相同，研究兩杯溶液的                對電池電壓和電流的影響
4、電池中兩杯溶液及電極均相同，研究兩杯溶液的                對電池電壓和電流的影響
二、【儀器與藥品】略。
三、【實驗方法與步驟】
Ⅰ、實驗方法：略。
Ⅱ、研究的步驟
㈠實驗A：濃差電池
電解液均為硫酸銅，電極均為銅片：
1、甲燒杯中固定裝入濃度 0.8 mol/L 的硫酸銅溶液。
2、乙燒杯中分別裝入濃度 0.8 mol/L、0.4 mol/L 、0.2 mol/L、0.1 mol/L、0.05 mol/L、0.025 mol/L 的硫酸銅溶液。
3、使用銅片當(dāng)電極。測量這六種組合電池的穩(wěn)定電壓及電流，將結(jié)果記錄于表 1。
㈡實驗B：溫差電池
電解液均為硫酸銅，電極均為銅片：（步驟略，結(jié)果記錄于表2）
四、【實驗結(jié)果】
實驗A：濃差電池：表1
甲杯硫酸銅濃度 mol/L
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
乙杯硫酸銅濃度 mol/L
0.8
0.4
0.2
0.1
0.05
0.025
兩杯溶液濃度差值
0
0.4
0.6
0.7
0.75
0.775
電壓  mV
0
6
12
16
22
26
電流 mA
0
0.02
0.04
0.06
0.07
0.08
實驗B：溫差電池：表2
甲杯硫酸銅溫度℃
19
19
19
19
19
19
乙杯硫酸銅溫度℃
19
29
39
49
59
69
兩杯溶液溫差℃
0
10
20
30
40
50
電壓  mV
0
6.1
12
20
27
34
電流  mA
0
0.025
0.047
0.07
0.15
0.18
五、【討論】
1、濃差電池：若硫酸銅濃差電池放電較長一段時間后，可觀察到甲杯高濃度的溶液顏色逐漸變淺，而乙杯顏色變深，而電壓也逐漸下降，同時可觀察到甲杯中銅片表面有銅析出。
這說明：甲杯中的電極反應(yīng)式為                                           
乙杯中的電極反應(yīng)式為                                           
電池放電一段較長時間后電壓下降的原因：                            
2、溫差電池（略）
六、【結(jié)論】
由上述【實驗結(jié)果】可得結(jié)論：
實驗A:                                                        [來源:學(xué)&科&網(wǎng)Z&X&X&K]
實驗B:（略）
甲、乙兩小組同學(xué)給你什么啟示：
                                                                                   

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科目：高中化學(xué) 來源：2012-2013學(xué)年四川省涼山州高三第二次診斷性測試?yán)砭C化學(xué)試卷（解析版） 題型：實驗題

2012年10月8日發(fā)布的修訂版《機動車駕駛證申領(lǐng)和使用規(guī)定》，以其對違章駕駛員的嚴(yán)厲懲罰被人們稱為“史上最嚴(yán)交規(guī)”，其中飲酒后駕駛機動車的一次記12分。利用如下測試管可檢測司機是否酒后駕車，化學(xué)原理如下：

金屬鉻在化合物中主要有+3價和+6價兩種價態(tài)。+6價鉻化合物K2CrO4和K2Cr2O7在水溶液中分別呈黃色和橙色，它們在溶液中存在如下平衡關(guān)系：2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O在酸性條件下+6價鉻化合物具有強氧化性，可以將C2H5OH氧化為CH3COOH，本身被還原為Cr3+，Cr3+在水溶液中呈灰綠色。

（1）根據(jù)上述條件可知，在強酸性條件下+6價鉻主要以      （填“CrO2-4”或“Cr2O2-7”）形式存在。如果司機酒后駕車，則測試管中的現(xiàn)象是    且超過法定警界線，反應(yīng)的離子方程式為          。

（2）研究發(fā)現(xiàn)+6價鉻的毒性為+3價鉻的毒性的100～200倍，有多種方法可以將廢水中的+6價鉻轉(zhuǎn)化為+3價鉻以降低毒性。其中兩種方法如下：

方法一：電化學(xué)方法。將含Cr2O2-7的酸性廢水加適量NaCl攪拌均勻并以Fe作電極進行電解。在陽極產(chǎn)生的Fe2+將Cr2O2-7還原為Cr3+，在電解過程中溶液的pH不斷上升，最終Cr3+和Fe3+以Cr（OH）3和Fe（OH）3沉淀的形式析出。

①請分析溶液pH不斷上升的原因：                  。

②已知Fe3+和Cr3+變?yōu)镕e（OH）3和Cr（OH）3沉淀的pH如下表：

 

當(dāng)溶液的pH范圍為____時，溶液中Fe3+已沉淀完全而Cr3+還沒有開始沉淀。

③當(dāng)電路中通過3mol電子時，理論可還原Cr2O2-7的物質(zhì)的量為    mol。

方法二：還原沉淀法。將l0ml某含鉻（Cr2O2-7）廢水用硫酸亞鐵銨[FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O]處理，反應(yīng)中鐵元素和鉻元素完全轉(zhuǎn)化為沉淀，該沉淀經(jīng)干燥后為nmolFeO·FeyCrxO3。

④不考慮處理過程中的實際損耗，下列敘述錯誤的是

A．反應(yīng)中發(fā)生轉(zhuǎn)移的電子個數(shù)為3nx

B．該廢水中c（Cr2O2-7）為50nx mol/L

C．消耗硫酸亞鐵銨的物質(zhì)的量為n（l+y）mol

D．在FeO·FeyCrxO3中，x+y=2

 

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